電力變壓器故障診斷與狀態(tài)檢修方法

楊新兵 禹智華

摘 要：變壓器屬于電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行，所以必須注重電能轉(zhuǎn)換設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，預(yù)警潛在的故障隱患。作為整個(gè)電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)，變壓器在電力傳輸中具有重要意義。尤其是隨著電網(wǎng)覆蓋面積逐步拓展，電力變壓器的數(shù)量不斷增加。對(duì)于發(fā)電廠而言，電能主要是通過(guò)高壓電線傳輸?shù)礁鱾€(gè)區(qū)域內(nèi)，變壓器是電力運(yùn)輸過(guò)程中的重要中轉(zhuǎn)設(shè)備，對(duì)其設(shè)備的連續(xù)性、可靠性要求極高，只有保持優(yōu)良的性能才能更好地確保電力傳輸?shù)陌踩?，最大限度降低由于電力系統(tǒng)故障帶來(lái)的損失和不利影響。

關(guān)鍵詞：電力;變壓器;故障診斷;狀態(tài)檢修;方法

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.051

1 變壓器常見(jiàn)故障類型

1.1 套管故障

在電力變壓器中，套管屬于非常重要的部件，套管一旦出現(xiàn)故障，會(huì)直接影響電力變壓器的正常運(yùn)行。套管發(fā)生故障的原因主要有兩個(gè)方面。一是使用中強(qiáng)度過(guò)大，造成套管損壞。在高壓變電器中固定線路是套管的主要職責(zé)，由于外力以及內(nèi)部電流等影響，電力變壓器時(shí)常會(huì)發(fā)生套管脫釉以及表面出現(xiàn)損壞的情況。二是安裝失誤易造成套管受潮。套管在安裝過(guò)程中，工作人員需要保證其固定引線，同時(shí)還要做好相應(yīng)的密封工作。安裝時(shí)，由于工作人員安裝失誤，容易造成密封不嚴(yán)實(shí)的情況，影響安裝質(zhì)量。當(dāng)套管的內(nèi)部和外部相互連接在一起，受到水汽的影響會(huì)產(chǎn)生潮濕的情況[1]。

1.2 自動(dòng)跳閘

在使用電力變壓器的過(guò)程中，一些人為因素以及電力變壓器內(nèi)部的破損容易產(chǎn)生跳閘故障的發(fā)生，因此，為緩解及避免故障帶來(lái)的損失，電氣企業(yè)工作人員應(yīng)該安排專業(yè)人員分析故障，通過(guò)科學(xué)合理的方式開(kāi)展檢修工作，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果是人為因素導(dǎo)致的自動(dòng)跳閘，工作人員在完成檢修后可以繼續(xù)使用之前的變壓器，但是如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)損壞，工作人員要全面檢修電力變壓器，通過(guò)排除法確認(rèn)故障，并結(jié)合適合的檢修技術(shù)開(kāi)展處理工作，防止電力變壓器發(fā)生不可逆的爆炸事件。

1.3 油溫異常

在配電變壓器運(yùn)行過(guò)程中，鐵芯損壞、變壓器線圈損壞都會(huì)將電能轉(zhuǎn)化為熱能，變壓器線圈和鐵芯持續(xù)發(fā)熱，導(dǎo)致配電變壓器溫度逐漸升高，造成變壓器內(nèi)部油溫升高，熱量在傳導(dǎo)至變壓器散熱器中。我國(guó)有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，為避免絕緣體的過(guò)早老化，配電變壓器溫度需要保持在85 ℃以下，當(dāng)負(fù)荷不變時(shí)，配電變壓器油溫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)10 ℃并不斷升高時(shí)，配電變壓器存在發(fā)生故障隱患，造成油溫持續(xù)升高的原因主要表現(xiàn)為線圈短路、散熱器散熱功能不好或者配電變壓器內(nèi)部故障[2]。

2 電力變壓器狀態(tài)檢修方法

2.1 電氣類檢測(cè)裝置

差動(dòng)繼電器是通過(guò)在變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)安裝了電流互感器，在電流互感器的基礎(chǔ)上通過(guò)變壓器匝數(shù)和短路事故所出現(xiàn)的電流差值進(jìn)行工作，差動(dòng)繼電器開(kāi)始工作時(shí)，一般是變壓器匝間短路出現(xiàn)了故障。

