變壓器檢修技術初探

馮東曉

摘要：變壓器檢修有較高的要求，這不僅因為變壓器檢修有嚴格的工藝質量標準，還在于變壓器修理往往需要投入較多的人力、物力和財力，從經濟上考慮也必須“修必修好”。因此，本文探討了變壓器檢修方法與技術要求，結合兩個案例分析了變壓器檢修技術的實際應用。

關鍵詞：電力變壓器;檢修

變壓器在電力系統中占有重要的地位，被稱作輸變電系統的“心臟”，確保變壓器安全可靠地運行，對于保障國民經濟建設和發展具有十分關鍵的作用。變壓器在長期運行過程中，受到電磁力、熱應力、電腐蝕、化學腐蝕和潮氣等各種因素的影響，難以避免會出現各種故障。為了保證變壓器安全運行，必須通過檢修更換和修復不符合規定和要求的部分，以達到消除隱患和故障，確保其繼續服役的目的。

1 變壓器檢修方法與技術要求

1.1 檢修方式探討

隨著檢修技術的發展，變壓器檢修方式也在發生變化，實施了十余年的《電力變壓器檢修導則》（DL/T 573-1995）被重新修訂了，新標準號為DL/T 573-2010。兩版本的最大差別是新版本中引入了狀態檢修的策略，弱化了大修周期，大修可根據實際情況有選擇地進行。目前，雖然還做不到完全實施狀態檢修，計劃檢修與狀態檢修相結合的策略仍要維持一段時期，但是狀態檢修模式引入的本身就對檢修技術提出了更高的要求。狀態檢修建立在對變壓器狀態的準確分析和合理評估基礎上，需要完善的檢測分析手段，例如在線監測技術的應用以及要求具備較強的數理統計分析和風險評估能力[1]，這些比計劃性的檢修方法要求高得多。計劃性大小修強調的是周期，只要周期到了就安排檢修，修什么如何修都比較容易把握，比如說大修總是要吊芯解體的，有什么問題容易搞清楚;但狀態檢修要通過綜合分析才能判斷該修什么如何修，假如判斷失誤就可能達不到修理目的，不僅浪費了檢修資源，還可能造成無謂的停電而影響供電可靠性。因此，為了適應狀態檢修，檢修人員應加強學習，熟悉變壓器有關的標準、規程要求，掌握好衡量變壓器運行狀態的標尺，以便正確判斷設備缺陷，提高狀態檢修的技能水平。另外，還須不斷學習新技術，電氣設備更新換代很快，免維護、少維護及節能型產品逐步淘汰目前不符合狀態檢修要求的低技術性能設備，因而檢修人員也必須關注這些信息，以便盡快掌握新設備的性能和維修技術要求。

1.2 檢修標準與技術要求

按照《電力變壓器檢修導則》（DL/T 573-2010）規定要求，變壓器檢修流程為：設備狀況摸底（缺陷部位標記、修前試驗、查閱資料等）→編制維修計劃（作業指導書、施工方案等）→報生技科或上級主管部門備案→填報檢修設備審批表→協調確定檢修項目→實施檢修計劃→修后試運行與檢修質量驗收。DL/T 573-2010第10、11章對變壓器組件、部件及器身的檢修工藝質量要求做了詳細規定，是指導檢修工作和評價檢修質量的依據，檢修人員應認真閱讀和全面理解把握。

2 變壓器檢修案例分析

2.1 變壓器鐵心多點接地故障檢修

變壓器器身由鐵心和繞組構成，多點接地會形成閉合回路并出現環流，從而導致鐵心局部過熱、絕緣油分解和絕緣強度降低，對變壓器的安全運行構成較大威脅。檢查和診斷鐵心多點接地故障主要依靠變壓器油溶解氣體氣相色譜分析和電氣試驗。變壓器鐵心多點接地故障油溶解特征氣體包括、、和，當占主要成分時發生鐵心多點接地故障的可能性很大。電氣試驗方法分不停電測試和停電試驗兩種。不停電測試是采用鉗形表測量套管接地引下線的電流，由于鐵心多點接地后匝間環流的存在，接地電流會顯著升高，據此可判斷多點接地故障是否存在以及接地點位置所在。但需注意漏磁通的干擾影響，為此應在漏磁通最小處測量，即在變壓器油箱高度一半處。另外，應扣減背景漏磁通電流，即在接地引下線邊緣處讀取沒有接地線的空白電流值。然后，分別測量鐵心和上夾件處引出的接地線電流和：（1）當=且電流在數A以上時，說明鐵心和上夾件之間有連接點;（2）當且在數A以上時，說明鐵心有多點接地故障;（3）當且在數A以上時，說明上夾件碰殼。停電后可通過搖表（2500V）分別測量鐵心和上夾件接地引下線的絕緣電阻，判斷是否接地及接地程度[2]。

