變電站變壓器的檢修與維護(hù)研究

肖幸祿

（江西東津發(fā)電有限責(zé)任公司，江西 九江332400）

變壓器的主要作用是控制電壓和電流，以確保電力網(wǎng)絡(luò)可以安全平穩(wěn)地運(yùn)行。因此，對(duì)變壓器進(jìn)行必要的檢修和日常維護(hù)，是關(guān)系著國(guó)家電力網(wǎng)絡(luò)能否順利運(yùn)轉(zhuǎn)的重要工作。對(duì)變電站中的變壓器進(jìn)行研究，了解其運(yùn)行原理，明確對(duì)變壓器常見(jiàn)故障的有效應(yīng)對(duì)方法，對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行有十分重要的作用。

1 變壓器的主要結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 變壓器的主要結(jié)構(gòu)。組成變電站的變壓器的主要結(jié)構(gòu)為主體裝置、油料、調(diào)壓裝置與內(nèi)置鐵芯，以及對(duì)變壓器起到保護(hù)作用的一些裝置和配件。在這些配件當(dāng)中，最重要也是最核心的部分，是內(nèi)置鐵芯，以及與內(nèi)置鐵芯相匹配的必不可少的繞線圈組。

1.2 變壓器主要部件的工作原理。硅鋼片是變壓器的內(nèi)置鐵芯的基本構(gòu)成材料，其自身對(duì)于電磁具有比較強(qiáng)的傳導(dǎo)性能[1]。硅鋼片按照一定的方式進(jìn)行空間上的排列，并且通過(guò)自身材質(zhì)對(duì)電磁的強(qiáng)烈傳導(dǎo)性能，組成一個(gè)閉合的回路。銅線或者鋁線是繞線圈組的主要構(gòu)成材料。與內(nèi)置鐵芯相匹配的繞線圈組分為高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組兩種類型，是構(gòu)成材料依據(jù)固定的纏繞規(guī)則，通過(guò)規(guī)律模式的纏繞實(shí)現(xiàn)其作用的。

2 變壓器的常見(jiàn)故障

2.1 變壓器過(guò)熱。變壓器過(guò)熱故障問(wèn)題通常可以劃分為三種情況。第一種情況是變壓器低溫過(guò)熱，具體表現(xiàn)為：變壓器機(jī)身溫度≤300℃。第二種情況是變壓器中溫過(guò)熱，具體表現(xiàn)為：300℃≤變壓器機(jī)身溫度≤700℃。第三種情況是變壓器高溫過(guò)熱，具體表現(xiàn)為：變壓器機(jī)身溫度≤700℃。變壓器出現(xiàn)過(guò)熱的故障會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的正常使用和運(yùn)行，甚至引起重大安全事故，所以必須對(duì)其進(jìn)行及時(shí)檢修，排查問(wèn)題。

2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。變壓器差動(dòng)保護(hù)誤會(huì)，就是指變壓器在未出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題的情況下，出現(xiàn)了差動(dòng)速斷保護(hù)或者是發(fā)生了比率差動(dòng)保護(hù)信號(hào)的情況。變壓器的差動(dòng)保護(hù)，原本是為了在變壓器發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，且問(wèn)題比較嚴(yán)重時(shí)，使各個(gè)斷路器迅速跳開(kāi)，將發(fā)生故障的故障點(diǎn)實(shí)施與其他部分的及時(shí)切除，以避免造成大面積的電路損傷[2]。但是，如果變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)生了誤動(dòng)，就會(huì)干擾和妨礙變壓器的正常運(yùn)行。

2.3 變壓器滲油。在油箱的平面上，存在著接縫，這個(gè)位置有時(shí)候會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象。還有油箱的拐角處，以及加強(qiáng)筋的部分，也容易出現(xiàn)漏油。

2.4 光纖流通不暢。在處理與傳感器相關(guān)的操作時(shí)，應(yīng)該小心謹(jǐn)慎，避免使傳感器遭受太大壓力，否則就可能會(huì)導(dǎo)致光纖探頭裂開(kāi)，內(nèi)部材料膨脹外漏，從而造成光纖流通不順暢的問(wèn)題。光纖流通不暢，光纖連接器就無(wú)法正常使用，信號(hào)的接受質(zhì)量就會(huì)降低。

