淺析配電變壓器故障類型及狀態(tài)檢修技術(shù)

張慶釗

摘要：在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，變壓器運(yùn)行狀態(tài)是否良好對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有比較大的影響。文章首先對(duì)配電變壓器運(yùn)行過(guò)程中常見的故障類型進(jìn)行了分析，然后對(duì)變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)進(jìn)行了探討，降低了事故發(fā)生率，保證了變壓器的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：配電變壓器;故障類型;狀態(tài)檢修

引言 ?

電力變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到電力系統(tǒng)的日常穩(wěn)定電壓。為了保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，一定要注意對(duì)于電力變壓器的維護(hù)。電力變壓器能夠?qū)﹄娏﹄妷旱拇笮∵M(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之符合各種用戶的需求。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速前進(jìn)的條件下，人們的生活水平也不斷提高，用電需求逐漸增長(zhǎng)，有效的提高了電力變壓器維護(hù)水平的要求。

1電力變壓器常見的內(nèi)部故障

1.1磁路故障 ?

一般變壓器磁路出現(xiàn)的故障有以下幾種原因：（1）穿芯螺栓的組成部件絕緣管被其他物體擊穿、位移、破碎或不夠長(zhǎng)，會(huì)造成鐵芯娃鋼片短路，繼而產(chǎn)生局部渦流;一旦兩個(gè)以上的穿心螺栓發(fā)生這樣的狀況，就會(huì)產(chǎn)生短路膽，并產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)熱情況，整個(gè)鐵芯都可能被燒毀。過(guò)熱的狀況也可能將絕緣的線段燒毀，使相鄰的線路短路;（2）鐵芯娃鋼片發(fā)生損壞、老化，也會(huì)產(chǎn)生循環(huán)渦流，在這種情況下會(huì)過(guò)熱，威脅繞組以及鐵芯的安全;（3）當(dāng)位于鐵芯上的鐵輒連接方式是對(duì)接時(shí)，一旦鐵輒與鐵芯柱之間的連接出現(xiàn)裂縫，就會(huì)有渦流產(chǎn)生而導(dǎo)致過(guò)熱;（4）位于鐵芯內(nèi)部的接地片太長(zhǎng)，容易與鐵芯硅鋼發(fā)生銜接，導(dǎo)致局部短路，局部溫度過(guò)高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將接地的銅片熔斷，產(chǎn)生放電;（5）在變壓器發(fā)生壓板丁的移動(dòng)或絕緣體的破損時(shí)，金屬開口會(huì)因?yàn)榱硪粋?cè)壓板釘而閉合，造成短路環(huán)流，引起嚴(yán)重的過(guò)熱。

1.2絕緣系統(tǒng)的故障損壞 ?

對(duì)于發(fā)生故障的絕緣體，其絕緣部分發(fā)生損壞的原因、形式也是很復(fù)雜的，一般有下列幾種形式：（1）變壓器絕緣部件破損的重要因素之一就是絕緣受潮。;（2）當(dāng)變壓器長(zhǎng)時(shí)間處于負(fù)荷過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，因?yàn)槿鄙賹?duì)絕緣系統(tǒng)的保護(hù)。容易引起絕緣油的老化。變壓器的絕緣系統(tǒng)會(huì)加速老化。同時(shí)線上會(huì)附有油泥，容易引起電氣的擊穿;（3）因?yàn)樽儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)密封不好而引起滲漏油;（4）受到振動(dòng)頻率、周圍溫度、材料性質(zhì)的影響，造成滲漏油。

1.3過(guò)熱故障 ?

