大型電力變壓器的檢修與運行維護

劉斌斌

（國家能源集團內蒙古呼倫貝爾發電有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

隨著我國電力事業的不斷發展，供應規模和電站建設數量都有明顯提升，而許多電力設備和變壓器在長時間運行過程中會逐步出現老化、損壞等問題。必須要重視日常巡檢和排障工作的開展來規避電力事故和經濟損失，不斷提升電力資源行業的服務水平和質量保障。

1 大型電力變壓器的運行故障概述

1.1 繞組絕緣損毀

在電力系統運行過程中，變壓器的繞組是實現電壓調節的重要環節，繞組外側包裹絕緣橡膠層可有效避免線圈之間產生電磁干擾等問題。在高壓運行負荷的影響之下，有些絕緣層存在著的擊穿風險，特別是老化、損壞的部位更容易出現擊穿，甚至可能引發爆炸和火災等安全事故，這是一種很危險的運行問題。大型變壓器內的繞組線圈間隔位置十分緊密，一旦出現內部損毀會在高壓電路的影響之下產生電弧，而這些放電電弧的溫度極高，可達到3000℃，極易造成變電站內的火災事故［1］。

1.2 管套閃絡故障

閃絡故障主要發生在變電器的套管內，由于外層套管的密封性不嚴而造成的滲水引發爆炸事故。套管的連接處很容易出現滲漏和破裂的問題，也是變電器故障當中較為常見的事故之一。在長時間運行中，內部的油紙或油液會受到高溫環境而出現碳化和積垢的問題，在遇到電火花后會造成電閃和爆炸。這類閃絡故障經常發生在電容式的套管構件中，特別是在長時間使用過程當中，套管的絕緣效果出現了退化問題，一些小的電磁和火花都可能會出現絕緣套管擊穿問題，是造成變電器起火事故的重要原因之一。部分套管的生產質量存在一定隱患，在安裝過程當中沒有及時進行質檢，也可能會導致運行過程當中的潛在故障。

1.3 系統過熱故障

由于大型變電站內使用到的變壓器需要承載的電力系統負荷較大，在長時間運行的過程當中很容易出現系統過熱的問題，并由此帶來一系列的潛在故障和隱患。電線過熱會造成線路當中的渦流和環流問題，這對于保障高負荷的電力資源穩定輸出會產生一定的限制影響，用戶接收到的交流電轉換也可能會存在質量下降的問題。在線圈和電線的內部有金屬材料完成導電，但在高溫環境下這些材料的物理性能可能會出現一定的變化，造成線路阻值上升的問題，在高壓和遠距離傳輸的過程當中會有許多電力損耗發生在線路上，造成了電力企業系統運行成本上升的現象［2］。

2 變壓器故障檢修技術分析

2.1 在線運行檢測

在不斷打造智能電站的大背景之下，對于監測和集控系統的有效運行，能夠更好地幫助技術人員分析變電氣運行過程當中的部分潛在故障，充分結合運行數據信息進行高效的分析判斷，實現更加精確的故障定位和及時排除。這些傳感探測設備在進行電網安裝時需要進行同步建設和測試，確保變壓器內的零件和設備信息能夠精確有效地通過通信系統傳回到中控平臺內，不斷提升電網系統的智能化建設水平。在智能電站系統的建立當中還應用了軟件分析的方式對這些回傳數據進行自動化的對比和校驗，針對一些超出預設的安全閾值參數會進行預警和標紅，確保技術人員能夠快速掌握變壓器的故障問題并做好應對和處理，變壓器在線檢測系統如圖1所示。

圖1 變壓器在線檢測系統

2.2 設備狀態檢測

在進行變壓器設備的狀態檢測時，主要依靠傳感器、變送器和開關量三方共同作用確保信息的有效采集和傳輸。傳感設備的檢測內容較多，需要根據需求靈活分布在變壓器和電路系統當中，并自帶定位回傳的功能確保技術人員在中控平臺內能夠有效檢測到不同設備的回傳數據。在大型電力變壓器的運行當中需要多路轉換來避免采樣信息出現信號變形等問題，并利用模數轉換的方式對其進行有效處理，能夠以最簡潔的方式使數據信息，通過CPU和接口進行通信發射。在整個運行過程當中傳感器能夠精確探測到變壓器的運行溫度、電力參數、絕緣性能等多方面的數據信息，配合色相頻譜分析的方式對變壓器內的油液進行有效分析，更好地保障了技術人員獲取變壓器狀態參數的全面性和精確性，設備狀態檢測流程如圖2所示［3］。

