電力變壓器狀態檢修策略研究

陳舒穎

摘 要：隨著我國經濟的發展，對電力能源的需求也不斷增加，電力變壓器作為分配和輸送電能的主要元件，在電力系統中發揮這日益重要的作用，電力變壓器的狀態檢修策略也日益重要。文章結合工作實踐，對比了傳統定期檢修與新型狀態檢修，闡述了進行狀態檢修的必要性，并就電力變壓器的狀態檢修策略進行了分析。

關鍵詞：電力變壓器；狀態檢修；策略研究

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0073-02

電力變壓器是電力系統中最為重要的一次設備之一，電力變壓器承擔著變換、輸送、分配電能的重任，與電網的安全穩定和人民生產生活有著密切關系。電力變壓器一旦發生故障，將給電力系統帶來的不容忽視的損失。在此背景下，積極探索和研究變壓器的檢修技術，具有極為重要的意義。

1 實施變壓器狀態檢修的必要性分析

隨著我國電網規模的不斷擴大，電網的網架結構也日益復雜，對電網中運行的電氣設備的可靠性要求更高，電力變壓器作為系統中最重要的元件，其檢修技術也需要不斷提升。

1.1 傳統的計劃檢修方式具有一定的弊端

長期以來，我國電力系統中檢修方式以計劃檢修為主，以定期檢修為主要方式。定期檢修方式的特點為：按照電力運行規程，由管理部門制定檢修的項目、周期和內容，在一定時間內進行檢修，實施“到期必修”。定期檢修這種傳統的檢修方式在一定時間內，有利于消除變壓器的事故隱患，對設備運行起到了積極的作用。

然而，定期的計劃檢修具有以下弊端：

①缺少對事故的預見性。定期檢修相對被動，無法提前預見事故，只能在事故發生后進行停電檢修。導致停電搶修時，往往比較倉促，事故的緊迫性給人員檢修和維護帶來很大壓力。

②具有一定的盲目性。電網的規模不斷增大，電氣設備也不斷增多，在定期檢修的情況下，設備的檢修具有一定的盲目性，一方面必須停電檢修，帶來不可避免的損失，另一方面，消耗大量的人力和物力，使檢修的性價比相對不高，不利于勞動生產率的提高。

③存在引起其它設備事故的隱患。電力檢修工作人員的專業素質參差不齊，有些員工的工作態度和責任心也相對欠缺，在設備定期檢修過程中，可能因為現場檢修條件不良或檢修工藝不佳，導致其它設備損壞，引起新的事故隱患。

1.2 狀態檢修方式的優越性分析

隨著我國提出建設堅強智能電網的戰略規劃提出，電網技術不斷發展，檢修的觀念也不斷革新。電網規模的不斷擴大和電網的智能化、自動化、自愈化發展情況下，傳統的定期檢修方式已經不再適用。

在此背景下，狀態檢修作為一種新型的檢修技術應運而生。狀態檢修是指對電力變壓器的運行狀態進行在線監測，根據對設備運行健康情況的監測情況，結合歷史巡檢數據和歷史可靠性數據，來決定檢修的周期和內容，用實際的運行狀態來代替了固定的檢修周期。

與定期檢修相比，狀態檢修方式具有以下優越性：

①以可靠性和預防性為中心。狀態檢修基于對設備運行狀態的掌握，可以做到該修必修，增強了對事故的預防性，從而有利于節約人力和物力，盡可能的降低停電檢修時間和因此帶來的損失，為電網的效益提升作出貢獻。

②降低了因檢修引發其它故障的可能性。由于狀態檢修提高了對事故的預見性，降低了對電力變壓器盲目停電檢修帶來的損失，也降低了停電檢修時，引發其它故障的可能性，從而更加有利于系統內運行變壓器的壽命和經濟運行水平。

2 電力變壓器狀態檢修的策略

根據狀態檢修的策略，可以將其分為以下幾個要點：首先是對設備狀態評估，包括對設備的在線監測，結合設備出廠資料、建造數據、歷史巡檢結果等資料在內，對設備進行狀態評估，這是進行狀態檢修的基礎和前提；其次是根據在線監測的結果，展開的故障診斷和分析，用來分析和識別電力變壓器的各類故障；最后是根據狀態監測和故障診斷的結果，制定維修策略，決定狀態檢修的措施。

