35kV油浸電力變壓器故障診斷及檢修技術

文/張榮

（蘭州蘭達工貿有限公司 甘肅省蘭州市 730060）

35kV 油浸變壓器常用于電力系統中地供電環節。由于其高故障診斷和維修技術，直接會影響到整個能源系統的運行安全。因此我們在進行檢修工作時必須要進行綜合性地評估，同時采取高效率地運行方式，以保證整個電力系統的安全。

1 對35kV變壓器運行情況簡單進行評估工作

首先，目前使用范圍最廣泛的變壓器是水下變壓器，它一般通過環形線圈與鐵芯相連，同時浸在絕緣油中，與外部器件進行連接工作。其次，鐵芯和環組是主框架，一般來說變壓器地鐵芯通常折疊成3,5-5cm 厚的機電鋼塊，元件根據電壓分為高、中、低壓組，使用絕緣墊塊實現進一步地隔離。最后，變壓器是一種絕緣性能優良的礦物油，它的主要作用是變壓器線圈組之間以及鐵芯、油箱之間形成一道隔離保護層，變壓器油在某些高溫條件下，油體的溫度和速度迅速上升，并逐漸轉變為對流空間，以避免短路的現象發生，這種情況一般是由變壓器鐵芯和環組的集中發熱過度而引起的[1]。

為了評估35kV 油浸式變壓器的運行情況，有必要對變壓器的運行情況進行登記。在評估過程中獲得的記錄有助于監測變壓器的外部形狀，分析變壓器的運行情況，如果變壓器的外部形狀異常，很多參數指標可能會改變。在評價過程中，監測的重點是油的檢測，準確評價轉化裝置運行狀況的最佳方法是觀察油位的變化，圖1 為35kV5kV 油浸式電力變壓器運行情況進行評估的工作程序[2]。

2 對變壓器出現的一些故障問題類型進行分類

在能源系統中，變壓器作為重要的電壓和能量傳輸系統，其發揮著非常重要的作用。根據冷卻方式的不同，變壓器可分為油浸式變壓器和干式變壓器，目前市面上大部分變壓器都為油浸式，主要結構如圖2 所示。

變壓器的冷卻結構主要含有油墊、油管、油箱和散熱管等等，如圖2.2 所示。變壓器油有兩大功能：冷卻和絕緣，散熱管的結構由均勻分散溫度分布和輻射分布的液體管組成。此外，變壓器工作環境復雜，易受自然力和風、雨、雪等自然災害的影響，以及運行過程中的電、磁、熱、電等因素也具有一定的影響，這些最后導致系統整體會出現運行異常的情況。如果不能及時發現或處理，會引起非常大的故障問題。此外，變壓器主要包括內部和外部存在故障，其中變壓器內部故障是影響其絕緣狀態和壽命的重要因素，這取決于出現故障問題的類型，包括熱干擾和電干擾，視情況而定[3]。

2.1 熱干擾性質的故障問題

變壓器過熱是許多方面的常見錯誤。換言之，變壓器過熱會加速絕緣液或絕緣紙在高于某一溫度時平均能量的熱效應而老化，所以我們對變壓器熱故障的成因進行了不同的分類，并根據熱干擾的類型進行了分類，根據基于發熱型故障和以散熱異常為主的散熱型故障展開研究，發現其主要由于與金屬零件接觸而導致鐵芯局部過熱發生故障，金屬部件接觸不良等等[4]。