圖2 設備狀態檢測流程

2.3 停電維修檢測

在停機檢修之前，要求技術人員制定科學的工作方案，明確停機的具體時間段。可結合前期采集到的設備運行信息進行故障范圍的預判，確保能夠及時發布停電通知和影響范圍，不斷提升變壓器的維修檢查效率［4］。變壓器的運行環境也會對其壽命、檢修周期等造成一定的影響，在確定監測間隔、內容等過程中必須要保證因地制宜，如在潮濕、炎熱的環境下就需要適當縮短周期，確保滿足變壓器的運行需求。同時根據油樣分析和運行狀態情況，進行變壓器油濾油工作，提高變壓器油質量，同時配合停機檢修試驗來查找變壓器可能出現的運行故障，及時發現、及時消除運行隱患和可能出現的故障。

2.4 日常巡視檢查

在巡視檢驗當中，技術人員要先通過觀察的方式查看變壓器和其他元件設備是否存在異常振動、升溫和指示燈報警的情況，可通過紅外儀、溫度計等進行有效探測。這些故障類型較小且極易發現，但需要技術人員更加耐心細致避免有遺漏情況。部分設備運行故障的檢驗測試周期較長，技術人員需要詳細進行每次巡檢到工作記錄并進行簽字確認，便于在故障出現時能夠按照時間階段進行有效查看，對快速定位和及時排障具有積極意義。變電器的巡視檢查工作類別較多，要求設計檢修登記表來進行逐項排查和確認，能夠更好地規避部分附屬設備檢修遺漏等問題。同時做好變壓器的定期工作，包括定期測量鐵芯接地電流、中性點接地電流、定期取油樣進行分析、定期測量溫度、振動等工作。

3 變壓器運維診斷的重要對策

3.1 漏油故障診斷

變壓器內有絕緣油，一旦出現滲漏或揮發時極易產生火災和爆炸事故，必須要做好漏油故障的診斷和定位，避免不安全事故的發生。油箱周圍是出現漏油點的高發區域，技術人員需要著重關注油箱的接口和周圍，明確滲漏點并及時進行補焊處理，確保經過密封測試后可再次投入使用。在變壓器油循環的過程當中經過防爆管，在管道中也有可能會出現滲漏問題［5］，在處理漏油時需要將管道進出閥門關掉再進行拆除，確保管道壓力正常無滲漏，可有效控制油液滲漏問題。在變壓器的運行過程當中，油液的滲漏是一項較為常見的污染缺陷，嚴重時存在著火和爆炸不安全事故，必須要引起技術人員的重視［5］。

3.2 接地故障診斷

接地系統能夠更好地維護變壓器設備在高壓運行的狀態之下保證電力參數的穩定，更好的提升變壓器運行效率，是在運維診斷過程當中需要著重關注的環節。變壓器處得接地設計主要依靠鐵芯實現多級接地，在線路連接時要注意區分接電線的回路情況，避免隨意剪切后造成接地線連接故障或隱患問題。技術人員可以將供電線直接連接在鐵芯處，在電力回路的沖擊之下能夠將多余的地線燒毀，有效避免了隨意剪切或多處接地情況下造成的一些安全隱患問題。在變壓器地接地處理當中要注意對技術人員的安全予以有效保護，在嚴格斷電的情況下對電路回路進行檢驗和診斷，并確保在佩戴合規的絕緣裝備后才能夠進入到變壓器的電力線路系統當中。

3.3 升溫故障診斷

由于變壓器的升溫故障而造成的安全影響很大。在進行運維診斷時要著重關注變壓器的接頭連接處是否存在異常升溫，應避免銅或鋁質材料在高溫環境下出現電解或其他問題。技術人員在變壓器的線路連接檢修時可使用專業的工具對接頭線路進行剪切處理，確保剪切后的電線平面干凈整潔，將導電膏涂覆在線路上后進行重新通電測試，一般可正常恢復線路連接［6］。在變壓器周圍要安裝對應的散熱裝置來避免高壓線路和繞組線圈出現局部升溫問題，在定檢巡視時技術人員也要關注這些散熱裝置的運行狀態，確保整個變壓調控系統都能夠穩定安全的運［7］。在變壓器的升溫故障診斷當中要使用專業且精確的溫度探測儀器來進行檢驗，包括了溫度計和紅外探測儀等，線路和設備中不同區域的溫度都需要進行詳細記錄，以確保故障診斷的有效性。

3.4 優化隊伍建設

變壓器的故障檢驗和巡視排查是一項較為復雜且專業程度偏高的工作，電力企業也要重視內部工作團隊的有效建設，確保日常檢驗工作開展的效率和質量。維修人員在工作前，必須要明確變壓器的輸配負荷情況，從參數統籌的角度出發確定變壓器的日常運行數據范圍，使智能化電站監測系統的分析結果更具有參考價值，有效減輕技術人員日常的工作量。

4 結論

總之，電力資源供應的穩定與安全能夠更好地維護居民日常生活和企業生產需求，在電力系統的運行過程當中必須要重視變壓器等重要設備的檢修和運維，以扎實的工作記錄和專業技術來保障事故預防的有效性，盡量減少火災爆炸等負面事故的發生。