探討10kV變壓器狀態(tài)檢修及其故障

秦慶榮

（桂林市銀都電力建設(shè)開發(fā)有限公司 廣西桂林 541000）

探討10kV變壓器狀態(tài)檢修及其故障

秦慶榮

（桂林市銀都電力建設(shè)開發(fā)有限公司 廣西桂林 541000）

隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)布設(shè)的規(guī)模越來越大，布設(shè)形式和用電設(shè)備也越來越復(fù)雜。而變壓器運(yùn)行的質(zhì)量又直接關(guān)系到電網(wǎng)供電的效率，因此本文就當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的10kV變壓器的檢修及維護(hù)的相關(guān)問題進(jìn)行詳細(xì)的探討。

10kV；變壓器；狀態(tài)檢修；故障；完善

1 引言

在用電需求不斷增加的情況下，電網(wǎng)中所應(yīng)用的設(shè)備在長期強(qiáng)大負(fù)荷作用下容易出現(xiàn)故障，致使其應(yīng)用性降低，相應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行效果受到嚴(yán)重影響。對10kV變壓器進(jìn)行狀態(tài)維修則可以在很大程度上避免故障的出現(xiàn)。

2 10kV變壓器故障問題

因?yàn)槲覈脩粲秒娦枨蟛粩嘣黾樱@使得電網(wǎng)需要運(yùn)輸更多的電能。此種情況下，電網(wǎng)負(fù)荷加大，容易造成變壓器的一些故障問題。變壓器的故障分為外部故障和內(nèi)部故障兩種，細(xì)分下又有不同的故障原因，此處列舉主要有：

2.1 接地故障

變壓器長期時(shí)間處于過載運(yùn)行狀態(tài)，相應(yīng)的變壓器中的一些部件就會加劇老化，如線圈、線路等。一旦線圈或其他部位老化，將會導(dǎo)致變壓器的絕緣性能降低，進(jìn)而出現(xiàn)短路或接地故障等情況發(fā)生。其中，接地故障是發(fā)生頻率很高的一種故障。在我國電網(wǎng)設(shè)置中，變壓器都是采用接地保護(hù)的方式來保護(hù)整個(gè)電路運(yùn)行，但在變壓器長期過載運(yùn)行的情況下，三相負(fù)荷容易出現(xiàn)不平衡，相應(yīng)的零線上會產(chǎn)生電流，當(dāng)電流值超標(biāo)，就會引發(fā)變壓器接地故障情況發(fā)生。

2.2 變壓器瓦斯保護(hù)故障

瓦斯保護(hù)是變壓器使用最為普遍的主保護(hù)，它又可以分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)在工作過程中也會出現(xiàn)一些故障，當(dāng)變壓器內(nèi)部的保護(hù)回路出現(xiàn)故障（比如變壓器內(nèi)部進(jìn)入水分或者是內(nèi)部元件未牢固固定）時(shí)，輕瓦斯保護(hù)就會發(fā)出報(bào)警信號，提醒對變壓器進(jìn)行故障排除維修，此時(shí)需要在瓦斯繼電器處收集瓦斯氣樣，送至試驗(yàn)單位對氣體成分進(jìn)行分析，確定具體的故障，采取相應(yīng)措施及時(shí)排除。與輕瓦斯針對變壓器出現(xiàn)的輕微故障報(bào)警不同，重瓦斯保護(hù)一般只有在變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)才會發(fā)出報(bào)警信號，重瓦斯保護(hù)會導(dǎo)致變壓器油在段時(shí)間內(nèi)分解出現(xiàn)大量氣體，所以在重瓦斯發(fā)出報(bào)警信號出現(xiàn)大量氣體分解時(shí)，應(yīng)立即轉(zhuǎn)用備用變壓器，對故障變壓器進(jìn)行檢修——首先對故障變壓器的外殼進(jìn)行檢查，查看是否有損壞，然后檢查故障變壓器的變形焊接處是否出現(xiàn)了裂紋，最后，對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行取樣送檢分析，如果經(jīng)過詳細(xì)的氣體成分檢測分析后，發(fā)現(xiàn)不是變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，就可能是變壓器外側(cè)的斷路器出現(xiàn)故障而跳閘引起重瓦斯發(fā)出報(bào)警信號，這時(shí)候應(yīng)該及時(shí)檢查外部保護(hù)裝置，排除故障。