過(guò)電流繼電器屬于繼電器保護(hù)設(shè)備，一般在短路或超負(fù)荷的情況下工作。當(dāng)過(guò)流繼電器開(kāi)始工作時(shí)，如果不是變壓器外部出現(xiàn)短路或負(fù)荷，就要查看變壓器內(nèi)部是否出現(xiàn)了短路問(wèn)題[3]。

2.2 分析絕緣油中的溶解氣體

為緩解和降低電力變壓器出現(xiàn)故障的頻率，工作人員應(yīng)做好相應(yīng)的故障診斷。整個(gè)診斷可以劃分為幾個(gè)時(shí)期，在最早期的診斷中，對(duì)電力變壓器中的絕緣油故障進(jìn)行分析是最常見(jiàn)的一種診斷方式。通過(guò)分析變壓器中絕緣油的溶解期判斷變壓器是否出現(xiàn)故障，研究數(shù)據(jù)表明，這種診斷技術(shù)早已得到全世界電力企業(yè)的認(rèn)可，不僅如此，在全世界已經(jīng)開(kāi)始全面推廣和應(yīng)用該診斷技術(shù)。通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐探索，當(dāng)前我國(guó)對(duì)電力變壓器絕緣油中的溶解氣體進(jìn)行判斷時(shí)，主要方式有比例法、診斷法等，這種方式可以快速、準(zhǔn)確地分析電力變壓器發(fā)生故障的具體原因。

2.3 油溫異常故障處理策略

變壓器設(shè)備在高壓試驗(yàn)中發(fā)生開(kāi)關(guān)組件接觸故障，相應(yīng)的接觸電阻技術(shù)組件會(huì)呈現(xiàn)逐步增大的趨勢(shì)。因此，應(yīng)根據(jù)電流熱效應(yīng)原理，誘導(dǎo)其局部熱量消耗較大，引發(fā)局部發(fā)熱現(xiàn)象，尤其是與金屬直接接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生短路環(huán)流問(wèn)題。

發(fā)生金屬間接接觸的情形時(shí)，或者在外力損傷作用造成硅鋼間絕緣體損壞時(shí)，同樣會(huì)造成短路環(huán)流問(wèn)題，以致造成局部位置發(fā)生高熱量問(wèn)題。電力變壓器設(shè)備中異常響聲故障問(wèn)題的處理策略。在電力變壓器高壓試驗(yàn)階段，如果出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常的現(xiàn)象，相繼會(huì)出現(xiàn)響聲“報(bào)警”，在發(fā)生不同問(wèn)題情形時(shí)，實(shí)際所展現(xiàn)出的異常響聲也具有一定的差異性。

為更好地保證技術(shù)人員更好地甄別設(shè)備內(nèi)不同部件所產(chǎn)生的異常響聲，應(yīng)對(duì)變壓器設(shè)備不同運(yùn)行技術(shù)故障問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在維修處置時(shí)應(yīng)選用適宜的方式進(jìn)行處理。變壓器設(shè)備接頭組件過(guò)熱的技術(shù)處理。在變壓器設(shè)備的接頭端，多是使用金屬銅材料為主。所以，在外界環(huán)境的影響作用下，或者與其他金屬進(jìn)行不良接觸時(shí)也易產(chǎn)生局部過(guò)熱的問(wèn)題，需要相關(guān)技術(shù)人員采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行干預(yù)，最大限度控制局部過(guò)熱問(wèn)題。

2.4 利用儀器儀表檢測(cè)

變壓器發(fā)生故障時(shí)，首先檢測(cè)變壓器內(nèi)部的噴油程度與位置，然后結(jié)合變壓器的負(fù)電情況和電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀等采取措施。分析、檢查診斷變壓器內(nèi)油中的含氣情況、絕緣情況、絕緣油情況等都需要使用專業(yè)的儀器儀表，再根據(jù)檢測(cè)信息判斷故障原因。

2.5 避免配電變壓器自動(dòng)跳閘

多數(shù)情況下，配電變壓器正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)器和斷路器裝置不會(huì)出現(xiàn)跳閘問(wèn)題，如果發(fā)生故障，配電變壓器保護(hù)裝置采取跳閘保護(hù)，及時(shí)控制故障，減小因故障導(dǎo)致的損失。