2.2 電性故障問題

電氣干擾是電氣電壓和絕緣材料老化造成的缺陷，根據能量密度而產生的可歸因于電弧放電故障、火花放電故障和局部放電故障等類型。一般來說電弧放電屬于高能放電類，主要由線圈和層間絕緣組成，包括飛分接開關飛狐或調整不到位或對地閃絡故障，在出現這些故障時，氣體排放的速度會變得更快，氣體排放量也將會大大增多。火花放電：由于分接開關故障或與接地鐵芯接觸不良而造成斷續性；此外，由于各部分之間缺乏隔離，乙炔和氫是主要的典型氣體。由于從乙炔中釋放出的能量是溫和的，氫的總含量相對較低。局部放電：根據放電的嚴重程度，氣體的特征是不同的。氣體的主要成分是氫和甲烷。而乙炔的含量隨著嚴重程度的增加而不斷增多，但其在碳氫化合物總含量中所占的比例很低，通常不到2%。因此，變壓器在出現問題時首先考慮的是絕緣部分是否完好無損。在發生事故的情況下，進行相關的檢修和維護工作持續時間很長，損耗的部件也很多，以及運行中的絕緣材料被破壞會造成很大的經濟損失。我們可根據工作電壓的變化對變壓器電場強度產生影響，它必須能經受住電流通過短路網絡的沖擊，并保持電流的動熱穩定性[5]。

2.3 重瓦斯保護措施

35kV 油浸式電力變壓器在采取措施防止嚴重氣體損耗時，應注意：如果變壓器繞組內有繞組情況并引起了短路，則會加速滑油的分解，在變壓器油箱內造成大量可燃氣體溢出，正是由于這種情況，導致油箱油面迅速降低，漏油情況變得更加嚴重。此時如果變壓器絕緣物質不能及時更換，它的老化程度會不斷加快，進而會導致大量物質在過熱和氣體釋放的條件下降解；如果鐵芯出現問題，會快速提升油箱的機油溫度，那么油就會蒸發。這些干擾可能導致跳閘情況的發生，而如果第二回路接地或出現觸點故障問題時，則可能導致瓦斯保護動作的發生，此外，如果第二回路本身接地的話，變壓器是正常穩定的；可以認為是氣體保護系統自身出現的故障問題。

3 變壓器油浸故障診斷技術

3.1 油浸變壓器表面附件的處理措施

根據以上分析，我們對評估油浸變壓器狀況的措施有了一些了解，因此，根據這些數據對所獲得的信息進行比較。進而使狀態評價工作可以有效進行，以確定油電變壓器組件的使用壽命和正常工作狀態參數保持良好。如果有評估結果的話，然后選擇一個比較方法來確定故障發生的位置。通常情況下，只要有良好的日常工作，就可以保證正常電力系統的工作，所謂的“正常狀態”，主要是指其參數符合相關要求標準，一般來說只要做好基礎性的維護工作，保證其可以正常運行就可以。因此，相關檢修人員應采取適當的控制管理措施，并盡可能確保使每個組件發生故障后恢復正常工作的時間非常快，在例外的情況下，某些構成部分的一些職能難以履行，我們必須要確保整個系統的安全高效運行。因為一旦出現問題這可能影響到電力系統的有效運作。所以相關人員應及時分析異常原因，采取措施使其正常運行，如對嚴重情況的部分進行停機檢修，更換元件等措施，如果不及時加以糾正，可能導致整個電力系統癱瘓，這就是為什么作為檢修人員應該非常認真地對待這項工作的原因。

3.2 對于故障問題進行分析的診斷方法

3.2.1 內部負載進行放電

變壓器中是否存在局部放電誤差，可使用油色譜法確定；通過這種方法可以暫時估計變壓器有低功率、高功率或過熱等故障問題的存在，同時對于其故障原因及位置基本上可以確定。

3.2.2 繞組變形誤差所導致的故障

在變壓器輸出端短路的情況下，如果變壓器本身不能短路，繞組就會變形，因此，在變壓器輸出端短路后，應采用油譜分析、短路阻抗試驗等控制程序，無以確定變壓器是否存在有變形缺陷[8]。

3.2.3 變壓器由于絕緣而變得潮濕

為了檢驗變壓器絕緣的濕度，研究了絕緣電阻、電介質損耗、極化指數、油中水分含量，變壓器色譜法等一系列的濕度試驗。在一些必要的情況下，我們還可以開展絕緣特性的相關實驗以及對絕緣紙含水量也要進行相應檢測。