由于變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，繞組會(huì)產(chǎn)生能量損耗，這些損耗產(chǎn)生的熱量會(huì)使得變壓器的絕緣油等區(qū)域出現(xiàn)明顯的溫度提升。但是溫度提升如果超過(guò)規(guī)定的范圍，那么就需要考慮是否會(huì)因?yàn)闇囟忍邔?dǎo)致過(guò)熱故障。一般情況下，過(guò)熱性故障發(fā)生的部位是在分接開關(guān)、載流導(dǎo)線系統(tǒng)等，如果因?yàn)榻佑|不良或是焊接過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致短路，產(chǎn)生額外電流。過(guò)熱故障雖然在發(fā)生程度上不如放電性故障，但需要注意的一點(diǎn)在于，由于熱點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致固體絕緣區(qū)域出現(xiàn)裂化，并逐步形成電弧性熱點(diǎn)，也是電力變壓器出現(xiàn)損壞的主要原因，如果溫度不斷提升，大面積絕緣材料會(huì)出現(xiàn)碳化情況，產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，甚至出現(xiàn)永久性的損壞。而通過(guò)對(duì)過(guò)熱故障的分析，其具體包括導(dǎo)體故障和接觸不良。如何能對(duì)過(guò)熱故障的性質(zhì)進(jìn)行判斷，然后分析變壓器內(nèi)部的故障情況是非常關(guān)鍵的。此外，鐵心回路當(dāng)中也會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱故障。 ?

2電力變壓器維護(hù)的具體措施

2.1防電磁干擾與短路 ?

電壓器的內(nèi)部元件與連接需要謹(jǐn)慎的維護(hù)，當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，電磁干擾就會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生。這個(gè)原理能夠用法拉第的電磁感應(yīng)原理來(lái)證明，當(dāng)電線纏繞成圈時(shí)會(huì)發(fā)射比較大的磁場(chǎng)，對(duì)周圍元件的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，對(duì)此可以應(yīng)用絕緣保護(hù)來(lái)避免干擾。但是使用絕緣保護(hù)的前提條件是已經(jīng)對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，可以總結(jié)結(jié)論為電磁干擾是故障發(fā)生的主要原因。絕緣保護(hù)的最佳代表方法是讓電線接地。這樣能夠快速有效的解決電磁干擾問(wèn)題，而且能夠節(jié)約成本。當(dāng)上述方法不能有效的防止電磁干擾時(shí)，就要對(duì)短路問(wèn)題進(jìn)行集中處理。短路會(huì)嚴(yán)重的損害電路，甚至減少電力元件設(shè)備的使用壽命。短路會(huì)對(duì)變壓器造成影響，造成電力變壓器瞬間承壓過(guò)大，燒毀元件和設(shè)備。如果變壓器出現(xiàn)繞組現(xiàn)象，就有很大幾率電路短路。所以實(shí)際排查時(shí)要注意繞線和繞組問(wèn)題，這和繞線工藝的技術(shù)水平也有很大關(guān)系。為了最大限度降低損失，保證快速續(xù)電，可以在電路中安裝繼電保護(hù)裝置。電力變壓器在實(shí)際的使用過(guò)程中，要嚴(yán)格的對(duì)電磁干擾和短路問(wèn)題進(jìn)行事先檢測(cè)，維護(hù)電力變壓器的穩(wěn)定正常運(yùn)行，增長(zhǎng)使用壽命。

2.2防止自然雷擊對(duì)變壓器造成影響 ?

上文提到過(guò)事先防止惡劣的雷擊天氣對(duì)電力變壓器造成損害，其原因是電力變壓器的設(shè)計(jì)導(dǎo)致它不能很好的抵抗惡劣天氣。電力變壓器的大部分應(yīng)對(duì)能力來(lái)源于絕緣保護(hù)和變壓器接地，如果絕緣部分老化破壞，電力變壓器的狀態(tài)會(huì)受到惡劣的影響，如果變壓器沒有接地，或者絕緣不良，電荷就容易泄露，引發(fā)安全事故。所以在電力變壓器的日常維護(hù)中，要重點(diǎn)檢查其絕緣外層和絕緣油的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)老化損毀或者絕緣油的余量不足，要及時(shí)的更新更換。檢查人員要恪盡職守，認(rèn)真履行日常維護(hù)的職責(zé)。

