干式變壓器的維護(hù)與管理

邵 安，洪顯文，徐 俊，李 爽，宋偉男

（中國(guó)郵政儲(chǔ)蓄銀行股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

變壓器負(fù)責(zé)電壓性能的轉(zhuǎn)換，從而滿足設(shè)備對(duì)電壓的要求。它主要包括鐵芯和繞組兩部分。同一鐵芯通常繞有兩個(gè)或兩個(gè)以上繞組，繞組與繞組之間通過交變磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)。值班人員應(yīng)定期巡視檢查運(yùn)行中的變壓器，嚴(yán)格監(jiān)視運(yùn)行參數(shù)，掌握變壓器的運(yùn)行狀況，按規(guī)程進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)診斷或解決，使變壓器在安全可靠的情況下運(yùn)行。

1 變壓器的維護(hù)

變壓器運(yùn)行維護(hù)包括日常維護(hù)、預(yù)防維護(hù)以及故障維修3個(gè)方面，目的是保障變壓器處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，有效避免和解決各種故障，提高供電質(zhì)量。維護(hù)內(nèi)容主要包括：防止變壓器在運(yùn)行過程中過載；防止變壓器的絕緣部分出現(xiàn)老化或損壞；防止變壓器遭遇雷電襲擊；保障變壓器工作性能良好；保證變壓器短路保護(hù)功能完善；防止變壓器在溫度異常的情況下運(yùn)行。為了有效提高變壓器的運(yùn)行性能，延長(zhǎng)其使用壽命，必須圍繞上述維護(hù)內(nèi)容選擇科學(xué)的維護(hù)方法。

1.1 變壓器的日常維護(hù)

日常維護(hù)是指日常必須對(duì)變壓器及其附屬設(shè)施的巡視檢查，主要內(nèi)容如下。

1.1.1 看

變壓器室環(huán)境是否良好，如門、窗、照明、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、水浸、煙感、通風(fēng)以及雜物等；觀察變壓器可見部位的外觀變化，判斷是否有異常現(xiàn)象，如變色、變形、位移、破裂、松動(dòng)、打火、冒煙、斷股斷線以及閃絡(luò)痕跡等；觀察現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視儀表是否有告警，功率、電壓、電流等參數(shù)一旦超出范圍會(huì)及時(shí)預(yù)警；查看對(duì)變壓器溫升實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫控裝置是否正常。

1.1.2 聽

變壓器正常運(yùn)行聲音為均勻持續(xù)的嗡嗡聲。若嗡嗡聲變得沉重且增大，但聲音仍是連續(xù)的，則表明變壓器過載，這時(shí)可通過開啟冷卻風(fēng)扇、變壓器室門以及房間排風(fēng)扇等冷卻措施，增強(qiáng)冷卻效果，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整負(fù)荷。若聲音尖銳，說明可能是市電電壓過高，可通過供電局側(cè)降壓、調(diào)節(jié)高壓分接開關(guān)等方式解決電壓高問題。若有噼啪放電聲，很可能是內(nèi)部或外部的局部放電所致，需停運(yùn)變壓器，消除故障后再投入使用。若發(fā)生不均勻的振動(dòng)聲，可能是某些零部件（如墊塊、緊固螺絲等）發(fā)生松動(dòng)，可安排停電進(jìn)行處理。

1.1.3 聞

變壓器及其附屬設(shè)施的絕緣材料（電纜護(hù)套、環(huán)氧樹脂、玻璃纖維等）一旦過熱，會(huì)在周圍空氣產(chǎn)生異味。

1.1.4 觸

變壓器過度發(fā)熱和異常振蕩可通過接觸來感知。

1.2 變壓器的預(yù)防維護(hù)

變壓器預(yù)防維護(hù)主要是在故障發(fā)生前，針對(duì)變壓器可能發(fā)生的故障及時(shí)采取必要的預(yù)防措施，防止故障對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)造成影響。可見，對(duì)變壓器采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防維護(hù)措施能夠有效排除故障或隱患。

變壓器預(yù)防維護(hù)內(nèi)容主要包括以下內(nèi)容：

（1）確保變壓器防雷措施完善，防止雷擊損壞變壓器；

（2）變壓器運(yùn)行過程中做好容量預(yù)警管理，防止變壓器超負(fù)荷運(yùn)行；

（3）嚴(yán)密管控變壓器溫度，一旦溫升異常，需及時(shí)干預(yù)，采取相應(yīng)的冷卻措施；

（4）按規(guī)定定期對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)[1]，具體如表1所示。

表1 預(yù)防性試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容

（5）定期更新變壓器設(shè)備故障應(yīng)急操作規(guī)程并組織應(yīng)急演練，確保設(shè)備供電不間斷。

1.3 變壓器故障維修

故障維修是針對(duì)性解決或消滅變壓器本身的弊病，從源頭上徹底消除變壓器隱患，對(duì)變壓器性能提升起直接作用。常見的變壓器故障主要有電磁干擾故障、短路故障以及雷擊故障3種。

1.3.1 電磁干擾故障維修

防電磁干擾的最好方法是可靠接地。變壓器運(yùn)行過程中，由于內(nèi)部繞組纏繞相對(duì)復(fù)雜，容易產(chǎn)生電磁干擾問題，造成變壓器故障時(shí)有發(fā)生。因此，日常維護(hù)中需對(duì)變壓器做好電磁防護(hù)，盡量避免發(fā)生此類故障。若一旦發(fā)生此類故障，需及時(shí)采取應(yīng)急措施，確保后端設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定位故障，并及時(shí)進(jìn)行故障維修。