某水電站變壓器投運3年左右，運行情況都比較正常。一次例行測量中發現鐵心接地電流超過標準值，實測最高電流達到310mA，而標準值為<100 mA。取油樣做氣相色譜分析，故障前后均為0，可排除放電性故障。但、和三項有增加，經計算得到三比值編碼是022，為過熱性故障。大致可判斷鐵心局部過熱，可能因磁通集中引起，為鐵心多點接地故障可能性較大。但總烴、和未達到注意值，表明故障點并不在繞組內部，因而未引起集中過熱。采取加裝限流電阻控制鐵心對地電流不超標的措施。實踐證明，該方法是有效的，鐵心實際接地電流控制在60～90 mA，并且色譜分析結果未見繼續惡化。由于該措施并未從根本上解決問題，請示停電吊罩檢查。實施后發現在變壓器鐵軛與夾件之間有一個扁鏟。經分析判斷，此物系安裝期間吊罩檢查時遺漏在夾件部分，受電磁振動、油流沖擊影響而落到變壓器鐵心上，造成了上述故障。

2.2 變壓器主變差動保護跳閘檢修

某水電站一臺三相三繞組變壓器投運多年，各項試驗參數一向都比較正常，也未受到過出口短路、雷擊過電壓或操作過電壓的影響。但某日突然發生主變差動保護跳閘、主變兩側開關跳閘以致主變失電的事故，而當時并未對該變壓器做過任何操作。分析故障記錄，A、C相發生過流保護動作，據查因某計量裝置CT故障引起，保護行為是正確的。但當時差動保護并沒有動作，而是3h后隨主變開關跳閘而動作，主變輕、重瓦斯保護沒有動作。事故發生后，試驗了直流電阻、電壓比、繞組變形、變壓器油溶解氣體氣相色譜分析等項目。發現直流電阻三相明顯不平衡，A相直流繞組比B、C相有明顯增加，與歷史數據相比不平衡率更加明顯。繞組變形試驗顯示，主變高、低壓側繞組有輕微變形，A相中壓繞組有中度變形。色譜分析中，、和總烴數值很高，計算三比值編碼為102。綜合上述情況，初步分析變壓器中壓側已發生匝間短路和絕緣破壞（A、C相）。在變壓器廠吊罩解體發現，中壓A、C相繞組部分線段發生嚴重變形，低壓a、b相因中壓繞組變形擠壓而存在程度不等的變形，并且中壓側A、C相部分墊塊松動、移位;但高壓繞組、中壓B相繞組、低壓b相繞組未見明顯變形。經查運行記錄，該變壓器近幾年曾發生多次短路電流沖擊，其中有3次重合閘不成功，但沒有發生過出口短路。同時注意到主變負載一般不超過額定容量的50%。進一步檢查發現，變壓器繞組采用了普通軟銅質電磁線而非半硬銅質導線，中低壓繞組紙筒為軟質結構且無內撐條，因此可以斷定該次事故是受到多次短路電流沖擊后，強度不足的繞組和紙筒在變形累積效應作用下，產生了不可逆轉的破壞，終至繞組匝間短路而燒毀。

3 結語

隨著國民經濟的快速發展，保障電力變壓器安全可靠地運行已成為電力部門的重要任務。檢修是使有缺陷和故障的變壓器恢復正常運行的必然途徑，同時又是專業性要求很高的工作。基于此，本文對變壓器檢修技術進行了探討，希望有興趣的讀者從中可以獲得啟發和幫助。

參考文獻：

[1]喇元，王紅斌，陳忠東.變壓器狀態檢修技術的研究及應用[J].變壓器，2013，50（8）：61-65.

[2]陳曉娟，趙峰.變壓器鐵心多點接地故障的診斷及處理[J].變壓器，2012，49（4）：68-69.