3狀態(tài)檢修技術(shù)在變壓器管理中的應(yīng)用

3.1基礎(chǔ)管理工作

基礎(chǔ)工作是進(jìn)行狀態(tài)檢修的管理。運(yùn)行人員要做好對(duì)于變壓器設(shè)備運(yùn)用狀況的記錄，包括技術(shù)資料、相關(guān)會(huì)議記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠報(bào)告等。同時(shí)也要記錄安裝報(bào)告、銘牌闡述、巡檢記錄、運(yùn)行資料等，還要掌握包括診斷性實(shí)驗(yàn)報(bào)告、技術(shù)改造資料、檢修資料、反措實(shí)施等，對(duì)同一型號(hào)的有家族缺陷的設(shè)備要進(jìn)行整理記錄。 ?

3.2變壓器信息收集變壓器狀態(tài)檢修的相關(guān)信息 ?

（1）變壓器運(yùn)行狀況。包括變壓器中低壓附近的短路電流的情況、短路的次數(shù)、變壓器的負(fù)荷數(shù)據(jù)、變壓器的溫度變化、溫度過(guò)高的情況、油色譜、接地線的腐蝕情況等;（2）對(duì)于變壓器的情況進(jìn)行巡視。巡視內(nèi)容包括變壓器的油位、是否漏油、油溫情況，變壓器在使用過(guò)程中的噪聲、變壓器的震動(dòng)狀況、是否表面產(chǎn)生腐蝕、以及呼吸器的情況等。（3）記錄變壓器的實(shí)驗(yàn)階段的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄包括變壓器的直流電的測(cè)試、繞組電容量、短路繞組、油中水分、極化指數(shù)、鐵芯絕緣電阻等。對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;（4）變壓器運(yùn)行狀況。變壓器的絕緣管的情況、是否發(fā)生放電等;（5）記錄變壓器套管的實(shí)驗(yàn)階段數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄包括絕緣管的電阻、紅外的溫度測(cè)量、油中含有的水分的含量等;（6）冷卻系統(tǒng)的使用狀況;（7）裝有載調(diào)壓分接開關(guān)的變壓器的使用情況;（8）非電量保護(hù)的變壓器的保護(hù)狀況。

3.3開展變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)與狀態(tài)檢修 ?

通過(guò)紅外測(cè)溫、智能檢查等手段對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，將設(shè)備的變化情況用曲線進(jìn)行表示，同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)析，再通過(guò)加權(quán)平均的計(jì)算方法來(lái)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行。對(duì)于變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，有正常、注意、異常和重大異常4種情況。正常狀況指的是變壓器處于穩(wěn)定狀態(tài)，數(shù)據(jù)符合相關(guān)要求;注意狀態(tài)指的是變壓器處于不穩(wěn)定狀態(tài)，多個(gè)指標(biāo)均不在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi);異常狀態(tài)指的是變壓器出現(xiàn)指標(biāo)的異常，雖然變壓器可繼續(xù)工作，但能發(fā)現(xiàn)其已脫離正常軌道;重大異常指的是變壓器只能維持較差的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)間短，需立即停止變壓器的運(yùn)行。在狀態(tài)評(píng)估中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，對(duì)于不涉及停電的進(jìn)行檢修并消缺;變壓器在出現(xiàn)本體停電的情況時(shí)，根據(jù)計(jì)劃工作進(jìn)行有組織的消缺;發(fā)現(xiàn)重大缺失時(shí)，監(jiān)視其發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理，進(jìn)行停電安排。

4結(jié)束語(yǔ) ?

綜上所述，在配電站變壓器運(yùn)行管理過(guò)程中，利用狀態(tài)檢修技術(shù)可實(shí)時(shí)對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和評(píng)測(cè)，降低設(shè)備檢修工作量，提升管理效率，降低配電變壓器檢修成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1].變壓器維護(hù)檢修的五大內(nèi)容[J].大眾用電，2018，32（04）：39.

[2]李新剛.電力變壓器的維護(hù)與管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（05）：174. ?