2.3 變壓器內(nèi)部故障

變壓器的內(nèi)部故障是指發(fā)生在變壓器內(nèi)部的故障，導(dǎo)致這種故障的原因是多種多樣的，比如說變壓器繞組間短路以及繞組線圈匝間短路，變壓器在制作過程中制作流程不合理，制作工藝不合格，繞組無法被緊密的壓制在一起導(dǎo)致變壓器在工作過程中會出現(xiàn)繞組變形從而使得絕緣出現(xiàn)損壞，另外變壓器絕緣油與空氣接觸時(shí)間過長會使油出現(xiàn)酸化現(xiàn)象使得絕緣效果降低，變壓器絕緣油內(nèi)如果混入水分則會導(dǎo)致絕緣油出現(xiàn)劣化，還有絕緣套管發(fā)生破裂等。

2.4 繞組故障

變壓器繞組故障有各種各樣的方面，包括變壓器繞組接地、繞組的匝間短路、繞組斷線以及繞組出頭接頭開焊等，導(dǎo)致這些故障發(fā)生的原因也是多種多樣的，比如說變壓器在運(yùn)行過程中有雜物落入繞組里面，就會使得變壓器繞組溫度升高以致絕緣出現(xiàn)老化或者是損壞，遺留下缺陷。

2.5 變壓器鐵芯故障

引起變壓器的鐵芯故障的原因主要有變壓器鐵輪的夾緊螺桿或者是鐵芯柱的穿心螺桿的絕緣損壞，當(dāng)10kV變壓器的鐵芯受這些影響發(fā)生故障時(shí)，會導(dǎo)致變壓器的鐵片和螺桿短路，由此使得鐵片和螺桿之間產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流會產(chǎn)生大量的熱，最終致使鐵芯中的疊片絕緣介質(zhì)融化，疊片絕緣介質(zhì)損壞，惡劣化。如果能夠判定在變壓器的運(yùn)行過程中鐵芯已經(jīng)發(fā)生額故障，則需要及時(shí)的排除確定的故障，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在進(jìn)行故障原因排除前應(yīng)該先測量變壓器各項(xiàng)繞組之間的電阻，如果各項(xiàng)繞組間的直流電阻阻值相差懸殊則說明是變壓器繞組之間的故障，則需要對繞組進(jìn)行維護(hù)修理。如果不是繞組測試正常，應(yīng)該繼續(xù)對變壓器鐵芯的外觀進(jìn)行觀察，然后測量鐵芯的絕緣電阻，如果損壞非常嚴(yán)重就必須對鐵芯進(jìn)行更換。

3 10kV變壓器狀態(tài)檢修

10kV變壓器狀態(tài)檢修是指一種以設(shè)備監(jiān)測、診斷、評估提供的狀態(tài)信息為依據(jù)的預(yù)防性檢修檢修。這是一種具有綜合技術(shù)性的行為，包括了輸變電設(shè)備的所有技術(shù)和管理，還有為保持或恢復(fù)到它能執(zhí)行所要求的功能狀態(tài)所需的監(jiān)督管理。變壓器的狀態(tài)檢修是在基于一種科學(xué)合理的分析方式的基礎(chǔ)之上，綜合了各種檢測分析設(shè)備的狀態(tài)，并且以評估結(jié)果為依據(jù)最終得出檢修策略的綜合性檢修方式。這種檢修方式不但能夠節(jié)約成本，延長變壓器的年檢周期，而且提高了變壓器運(yùn)行的可靠性。

3.1 檢修策略分析

對變壓器狀態(tài)進(jìn)行分析時(shí)，要借鑒和利用周期性檢修多年來積累的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真查看變壓器歷次檢修、試驗(yàn)、缺陷記錄和運(yùn)行信息、在線信息等，從變壓器狀態(tài)記錄的總體狀態(tài)到每個(gè)部件的記錄，從故障原因到排除方案，從部件相互之間的影響到不同故障造成的后果，對記錄進(jìn)行深入而全面的分析。通過對變壓器的宏觀分析了解變壓器的總體情況，把握變壓器的基本信息，掌握同型號變壓器之間的一些共有問題，熟悉變壓器的各方面性能。通過對各部件，對單個(gè)變壓器的微觀分析，了解同類變壓器在不同電網(wǎng)條件下的特別問題，掌握具體情況的不同應(yīng)對。通過對同類變壓器的橫向和縱向?qū)Ρ龋瑏碓u估某個(gè)具體變壓器的健康狀態(tài)。對變壓器可以從絕緣性能、導(dǎo)電性能和機(jī)械性能三方面去評判該變壓器的狀態(tài)，掌握這幾個(gè)方面的性能指標(biāo)，我們基本可以把握變電變壓器健康狀況的發(fā)展趨勢。

3.2 綜合帶電檢測技術(shù)

