110kV變壓器狀態檢修與故障問題分析

摘 要 文章首先從油質和油位及油溫、內部異響、繞組故障三個方面分析了110kV變壓器的故障問題，在此基礎上對電力110kV變壓器的狀態檢修進行論述。期望通過本文的研究能夠對變壓器運行穩定性的提升有所幫助。

【關鍵詞】110kV變壓器 故障 狀態檢修

1 電力110kV變壓器的故障問題分析

在電力系統中，110kV變壓器是較為重要的組成部分之一，若是其發生故障，則會對整個系統的穩定運行造成影響。大體上可將110kV變壓器的故障問題歸納為以下幾個方面：

1.1 油質和油位及油溫問題

1.1.1 變壓器油變質

110kV變壓器在長時間運行的過程中，變壓器油若是更換的不及時，則會因為雨水、潮氣以及油溫過熱等原因導致油變質，一旦變壓器油出現變質的情況，會使其絕緣性能大幅度下降，由此容易造成各種故障問題的發生。

1.1.2 油位異常

通常情況下，110kV變壓器處于穩定運行時，油箱中的油位應當在油位計的1/3-1/4之間，如果油位超出這個范圍，可能引起溢油的現象，若是油位沒有達到這個范圍，極有可能引起瓦斯保護誤動作，嚴重時會使變壓器線圈從油中露出，進而導致絕緣擊穿。

1.1.3 油溫突增

造成110kV變壓器油溫突增的原因主要有以下幾個方面：冷卻裝置故障、變壓器長時間處于過負荷狀況下運行、內部緊固件松動或是閃絡放電等。相關規范標準要求，變壓器上層油溫應當低于85℃，正常油溫應不超過80℃，若是油溫過高，必須及時查明故障原因。

1.2 變壓器內部異響

處于正常運行狀態下的110kV變壓器所產生出來的電磁交流聲頻率相對比較穩定，若是變壓器出現問題，則會產生異常的聲響。造成變壓器異響的原因主要有過載運行、零部件松動、內部電壓過高、接觸不良、諧波等等。

1.3 變壓器繞組故障

繞組是110kV變壓器的重要組成部分之一，它的常見故障問題有繞組接地、匝間或相間短路、開焊、斷線等等，導致這些故障的原因如下：長期過載致使絕緣老化、制造工藝不良導致繞組變形、繞組受潮等等。

2 電力110kV變壓器的狀態檢修

狀態檢修是一種較為先進的電力設備檢修方式，簡稱CBM，也被稱之為預知性檢修，它以電力設備當前所處的運行狀況作為主要依據，借助各種監測技術手段，獲取設備的狀態信息，通過比較分析，進行預測、診斷，進而估計設備的使用壽命，在此基礎上確定最佳的維修時間、項目、頻次等內容。CBM遵循的原則是該修必修、修必修好，它的運用可以有效減少定期檢修引起的浪費，有助于經濟效益的提升。CBM包括三層含義，即狀態監測、設備診斷和檢修決策，實踐證明，這種檢修方式能夠有效預防設備故障問題的發生。

2.1 變壓器狀態監測

2.1.1 DGA

DGA是油中溶解氣體分析的簡稱，具體是指通過對溶解在變壓器油中的氣體含量進行檢測，分析其增減的變化規律，了解絕緣有無老化、油溫是否過高等情況。實踐表明，通過DGA能夠檢測出變壓器局部過熱、電弧放電等問題。

2.1.2 在線監測

對110kV變壓器的在線監測主要包括以下幾個方面：

（1）油中氣體含量在線監測。當變壓器出現過熱或是放電故障時，都會產生出一定的H2，通過在線檢測H2的含量，能夠判斷出變壓器是否發生過熱或是放電故障。

（2）局部放電在線檢測。IEC推薦的局部放電量測量方法有脈沖電流法、無線電干擾電壓法等等，這些方法全部歸屬于電測量法的范疇，而超聲測量法、色譜分析法以及光測量法則屬于非電測量法。上述方法均能夠對變壓器的局部放電問題進行在線監測。

（3）變壓器漏油在線監測。對于變壓器而言，漏油是較難有效解決的一個問題，一旦變壓器漏油則會造成絕緣擊穿。通過在線監測系統，可對變壓器的漏油狀況進行即時監測跟蹤，由此使得漏油問題得到了解決。

2.2 變壓器故障診斷

通常情況下，110kV變壓器的故障會在外部應力的作用下逐步顯現出來，并隨著時間的推移發展至一個相對顯著的水平，此時故障問題才會被發現。鑒于變壓器故障的這一特征，可以采用一些能表征應力對絕緣及內部構件作用效應的參數對其故障現象進行描述，這個過程就是故障診斷。變壓器的故障診斷只能對發展緩慢的故障問題起到預防作用，無法應付快速發展或突發的故障。

2.2.1 AI

AI即人工智能，該技術的出現為電力設備故障診斷技術的發展提供了一個全新的途徑，通過AI技術，能夠將維護人員關于電力設備故障診斷的經驗與知識進行系統化，從而形成一個相對完善的知識庫，這對于故障診斷知識的積累與擴大非常有利。在變壓器故障診斷中較為常用的AI技術有模糊邏輯、專家系統、神經網絡和遺傳算法等等。

2.2.2 推理技術

目前在110kV變壓器中應用的主要推理方法有以下幾種：

（1）閥值比較法。該方法具體是指將測得的參數與預先設定好的標準值進行比較，若是高出或低于標準值，便可判斷被檢測設備存在故障。

（2）模式識別法。閥值比較法只能對單一的值進行比較，對于氣體含量這種具有復雜內在聯系的值，判斷效果會大打折扣。此時可以借助模式識別法進行故障判斷，如灰色理論、人工神經網絡、貝葉斯網絡等等。

（3）綜合診斷法。由于變壓器的故障之間均存在一定的聯系，故障征兆所提供的狀態信息中可能同時支持或否定某種故障，基于故障信息的特點，可以運用綜合診斷模型進行判斷，由此可在故障信息并不完備的前提下，得出合理的診斷結果。

3 結論

綜上所述，110kV變壓器作為電力系統的重要組成部分，一旦其出現問題，將會對整個系統的運行造成影響。為了最大限度地降低變壓器故障問題的發生，應當合理運用狀態檢修技術，由此不但能夠預防變壓器故障，而且還能延長變壓器的使用壽命，有助于電力企業經濟效益的提升。

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作者簡介

孫博群（1987-），男，江蘇省淮安市人。大學本科學歷。現為江蘇省淮沭新河管理處助理工程師。主要研究方向為泵站管理。

作者單位

江蘇省淮沭新河管理處 江蘇省淮安市 223005