3 變壓器的故障檢修

3.1 變壓器過(guò)熱故障的檢修。變壓器之所以會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱的故障，一般是因?yàn)樽儔浩髟诤荛L(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都維持著高負(fù)荷的運(yùn)行，這種高負(fù)荷的運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致變壓器部件中的絕緣部分老化過(guò)程變得更加迅速，絕緣材料的性能下降，機(jī)身的溫度就會(huì)發(fā)生迅速增高的情況，并且減緩變壓器的運(yùn)行速度，使變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)變慢，而且容易發(fā)生安全事故[3]。遇到變壓器過(guò)熱的故障問(wèn)題，首先應(yīng)該排查的是變壓器分接開(kāi)關(guān)的使用狀態(tài)，看看分接開(kāi)關(guān)的接觸是否良好。如果分接開(kāi)關(guān)接觸良好，并未發(fā)生問(wèn)題，就應(yīng)該進(jìn)行內(nèi)置鐵芯的檢查。要保證內(nèi)置鐵芯具備充足的電磁傳導(dǎo)能力，避免接觸點(diǎn)過(guò)多，還要避免內(nèi)置鐵芯的配套線圈組出現(xiàn)漏磁的問(wèn)題發(fā)生。

在進(jìn)行變壓器過(guò)熱故障的檢修時(shí)，可以利用變壓器機(jī)身溫度變化的外在表現(xiàn)，在變壓器機(jī)身呈現(xiàn)溫度激增時(shí)，使用紅外測(cè)溫的檢測(cè)方法對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)。利用紅外測(cè)溫，可以確定變壓器溫度激增的具體溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)以視頻的形式實(shí)施信號(hào)傳導(dǎo)。然后工作人員通過(guò)查看視頻，找到發(fā)生故障的具體方位，對(duì)過(guò)熱故障進(jìn)行嚴(yán)重性評(píng)估，制定解決方案。如果是油浸變壓器套管的接面發(fā)生了溫度激增，那么在進(jìn)行檢修時(shí)，先要找到溫度升高的具體部分，從油浸變壓器套管的屬性特點(diǎn)，和具體的溫度數(shù)據(jù)，決定應(yīng)對(duì)措施，修復(fù)損壞的部分。在油浸變壓器套管外側(cè)，有一個(gè)對(duì)其起保護(hù)作用的裝置，在對(duì)破損點(diǎn)實(shí)施修復(fù)和補(bǔ)救之前，先要拆除這個(gè)保護(hù)裝置，可以使用輪齒咬合法實(shí)施修復(fù)或者處理，但是需要注意的是，在進(jìn)行補(bǔ)救時(shí)，需要添加一個(gè)墊片，在套管和保護(hù)裝置中間作為隔離，保護(hù)其在檢修過(guò)程中不會(huì)遭受損傷。在解決了變壓器過(guò)熱的故障后，還需要將套管外邊的保護(hù)裝置進(jìn)行再度安裝，繼續(xù)其保護(hù)作用。

3.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)故障的檢修。發(fā)生變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)故障的原因一般有兩種：一種原因可能是差動(dòng)保護(hù)裝置的定值整定發(fā)生了錯(cuò)誤，另一種原因可能是勵(lì)磁涌流造成了誤動(dòng)。對(duì)于前者，在檢修過(guò)程中應(yīng)該先對(duì)出口硬壓板進(jìn)行一一的試調(diào)，并核對(duì)最新定值單。如果經(jīng)檢測(cè)定值沒(méi)有問(wèn)題，就必須對(duì)出口壓板的對(duì)地端進(jìn)行徹底的檢測(cè)，確定問(wèn)題。假如誤動(dòng)是由勵(lì)磁涌流引起的，則需要檢查故障錄波裝置，分析其波形，然后根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)處理。

3.3 變壓器滲油故障的檢修。如果油箱拐角、平面接縫等部分出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題，就會(huì)發(fā)生漏油。變壓器漏油故障出現(xiàn)以后，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行一一檢查，排查出漏油點(diǎn)。有時(shí)低壓側(cè)引線的長(zhǎng)度改變了，但是受到母線的拉伸，膠珠所承受的來(lái)自螺紋的壓力就會(huì)增加，導(dǎo)致漏油點(diǎn)出現(xiàn)。因此，要注意控制低壓側(cè)引線的長(zhǎng)度。在安裝膠墊時(shí)，必須控制膠墊的質(zhì)量，否則如果膠墊存在質(zhì)量問(wèn)題，密封性不符合標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)出現(xiàn)升高座部位的漏油問(wèn)題。