2.1 狀態檢修的狀態評估

由于氣和油是變壓器內的主要兩個狀態監測系統，變壓器內各種故障都能夠通過氣、油系統反映出來。所以，變壓器的在線監測技術主要集中在對油氣量的在線監測。表1為變壓器不同故障類型產生的氣體。

2.1.1 對油中溶解氣體的在線檢測

變壓器油的老化程度可以反映變壓器的絕緣和老化情況，對變壓器絕緣油中溶解的氣體進行在線監測，就是通過對油中溶解出來的低分子氣體進行分類和定量監測，來判斷變壓器的絕緣和老化程度。

目前，一般采用色譜分析法來進行油中溶解氣體與內部故障的分析，首先，根據特征氣體（H2和烴類）的比較值或氣速率來判斷是否發生故障，然后，可以使用特征氣體法或比值法，結合單項氣體超標法、碳氧化合物含量等方法來進行故障類別的判別，目前，常用的比值法為三比值法。

2.1.2 變壓器電氣量在線監測

除了對油氣量的在線監測外，變壓器的電氣量在線監測也是對狀態檢修的有力補充。目前，狀態檢修中使用最多的是局部放電在線監測和繞組變形在線監測。

局部放電可以采用脈沖電流法、超聲波局部放電測量法、超高頻監測法等進行監測，通過對變壓器局部放電伴隨聲音、光化學反應和電磁輻射等特征現象，來進行故障的判斷。

繞組變形在線監測是利用監測繞組變形來反映變壓器的故障，基于電磁感應原理的變壓器中，繞組是最重要也是故障率最高的部件，繞組的故障約占整個變壓器故障的60%～70%，當變壓器繞組發生故障時，短路電流和短路扭矩的沖擊，往往會導致繞組變形，包括：斷線、匝間短路、位移等，目前，多采用低壓脈沖法、頻率響應法、短路電抗法等來進行繞組變形的監測。

此外，對變壓器電氣量在線監測還包括：套管介質損耗在線監測，主要用來發現變壓器套管處的運行故障，如：絕緣破壞、受潮、放電等，目前我國對套管介質損耗在線監測的技術相對還不夠成熟，在電網中的應用也不多。

2.1.3 其它狀態評估方法

為了提升變壓器狀態評估的準確性，預防因在線監測系統出現故障而帶來的狀態評估數據異常，對變壓器的狀態評估還有歷史數據資料收集、帶電檢測例如紅外測溫等、缺陷評價等方法。

其中，帶電紅外測溫也是應用較為廣泛的方法之一，它在帶電狀態下，通過紅外技術來進行設備測溫，根據溫度分布異常情況來進行故障的診斷，還可以配以熱像遙視監控系統和可見光攝像機等組成的計算機網絡系統，具有便攜、直觀、準確等優點。

2.2 狀態檢修的故障診斷和檢修策略制定

電力變壓器的狀態檢修是一項系統工程，涉及到信息、調度、生技、安監、運行、維護等過個部門的工作，以及生產MIS、調度SCADA系統等多個功能模塊，變壓器的檢修和故障診斷，包括策略制定，已經成為電力系統的重要內容。

目前，對電力變壓器的故障診斷結合了油氣量分析和電氣量分析兩種方法，油氣量分析技術比較成熟，但反應不夠靈敏，需要時間較長，電氣量分析則速度較快，且能夠部分定位，兩者互相配合，優缺互補，結合故障診斷專家系統的使用，能夠定位大部分電力變壓器的故障并加以排除。

基于專家系統的變壓器故障診斷依靠先進的計算機信息技術，通過對故障的推理和解釋機制，在專家系統中存儲的模塊數據庫、變壓器特征參數庫和基準數據庫中進行推理，結合模糊處理方法，來進行于故障樹的維修決策。

最后，結合故障分析的結果，進行故障模式、故障影響和故障的危害性分析，進行故障策略的制定。狀態檢修的結果可以分為正常狀態、注意狀態、異常狀態、嚴重狀態四個級別，針對不同的危險級別分別采取不同的措施，如：加強巡檢、定期檢查、限期檢查、緊急停運等。

3 結 語

隨著我國建設智能電網進程的加快，狀態檢修已經日漸取代定期檢修，成為電力變壓器的主流檢修方式。目前，我國電力變壓器狀態檢修的分析和研究還處于發展階段，隨著計算機信息技術、油譜分析技術、故障診斷技術的發展，狀態檢修技術將日漸成熟。

參考文獻：

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