電力變壓器故障診斷及檢修探討

李 鑫

(山東科技大學(xué)濟(jì)南校區(qū)，山東 濟(jì)南 250031)

0 引言

由于變壓器內(nèi)部儀器精密復(fù)雜，在持續(xù)的電力工作運(yùn)行下，復(fù)雜惡劣的外界環(huán)境對變壓器造成一定影響，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)不同故障，影響到變壓器正常運(yùn)行。為消除變壓器故障帶來的系統(tǒng)隱患，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的變壓器故障診斷工作，主動發(fā)現(xiàn)變壓器存在的設(shè)備隱患與故障，做好主動預(yù)控工作。

1 故障診斷

1.1 跳閘故障

跳閘故障會對電力系統(tǒng)運(yùn)行造成一定影響，基于變壓器跳閘故障誘發(fā)因素進(jìn)行分類，可分為人工誘發(fā)因素與內(nèi)部設(shè)備誘因。為科學(xué)規(guī)避該類問題造成的危害，需對跳閘故障進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)人工誘發(fā)因素的關(guān)聯(lián)性，及時(shí)對工作人員進(jìn)行專業(yè)技能提升，增強(qiáng)工作人員責(zé)任意識與安全觀念，確保每一項(xiàng)工作開展的可靠性與安全性，主動規(guī)避人工因素誘發(fā)跳閘故障。電力變壓器內(nèi)部設(shè)備儀器誘發(fā)跳閘故障進(jìn)行診斷處理時(shí)，可依據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析預(yù)判，對重點(diǎn)設(shè)備儀器進(jìn)行檢修排查工作，準(zhǔn)確、無誤地找出設(shè)備儀器存在的安全隱患，并對其安全隱患及時(shí)處理，提高變壓器運(yùn)行的可靠性[1]。

1.2 短路故障

短路故障是變壓器常見故障之一。由于電力變壓器的工況特殊，溫度過高是短路故障出現(xiàn)的出現(xiàn)誘因；而繞組出現(xiàn)變形時(shí)，同樣會誘發(fā)短路故障，間接影響到變電站運(yùn)行安全。通過對高溫短路故障分析可知，當(dāng)變壓器局部絕緣設(shè)備儀器出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備運(yùn)行工況將受到一定影響，進(jìn)而設(shè)備運(yùn)行溫度不斷升高，溫度達(dá)到一定閾值時(shí)，則會誘發(fā)短路故障的問題出現(xiàn)，影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。短路故障出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對其故障隱患進(jìn)行排除，避免誘發(fā)更嚴(yán)重的電力事故，對電力安全產(chǎn)生影響。

1.3 絕緣故障

絕緣故障的發(fā)生與短路故障誘因不同。短路故障的誘因主要為繞組與溫度，而絕緣故障的誘因非常多，給故障診斷工作造成一定影響。鑒于電力變壓器工作特征，絕緣故障的誘因可主要分為以下幾種：(1)變壓器油道設(shè)計(jì)時(shí)，為基于實(shí)際變壓器運(yùn)行需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致變壓器存在絕緣故障隱患；(2)變壓器類型選擇時(shí)，為參考電力系統(tǒng)要求，埋下絕緣故障風(fēng)險(xiǎn)；(3)變壓器的裕度設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案不能滿足實(shí)際工況要求，存在絕緣事故隱患；(4)變壓器制造加工階段，部分零配件受到導(dǎo)電介質(zhì)的污染，影響到變壓器整體運(yùn)行性能安全；(5)變壓器在長期運(yùn)行后，設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)一定金屬雜質(zhì)，極易引發(fā)變壓器絕緣事故，影響到電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定。

1.4 斷路故障

與短路故障不同，當(dāng)變壓器的連接系統(tǒng)出現(xiàn)斷路故障時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)對機(jī)電線路進(jìn)行檢測診斷，分析斷路故障的真正誘因；而在進(jìn)行故障診斷時(shí)，則可利用色譜檢測技術(shù)或繞組頻率檢測技術(shù)。色譜診斷主要針對油浸式變壓器，對其油色進(jìn)行鑒定，分析不同區(qū)域機(jī)電線路的可靠性。繞組頻率的診斷，主要是分析不同繞組之間頻率的變化，以快速找出變壓器斷路故障具體位置，為后續(xù)維修提供數(shù)據(jù)參考[2]。

1.5 油溫故障

變壓器在實(shí)際運(yùn)行過程中，若油溫不斷升高，則預(yù)示著設(shè)備出現(xiàn)一定故障，應(yīng)當(dāng)快速對其油溫過高故障進(jìn)行診斷，分析故障產(chǎn)生的具體因素。通過對油溫過高故障進(jìn)行剖析可知，其誘發(fā)因素可能有以下幾點(diǎn)：(1)設(shè)備的分解開關(guān)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行；(2)變壓器的繞組內(nèi)部出現(xiàn)短路問題，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)油溫不斷升高；(3)變壓器運(yùn)行時(shí)都配有相應(yīng)冷卻系統(tǒng)，當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，則無法對油溫進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，導(dǎo)致變壓器油溫不斷升高；(4)變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)鐵芯局部故障，導(dǎo)致油溫故障的出現(xiàn)。