綜合帶電檢測是在綜合各種帶電檢測后的最新技術(shù)，在曾經(jīng)的帶電檢測技術(shù)中各種檢測技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。以局部放電為例：局部放電是指在電場作用下，導(dǎo)體間絕緣部分區(qū)域被擊穿（沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間）的電氣放電現(xiàn)象。局部放電時(shí)會產(chǎn)生電磁波、超聲波、光、熱和化學(xué)效應(yīng)，根據(jù)局放產(chǎn)生的這些現(xiàn)象，局部放電帶電檢測的方法主要由以下幾種：DGA方法、HFCT方法、超聲方法、UHF方法。超聲波帶電檢測、超高頻帶電檢測以及檢測（油色譜）各有優(yōu)缺點(diǎn)，隨著技術(shù)人員在應(yīng)用過程中逐漸掌握熟練的技術(shù)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，電網(wǎng)公司將超聲波帶電檢測、超高頻帶電檢測以及檢測綜合應(yīng)用，綜合它們的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)勢互補(bǔ)，既不受設(shè)備機(jī)械振動等環(huán)境影響、定位快速的特性，又具備了超聲的抗電氣干擾能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。綜合帶電檢測可以定位到厘米級，可以進(jìn)行精確定相分析。使其對變壓器缺陷的定位、故障的判斷和分析，能夠起到很好的效果。變壓器狀態(tài)評價(jià)技術(shù)目前主要依賴變壓器的運(yùn)行中暴露的缺陷、定期的油色譜化驗(yàn)、帶電檢測項(xiàng)目、在線監(jiān)測技術(shù)、停電預(yù)試及故障停運(yùn)的特殊試驗(yàn)。其中隨著帶電檢測裝備、在線監(jiān)測裝置的發(fā)展，其精度及可靠性越來越高，己經(jīng)成為變壓器狀態(tài)評價(jià)中不可或缺的評價(jià)手段。圖1為在線監(jiān)測的基本過程。

圖1 在線監(jiān)測的基本過程圖

3.3 狀態(tài)檢修的應(yīng)用

例如：針對絕緣類故障，應(yīng)當(dāng)是利用狀態(tài)檢修計(jì)劃對變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，明確變壓器運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的溫度、周圍環(huán)境濕度以及絕緣油應(yīng)用情況。參照所得到的監(jiān)測結(jié)果，對變壓器運(yùn)行狀態(tài)下溫度、環(huán)境濕度、絕緣油質(zhì)量進(jìn)行分析和思考，確定變壓器內(nèi)部溫度是否過高、周圍環(huán)境是否比較潮濕、絕緣油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。如若其中一項(xiàng)或多項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，采用適合的檢修方法來對變壓器進(jìn)行檢修，從而保證變壓器運(yùn)行時(shí)內(nèi)部溫度適中、周圍環(huán)境良好、絕緣油質(zhì)量達(dá)標(biāo)，相應(yīng)的變壓器運(yùn)行時(shí)絕緣故障發(fā)生的可能性將大大降低，為變壓器長期高效運(yùn)行創(chuàng)造條件。

3.4 變壓器的維護(hù)作業(yè)

在對變壓器進(jìn)行故障排除、維護(hù)使用的時(shí)候，要盡量在不通電的情況下進(jìn)行，以防止出現(xiàn)安全事故，在實(shí)在無法避免帶電作業(yè)的時(shí)候，必須采取足夠的安全防護(hù)措施，最大程度保護(hù)作業(yè)人員的安全，防止安全事故的發(fā)生。對于帶電作業(yè)必須采取以下防護(hù)措施：保證作業(yè)人數(shù)不少于兩個(gè)人，確保作業(yè)人員有人監(jiān)護(hù)；作業(yè)人員作業(yè)時(shí)必須使用醒目的標(biāo)示牌標(biāo)示，安全遮攔設(shè)施和警告牌也必須具備。

4 結(jié)束語

綜上所述，變壓器運(yùn)行的質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)供電的效率，從而影響到人們正常的工作和學(xué)習(xí)。變壓器運(yùn)行中非常容易受到這樣或那樣因素的影響，致使變壓器運(yùn)行效果不佳。但實(shí)施變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)，則可以有效的控制變壓器，使變壓器長時(shí)間保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，為安全、穩(wěn)定、科學(xué)的輸送電能創(chuàng)造條件。所以檢修與維護(hù)作為保證變壓器質(zhì)量的根本途徑，值得我們從各個(gè)方面對變壓器的檢修與維護(hù)做更加深入的分析和研究，以更好保證變壓器的運(yùn)行質(zhì)量，滿足人們生活中的用電需求。

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TM407

A

1004-7344（2016）14-0043-02

2016-3-25

秦慶榮（1969-），男，助理工程師，大專，主要從事電力高壓試驗(yàn)，電力工程管理工作。