1.3.2 短路故障維修

短路故障對(duì)變壓器的危害相當(dāng)大。為了防止變壓器因短路故障而受損，必須采取一系列針對(duì)性的短路防護(hù)措施，有效保護(hù)變壓器運(yùn)行安全。短路故障過程中，短路電流的巨大沖擊可能使變壓器受損，所以變壓器的短路耐受能力是一項(xiàng)非常重要的參數(shù)指標(biāo)。變壓器絕緣包括主絕緣（對(duì)地絕緣和相間絕緣）和縱絕緣（層間絕緣和匝間絕緣）兩種。絕緣性能下降是導(dǎo)致變壓器短路故障最可能的因素，而環(huán)境濕度大和絕緣老化是導(dǎo)致絕緣性能下降的主要因素。變壓器運(yùn)行維護(hù)過程中，一方面應(yīng)通過控制環(huán)境濕度和保障絕緣性能等手段盡量減少短路故障發(fā)生概率，減少變壓器受沖擊的次數(shù)；另一方面一旦發(fā)生短路故障，應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)急措施，并根據(jù)故障現(xiàn)象定位故障位置準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

1.3.3 雷擊故障維修

若較大的瞬間高雷電電壓沖擊變壓器，部分部件或設(shè)備絕緣部分可能會(huì)被擊穿，從而導(dǎo)致產(chǎn)生變壓器雷擊故障。因此，必須做好防雷相關(guān)預(yù)防措施。一方面通過安裝防雷設(shè)備來旁路雷電流，另一方面將變壓器可靠接地，將高雷擊電流導(dǎo)入地網(wǎng)，確保變壓器本身不受高壓雷電的破壞。一旦發(fā)生雷擊故障，需及時(shí)采取應(yīng)急措施，根據(jù)故障現(xiàn)象定位故障位置，準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

2 變壓器的管理

以精細(xì)化管理為引領(lǐng)，降低變壓器運(yùn)行故障率，有效保障變壓器安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

2.1 制度管理

定期更新變壓器相關(guān)維護(hù)管理制度，包括但不限于變壓器室出入管理規(guī)定、安全制度以及安全操作制度等。只有按規(guī)范制度執(zhí)行，才能有效保障變壓器運(yùn)行安全。

2.2 流程管理

定期刷新標(biāo)準(zhǔn)操作流程規(guī)范（SOP）、運(yùn)維保養(yǎng)流程規(guī)范（MOP）以及應(yīng)急處理流程規(guī)范（EOP）等變壓器相關(guān)流程，通過標(biāo)準(zhǔn)化流程明確角色分工，有效把握流程執(zhí)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)，同時(shí)確保工作穩(wěn)定發(fā)展，不因個(gè)人原因（如休假、離職）導(dǎo)致工作中斷或出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.3 容量管理

以動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)為依托，通過容量預(yù)警機(jī)制，使變壓器的負(fù)載容量比處于安全可控的高效區(qū)，提升變壓器效率的同時(shí)，進(jìn)一步保障變壓器的運(yùn)行安全。

2.4 溫升管理

干式變壓器采用空氣冷卻，其散熱靠對(duì)流、熱傳導(dǎo)以及輻射實(shí)現(xiàn)，加之空氣散熱相對(duì)能力差，對(duì)鐵心溫升和繞組散熱溫升影響明顯，造成干式變壓器散熱方面具有復(fù)雜性。它的溫升除了與鐵芯損耗和繞組損耗之和有關(guān)外，還和輻射表面的面積有關(guān)。氣流流經(jīng)變壓器會(huì)降低變壓器的溫度，而降低程度與氣流速度有關(guān)。所以，氣流組織合理、通暢是保證變壓器溫升不超標(biāo)的有效途徑。因此，需針對(duì)不同的變壓器設(shè)置合理的溫升管控機(jī)制。一是定期核查變壓器運(yùn)行環(huán)境的氣流組織情況；二是通過監(jiān)控平臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)巡視方式監(jiān)視變壓器溫度，并對(duì)不同變壓器設(shè)定合理的溫度告警和動(dòng)作門限；三是對(duì)變壓器的溫升建立合理的預(yù)警上報(bào)及應(yīng)急處理機(jī)制。不同的溫度門限按不同的預(yù)警機(jī)制進(jìn)行上報(bào)并做響應(yīng)應(yīng)急處理，確保變壓器溫升處于允許范圍[2]。

2.5 退網(wǎng)管理

變壓器達(dá)到使用年限后，可根據(jù)實(shí)際情況提出更新計(jì)劃。為充分發(fā)揮設(shè)備投資的效益，對(duì)于已超過有效使用年限的變壓器，經(jīng)評(píng)估性能能夠達(dá)到在網(wǎng)要求并滿足運(yùn)行質(zhì)量具有使用價(jià)值的，可適度延長(zhǎng)其使用年限，但需加強(qiáng)維保服務(wù)管理。同時(shí)，延期使用的變壓器需嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。

3 結(jié) 論

變壓器為非智能設(shè)備，運(yùn)行狀態(tài)難以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。為了在實(shí)際運(yùn)行過程中充分發(fā)揮變壓器的作用，科學(xué)合理的維護(hù)和管理至關(guān)重要。需將日常維護(hù)、預(yù)防維護(hù)以及故障維修充分結(jié)合起來，才能對(duì)變壓器形成有效保護(hù)，同時(shí)結(jié)合維護(hù)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，真正做好變壓器的維護(hù)與管理，保障變壓器安全、穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。