1.6 滲油故障

對滲油故障進(jìn)行分析可知，變壓器出現(xiàn)滲油主要是焊接質(zhì)量缺陷引起，如變壓器的焊縫出現(xiàn)滲油。部分變壓器在制造加工過程中，由于法蘭轉(zhuǎn)配存在問題，導(dǎo)致后續(xù)緊固無法保證達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致滲油故障。在對其故障進(jìn)行診斷時(shí)，對表面的油污進(jìn)行清除，分析檢測表面焊縫與密封膠，同時(shí)，對變壓器法蘭進(jìn)行一定調(diào)校，確保法蘭達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，消除變壓器滲油故障；在對密封膠墊進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)評估原有密封膠墊的質(zhì)量，若無法達(dá)到變壓器運(yùn)行基本要求，則可對其進(jìn)行更換，并將密封膠墊的壓縮量控制為三分之一，確保密封膠墊可發(fā)揮出應(yīng)用作用；若焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或存在技術(shù)缺陷，則可與生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通，采取更換或修復(fù)的方式，對其滲油焊接縫進(jìn)行一定處理，避免滲透故障的惡化。

2 狀態(tài)檢修

2.1 電檢修

電力變壓器開展?fàn)顟B(tài)檢修工作，可迅速發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱藏故障隱患，基于檢修結(jié)開展相關(guān)故障處理工作，提高變壓器運(yùn)行安全性。電檢修方案應(yīng)用非常普遍，運(yùn)用時(shí)，主要是進(jìn)行電波與無線電的放射，對反饋的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以了解變壓器內(nèi)部設(shè)備狀態(tài)，準(zhǔn)確、快速地查出相關(guān)設(shè)備故障[3]。

2.2 超聲波檢修

若電力企業(yè)選擇油浸式變壓器作為變電站設(shè)備，為保證相關(guān)設(shè)備儀器運(yùn)行安全性，工作人員可利用超聲波技術(shù)開展設(shè)備工況狀態(tài)檢修。應(yīng)用時(shí)，將收集到的信號轉(zhuǎn)化為電信號，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速記錄、分析，提高電力變壓器檢修工作整體效率。超聲波檢修工作開展時(shí)，可主動規(guī)避變電站電磁信號的干擾，保證對設(shè)備檢修數(shù)據(jù)可靠性。在變電站運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生一定量的諧波電磁信號，超聲波檢修時(shí)可規(guī)避諧波信號的影響，確保變壓器檢修效率；但超聲波檢修工作的綜合靈敏度較低，實(shí)際應(yīng)用的有效性與可靠性需進(jìn)一步考證分析。

2.3 紅外成像

由于變電站運(yùn)行特殊性，為避免變壓器檢修工作開展時(shí)影響到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，工作人員需要開展紅外成像技術(shù)進(jìn)行檢修，基于紅外成像技術(shù)的應(yīng)用，可對設(shè)備故障進(jìn)行及時(shí)檢測，發(fā)現(xiàn)設(shè)備儀器運(yùn)行情況。變壓器運(yùn)行過程中，不同線路、設(shè)備、儀器則表現(xiàn)出不同溫度值，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)相關(guān)故障時(shí)，設(shè)備運(yùn)行溫度則會出現(xiàn)一定變化，而紅外成像技術(shù)的應(yīng)用，可迅速捕捉設(shè)備儀器溫度變化，并將其數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給維修人員，以快速對其故障進(jìn)行排除。如油浸式變壓器檢修工作開展時(shí)，工作人員可利用紅外成像技術(shù)，對變壓器機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢測，分析機(jī)電設(shè)備的溫度變化值，評估設(shè)備運(yùn)行安全性，根據(jù)第一手資料制定檢修維護(hù)技術(shù)方案，提高變壓器運(yùn)行安全性與可靠性。

2.4 光檢修

光檢修工作開展時(shí)，主要是對設(shè)備局部釋放光輻射，采集光輻射的信息，對其進(jìn)行分析判斷，評價(jià)變壓器運(yùn)行的質(zhì)量與安全。光檢修技術(shù)方案應(yīng)用時(shí)，技術(shù)要求非常高、檢修靈敏度有限，因此，并沒有得到普及推廣，而是在特定工作環(huán)境下應(yīng)用，以對電力變壓器故障進(jìn)行檢修排查。

2.5 脈沖檢修

脈沖檢修技術(shù)方案執(zhí)行時(shí)，主要利用電流的變化，對變壓器的狀態(tài)進(jìn)行分析。工作人員對變壓器進(jìn)行工況檢修時(shí)，對其施加一定的脈沖電流，對其電流進(jìn)行分析檢測，以評價(jià)變壓器內(nèi)部系統(tǒng)安全性。但該技術(shù)存在短板，當(dāng)變壓器具有較大電容時(shí)，脈沖電流則無法完成相關(guān)檢測工作，導(dǎo)致變壓器檢修靈敏性與準(zhǔn)確性下降。

2.6 超高頻檢修

當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，為提高檢修工作效率，可利用超高頻檢修技術(shù)，在故障區(qū)域進(jìn)行局部放電，并對放電信息進(jìn)行采集，分析故障誘因的因素以及故障出現(xiàn)的具體設(shè)備儀器。但由于變壓器的內(nèi)部非常復(fù)雜，若沒有制定切實(shí)可行的計(jì)劃，則無法保證超高頻檢修技術(shù)方案的可行性與有效性。如對油浸式變壓器檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)對其故障進(jìn)行初步判斷分析，并設(shè)定針對性檢修技術(shù)方案，確保超高頻檢修工作開展效果，提高變壓器檢修工作綜合效能。

3 結(jié)語

本文對變壓器故障進(jìn)行診斷剖析，指出不同變壓器故障的診斷方法，根據(jù)診斷信息開展維修工作，以提高變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性。故障診斷工作開展時(shí)，相關(guān)電力員工需開展變壓器狀態(tài)檢修工作，預(yù)先發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)備隱患，主動消除設(shè)備故障誘發(fā)因子，避免變壓器常見故障出現(xiàn)，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。