3.4 光纖流通不暢故障的檢修。發(fā)生光纖流通不暢的故障以后，先要檢查光纖的探頭是否完好，如果出現(xiàn)破損，更換探頭即可使數(shù)據(jù)傳輸回到正常狀態(tài)。有時(shí)候因?yàn)槟p、自身?yè)p害式變形甚至是粉塵原因，也會(huì)造成光纖傳感器出現(xiàn)故障，因此在日常操作中，應(yīng)該避免使傳感器出現(xiàn)外力的損傷，并且進(jìn)行必要的除塵工作，避免因?yàn)榉蹓m堆積影響光纖的運(yùn)行。在進(jìn)行清潔時(shí)，可以使用濃度99%的酒精材料實(shí)施清理操作，也可以使用光學(xué)紙巾。光纖的除灰工作是細(xì)微但是十分重要的工作，做好灰塵的日常清除，可以使光纖受到的外力干擾減小，從而保證其傳輸數(shù)據(jù)的速度，使變壓器光纖可以正常運(yùn)作。

4 變壓器的維護(hù)

4.1 常規(guī)性質(zhì)的維護(hù)。除了在變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行有針對(duì)性的檢修之外，還需要對(duì)變壓器進(jìn)行必要的維護(hù)工作。變壓器的維護(hù)工作氛圍常規(guī)性質(zhì)的維護(hù)和預(yù)防性質(zhì)的維護(hù)。變壓器的常規(guī)維護(hù)就是在日常工作中，檢查變壓器各部分設(shè)備和配件的使用狀態(tài)，查看是否出現(xiàn)了問(wèn)題。一旦發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，就要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的解決，以免引起大的故障，影響變壓器的正常使用。漏油、差動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)以及變壓器過(guò)熱故障都是常見(jiàn)的問(wèn)題，也是需要維護(hù)人員在常規(guī)維護(hù)時(shí)需要注意的問(wèn)題。此外，在進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)測(cè)時(shí)，還應(yīng)該注意變壓器的油位、油質(zhì)和運(yùn)行時(shí)的響動(dòng)是否都保持在正常狀態(tài)。日常維護(hù)中需要檢查的另一方面是查看外觀，保持變壓器的清潔，接線點(diǎn)完好，防爆管無(wú)損傷，以及變壓器的暈在實(shí)踐和運(yùn)載符合都符合標(biāo)準(zhǔn)。如果需要對(duì)變壓器實(shí)施人工干預(yù)，不能進(jìn)行直接操作，而是必須先進(jìn)行遠(yuǎn)程自主調(diào)壓操控，保證檢修維護(hù)人員的操作安全。在進(jìn)行變壓器的常規(guī)檢測(cè)與維護(hù)時(shí)，應(yīng)該時(shí)時(shí)關(guān)注電壓表和電流表，掌握電壓和電流的變化情況。在進(jìn)行變換操作時(shí)，要一個(gè)一個(gè)地完成，避免同時(shí)交叉操作。在對(duì)分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整以后，必須對(duì)調(diào)壓操作的數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)記錄，且每一次的分接變換操作之后，都要將相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄在冊(cè)，以備后續(xù)查驗(yàn)，或者在故障發(fā)生時(shí)作為數(shù)據(jù)依據(jù)，好解決相應(yīng)的問(wèn)題。

4.2 預(yù)防性質(zhì)的維護(hù)。除了要對(duì)變壓器進(jìn)行常規(guī)性質(zhì)的維護(hù)，還要對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)，也就是說(shuō)，不能等到變壓器出現(xiàn)問(wèn)題了才進(jìn)行維護(hù)，而是要進(jìn)行定期的檢查。除了要保證在對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，就保證變壓器內(nèi)部的設(shè)備和配件的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，還要注意這些部分的日常損耗，定期進(jìn)行必要的零部件更換。日常的必然損害是造成變壓器故障的原因之一，除了損耗之外，還有一些意外情況造成的變壓器損害也要注意。例如，自然天氣變化也會(huì)對(duì)變壓器造成損害，比如暴雨或泥石流造成的硬件損傷，尤其是雷電天氣造成的雷擊問(wèn)題，是自然因素中對(duì)變壓器影響最大的原因。因此，一定要做好防雷工作，保證變壓器可以正常運(yùn)行。

在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境中，電力是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)的最重要能源之一，肩負(fù)著支撐大部分經(jīng)濟(jì)活動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能源支持重任。作為變電站的重要部分和核心部分，變壓器的運(yùn)行狀態(tài)決定了變電站的發(fā)電工作能否順利進(jìn)行，因此也關(guān)系著電力能源的正常輸出與使用，必須做好變壓器的檢修與維護(hù)。