關于電力變壓器檢修系統管理技術的分析

解杉

摘 要：電力變壓器的有效運行直接影響到電力企業與用電者的經濟效益，因而有必要進行適時的檢修。隨著信息技術的快速發展，檢修的自動化管理技術也成為了提升檢修效率的關鍵所在，而檢修系統的應用也需要充分考慮相應的經濟要素。在這種背景下，文章首先探討了電力變壓器檢修的故障探究與程序選擇，進而分析了電力變壓器檢修的方法。

關鍵詞：電力變壓器；檢修系統；故障探究；程序選擇；方法選擇

引言

電力變壓器就像是變電站的心臟，在電力系統中扮演極重要角色，若發生故障將為電力系統帶來很大傷害，大范圍的停電，受影響經濟損失將難以估計，因而如何做好電力變壓器維護與檢修，確保變壓器的正常運轉及預知事故的發生，以便防患于未然是相當重要的課題。變壓器出現故障可來自如下方面：變壓器的劣化；變壓器劣化情況視運轉中的溫度、濕度、氧氣等絕緣物影響程度；受雷擊、開關突波的異常電壓，及外部短路事故等電磁應力的累積；上述因素減弱其介質及機械強度而增加變壓器潛在危險性。

1 電力變壓器檢修的故障探究與程序選擇

1.1 了解變壓器的故障原因

一般來說，影響變壓器壽命的最主要因素包括熱、水、氧化三個方面。一是熱對變壓器壽命影響。這種影響體現在如下方面：什么是變壓器線圈最熱點溫度；線圈溫升+周溫=線圈溫度；線圈最熱點溫度=線圈溫度+15℃；線圈最熱點溫度每上升6℃連續運轉壽命減半；線圈最熱點溫度每下降6℃連續運轉壽命加倍；過負荷最熱點>120℃時加速老化。二是水對變壓器壽命影響，包括：含水量為2%的絕緣紙的老化速度是0.3%絕緣紙的6～16倍；外來水分對油紙絕緣的污染。其中后者又涵蓋如下內容：零件及套管密封不良；儲油桶及導管存在砂孔；吸濕劑污染失效；焊縫缺陷及密封橡膠墊老化；安裝過程未做好干燥作業。四是氧化和其他氣體對變壓器壽命影響，包括：油紙絕緣加速老化（差10倍）；油中含氧量應小于3%；發生氣泡局部放電時對線圈絕緣產生破壞；變壓器產生氣泡的原因，這又涵蓋浸漬不良形成空穴、最熱點超過140℃時、油中溶解氣體飽和，壓力和溫度變化釋放出氣體、局部火花放電、短路故障或放電性故障、真空注油不確實等內容。

1.2 變壓器內部故障診斷

有效分析結果應按照如下思路進行診斷：判定有無故障；判斷故障類型，如過熱、電弧，火花放電和局部放電；診斷故障的狀況，如熱點溫度、故障功率、嚴重程度、發展趨勢以及油中氣體飽和水平，和達到警報動作所需時間；提出防止事故對策，如能否繼續運轉，繼續運轉期間的應變措施和監視，是否需要進行內部檢修。

2 電力變壓器檢修的方法選擇

目前，基于DGA診斷分析方法，已被引入到變壓器異常判斷的依據。近年來已開發一些技術可借助各氣體含量來預測變壓器潛伏的故障點，例如關鍵氣體法、杜瓦爾三角方法以及Dornenberg方法、羅杰方法等。

2.1 關鍵氣體法

變壓器故障類型及其發生部位與其絕緣油組成的氣體成分有關，較為四個典型故障類型，分別為：

（1）絕緣油或絕緣紙發生老舊劣化，此時絕緣油過熱會分解出的氣體以C2H4為主，并摻雜C2H6與CH4；

（2）絕緣油產生電暈時則以H2為主，外帶有CH4；

（3）絕緣油產生電弧時則以H2為主，并有C2H2；

（4）紙纖維過熱時則以CO氣體主要成分。這種借助絕緣油中關鍵氣體含量以早期發掘變壓器故障的方法稱為“關鍵氣體法”。

2.2 杜瓦爾三角法

杜瓦爾（IEC-Duval）三角法利用絕緣油分解產生的三種氣體CH4、C2H4與C2H2，以C2H2為水平軸CH4、C2H2分別在左邊及右邊形成等腰三角形的比值關系。按照這一比值對應關系區分為7個區塊，并根據屬性規劃為7種故障區，分別為：PD區的部分放電故障、T1區的過熱故障溫度小于300℃、T2區的中度過熱故障溫度在300℃與700℃之間、T3區的高度過熱故障溫度大于700℃、D1區的低能量放電故障、D2區的高能量放電（電弧）故障、DT區的混合物的電氣和過熱故障。該方法為早期變壓器故障檢測的一種診斷工具。

2.3 Dornenburg方法

Dornenburg方法是利用絕緣油分解產生的H2、CH2、C2H6、C2H4與C2H2等五個氣體含量值間的對應比值大小，來區分為熱分解、部分放電或電弧等三種故障類型。Dornenburg方法使用的四種氣體比值關系定義如下：CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H2/CH4與C2H6/C2H2。這四種比值可用來判讀變壓器故障的類型。

2.4 Roger方法

Roger方法則是利用絕緣油分解產生的H2、CH2、C2H6、C2H4與C2H2等五個氣體含量值間的對應比值大小，來區分正常、低能電弧、高能量電弧、低過熱（300℃）、中過熱（<700℃）、高過熱（>700℃）等六種診斷類型。Roger方法使用的比值關系定義成C2H2/C2H4、CH4/H2與C2H4/C2H6，這三種比值可用來判讀變壓器故障的類型。

3 結束語

由于變壓器內部絕緣結構復雜，電場、熱場分布不均勻，因而故障率相對較高，因此需定期進行預防保養，一般每1～2年進行大修一次停電試驗，不同電壓等級、不同容量其試驗項目將有所不同，而絕緣試驗則是一重要且簡單的項目，其中又以油中氣體分析可在運轉中取樣較為方便。事實上，變壓器運行與檢修效率不僅僅是技術層面的問題，更表現為深層的經濟層面問題。在運行電壓器的過程中，供電部門及用電者的相關利益都會收到影響，而這也表現為對電力的價格變化的影響。因此，變壓器經濟運行的實現應當從系統觀出發，并切實做好管理層面的相關內容。也只有根據經濟要求來處理事項，才能保障變壓器運行效率的提升。

參考文獻

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