3.2.4 固體絕緣變得更加老化

為了確定變壓器是否存在大規模固體絕緣老化問題時，應使用色譜法分析的方法來檢測變壓器中一氧化碳和二氧化碳含量的變化，并確定糠醛、絕緣材料的含量。

3.3 溶解氣體作業在線進行監測工作

現在我們把油溶性氣體的分析作為一種先進的技術，主要包括以下內容來確定油浸變壓器中的大部分的內部干擾問題，首先通過網絡控制裝置將溶解氣體實施在線監測，在變壓器絕緣油分解過程中，定期取樣可實時跟蹤氣體的特性濃度（其中包括H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2），對變壓器的實時故障進行診斷。提高處理誤差的效率，減少由于內部設備發生故障的風險。

4 變壓器油浸問題的解決方法

4.1 加強對平衡溫度的控制

為了解決目前的溫度平衡問題，結合實際的情況，我們可以建立一個完善的溫度控制系統，加強油浸變壓器溫度的控制和調節，完善的控制系統可以對浸入式變壓器的發熱點進行完整性的控制管理，并定期測量其溫度。首先我們要及逆行控制溫度工作呢，采用跟蹤和控制技術保護電流互感器的質量，以滿足電流需求，同時相關工作人員也需要不斷改進電流測量系統，為了保證油浸變壓器溫度測量結果的良好穩定性，必須進行動態控制和調節步驟。如果發現潛在的安全威脅，必須及時糾正，還要采取合理的預防措施，防止溫度異常而導致的安全風險事故。

4.2 對于35kV油浸變壓器的相關動作問題加以解決

為了解決油浸變壓器的輕瓦斯保護動作問題，工作人員可以進行判斷如果釋放的是黑色或灰色的可燃物質，它是油質出現可問題進而引起了故障；如果釋放物質為黃色不可燃材料，則這是由于木材問題造成的故障；如果釋放物質為淺灰色同時還有臭味，則一定是紙質出現了問題。

4.3 滲漏處理過程

如果變壓器控制泄漏，則必須有針對性地處理。其主要工作包括將變壓器的油投放油箱；修理高壓側德爾孔門滲漏點，更換損壞的密封氣墊，擰緊導向桿并擰緊螺母，在確保密封氣體和預熱強度保持良好之后，對變壓器油中的氫過濾，同時進行真空脫氣處理，保證這種現象的有效消除，在進行真空脫氣脫水問題解決之后，我們必須要處理熱油循環，以完全去除變壓器油中的氫、一氧化碳和二氧化碳，此外，真空注油的條件是：潤滑油正常且色譜顯示符合標準，可停止故障問題檢修。

4.4 對于油浸變壓器導體擊穿問題進行解決

圖1：35kV 油浸式電力變壓器運行情況進行評估的工作程序

圖2

擊穿故障是造成油浸變壓器的主要原因。由于變壓器本身的絕緣性能會受到損害，因此導線也會受到損害，進而常出現導體被擊穿問題的發生，所以在發生這種情況時，工作人員應采取打磨繞組結構的方式，以更加明智地解決問題。同時，對繞組接頭進行焊接時必須確保與實際情況相符，同時還要必須有效地打磨開關接觸面，以便有效地解除分解開關，雖然受分接開關的類型會受到影響，但自身對導體擊穿故障問題時，并沒有發揮出自身的實際性作用，如果導體本身接觸得很好，那么可以保證油浸變壓器不受導體擊穿影響，從而正常工作。

5 結束語

最后應當指出，在35kV 油浸變壓器運行時，必須做好相應的故障診斷工作，以此來分析故障出現事故的主要原因。在此基礎上使用有針對性的技術維護是很重要的，因為它不僅能夠及時有效地解決內部故障問題，而且在保持變壓器運行方面起著一定作用。因此，為了保證電網能夠安全穩定的運行，必須完成變壓器故障診斷，掌握必要的修理技術，同時相關技術人員的專業素養還要有一定的提升。