發(fā)生跳閘情況時(shí)，維護(hù)人員要及時(shí)停止配電變壓器運(yùn)行，并將跳閘實(shí)際情況匯報(bào)給調(diào)度員，對(duì)于造成配電變壓器跳閘的原因進(jìn)行細(xì)致檢查，重新開(kāi)啟變壓器，觀察變壓器內(nèi)部是否存在異響聲、短路、火光等現(xiàn)象。同時(shí)，重新啟動(dòng)配電變壓器自動(dòng)跳閘故障后，要確保配電變壓器內(nèi)部不存在其他故障的前提下恢復(fù)運(yùn)行，對(duì)于無(wú)法確定的情況，要停止運(yùn)行，避免配電變壓器出現(xiàn)燒毀情況。

2.6 解決配電變壓器接地不良問(wèn)題

配電變壓器接地安裝不規(guī)范或不合理時(shí)很容易發(fā)生雷擊故障，目前，常見(jiàn)接地不良主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，變壓器的避雷裝置發(fā)生故障，造成電阻升高;第二，配電變壓器低壓側(cè)沒(méi)有安裝避雷裝置，當(dāng)雷電擊中變壓器后，會(huì)直接造成變壓器損壞。

針對(duì)以上問(wèn)題，處理接地不良問(wèn)題時(shí)，相關(guān)工作人員要測(cè)量接地線路阻值，并分析造成接地線路阻值增加的原因，根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)備要求調(diào)整設(shè)備，或者重新排線，并安裝避雷裝置。

2.7 提高檢測(cè)人員技術(shù)水平

電力變壓器出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)，工作人員都應(yīng)第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行檢修。在整個(gè)檢修的過(guò)程中，要加強(qiáng)操作技術(shù)，不斷提高檢測(cè)技術(shù)才能提升檢測(cè)過(guò)程中的維修效果。為保持電力企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，不斷改進(jìn)檢修人員的技術(shù)水平，定期對(duì)檢修人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，同時(shí)提高技術(shù)水平，建立綜合技能以及綜合技術(shù)較高的團(tuán)隊(duì)，保證該隊(duì)伍中檢修人員的職業(yè)道德以及技術(shù)能力等。

不僅如此，電力企業(yè)還應(yīng)通過(guò)擴(kuò)招的形式招聘高新技術(shù)人才。技術(shù)人員在檢修過(guò)程中要及時(shí)分享自己的檢修經(jīng)驗(yàn)，更好地傳達(dá)實(shí)際的檢修以及診斷經(jīng)驗(yàn)，方便電力企業(yè)總結(jié)電力變壓器出現(xiàn)故障的主要原因，有效推進(jìn)檢修工作。在實(shí)際工作中，電力企業(yè)還可以建立獎(jiǎng)懲激勵(lì)制度，為企業(yè)的每一位員工提供晉升發(fā)展的機(jī)會(huì)，營(yíng)造積極、輕松的工作氛圍。

3 結(jié)語(yǔ)

電力變壓器在電力輸送的系統(tǒng)中起到了調(diào)節(jié)樞紐的作用，它可以把一些較高電壓轉(zhuǎn)化成為可用的電力，從電網(wǎng)系統(tǒng)的角度上看，電力變壓器是不可替代的，它的存在對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)而言非常關(guān)鍵。

近年來(lái)，電力系統(tǒng)的規(guī)模和容量不斷增大，對(duì)于變壓器可靠供電和安全運(yùn)行要求較高，電力變壓器對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用，因此要對(duì)電力變壓器的故障診斷工作引起足夠的重視。電力變壓器發(fā)生故障的原因包括安裝問(wèn)題和設(shè)備老化兩個(gè)方面，為實(shí)現(xiàn)配電變壓器的平穩(wěn)運(yùn)行，需要及時(shí)更換老化零件，更新老舊設(shè)備，技術(shù)人員需要根據(jù)不同的故障問(wèn)題采取相應(yīng)的措施，確保用戶用電安全和高質(zhì)量用電。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉倩.電力變壓器狀態(tài)檢修及故障診斷方法[J].化工管理，2019（17）：152-153.

[2] 李兆豐.電力變壓器狀態(tài)檢修及故障診斷方法研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（11）：50-51.

[3] 羅偉明.電力變壓器狀態(tài)評(píng)估與故障診斷方法研究[D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2019.