解杉

摘 要：電力變壓器的有效運(yùn)行直接影響到電力企業(yè)與用電者的經(jīng)濟(jì)效益，因而有必要進(jìn)行適時(shí)的檢修。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，檢修的自動(dòng)化管理技術(shù)也成為了提升檢修效率的關(guān)鍵所在，而檢修系統(tǒng)的應(yīng)用也需要充分考慮相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)要素。在這種背景下，文章首先探討了電力變壓器檢修的故障探究與程序選擇，進(jìn)而分析了電力變壓器檢修的方法。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；檢修系統(tǒng)；故障探究；程序選擇；方法選擇

引言

電力變壓器就像是變電站的心臟，在電力系統(tǒng)中扮演極重要角色，若發(fā)生故障將為電力系統(tǒng)帶來很大傷害，大范圍的停電，受影響經(jīng)濟(jì)損失將難以估計(jì)，因而如何做好電力變壓器維護(hù)與檢修，確保變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及預(yù)知事故的發(fā)生，以便防患于未然是相當(dāng)重要的課題。變壓器出現(xiàn)故障可來自如下方面：變壓器的劣化；變壓器劣化情況視運(yùn)轉(zhuǎn)中的溫度、濕度、氧氣等絕緣物影響程度；受雷擊、開關(guān)突波的異常電壓，及外部短路事故等電磁應(yīng)力的累積；上述因素減弱其介質(zhì)及機(jī)械強(qiáng)度而增加變壓器潛在危險(xiǎn)性。

1 電力變壓器檢修的故障探究與程序選擇

1.1 了解變壓器的故障原因

一般來說，影響變壓器壽命的最主要因素包括熱、水、氧化三個(gè)方面。一是熱對(duì)變壓器壽命影響。這種影響體現(xiàn)在如下方面：什么是變壓器線圈最熱點(diǎn)溫度；線圈溫升+周溫=線圈溫度；線圈最熱點(diǎn)溫度=線圈溫度+15℃；線圈最熱點(diǎn)溫度每上升6℃連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命減半；線圈最熱點(diǎn)溫度每下降6℃連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命加倍；過負(fù)荷最熱點(diǎn)>120℃時(shí)加速老化。二是水對(duì)變壓器壽命影響，包括：含水量為2%的絕緣紙的老化速度是0.3%絕緣紙的6～16倍；外來水分對(duì)油紙絕緣的污染。其中后者又涵蓋如下內(nèi)容：零件及套管密封不良；儲(chǔ)油桶及導(dǎo)管存在砂孔；吸濕劑污染失效；焊縫缺陷及密封橡膠墊老化；安裝過程未做好干燥作業(yè)。四是氧化和其他氣體對(duì)變壓器壽命影響，包括：油紙絕緣加速老化（差10倍）；油中含氧量應(yīng)小于3%；發(fā)生氣泡局部放電時(shí)對(duì)線圈絕緣產(chǎn)生破壞；變壓器產(chǎn)生氣泡的原因，這又涵蓋浸漬不良形成空穴、最熱點(diǎn)超過140℃時(shí)、油中溶解氣體飽和，壓力和溫度變化釋放出氣體、局部火花放電、短路故障或放電性故障、真空注油不確實(shí)等內(nèi)容。

1.2 變壓器內(nèi)部故障診斷

有效分析結(jié)果應(yīng)按照如下思路進(jìn)行診斷：判定有無故障；判斷故障類型，如過熱、電弧，火花放電和局部放電；診斷故障的狀況，如熱點(diǎn)溫度、故障功率、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)以及油中氣體飽和水平，和達(dá)到警報(bào)動(dòng)作所需時(shí)間；提出防止事故對(duì)策，如能否繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間的應(yīng)變措施和監(jiān)視，是否需要進(jìn)行內(nèi)部檢修。

2 電力變壓器檢修的方法選擇

目前，基于DGA診斷分析方法，已被引入到變壓器異常判斷的依據(jù)。近年來已開發(fā)一些技術(shù)可借助各氣體含量來預(yù)測(cè)變壓器潛伏的故障點(diǎn)，例如關(guān)鍵氣體法、杜瓦爾三角方法以及Dornenberg方法、羅杰方法等。

2.1 關(guān)鍵氣體法

變壓器故障類型及其發(fā)生部位與其絕緣油組成的氣體成分有關(guān)，較為四個(gè)典型故障類型，分別為：

（1）絕緣油或絕緣紙發(fā)生老舊劣化，此時(shí)絕緣油過熱會(huì)分解出的氣體以C2H4為主，并摻雜C2H6與CH4；

（2）絕緣油產(chǎn)生電暈時(shí)則以H2為主，外帶有CH4；

（3）絕緣油產(chǎn)生電弧時(shí)則以H2為主，并有C2H2；

（4）紙纖維過熱時(shí)則以CO氣體主要成分。這種借助絕緣油中關(guān)鍵氣體含量以早期發(fā)掘變壓器故障的方法稱為“關(guān)鍵氣體法”。

2.2 杜瓦爾三角法

杜瓦爾（IEC-Duval）三角法利用絕緣油分解產(chǎn)生的三種氣體CH4、C2H4與C2H2，以C2H2為水平軸CH4、C2H2分別在左邊及右邊形成等腰三角形的比值關(guān)系。按照這一比值對(duì)應(yīng)關(guān)系區(qū)分為7個(gè)區(qū)塊，并根據(jù)屬性規(guī)劃為7種故障區(qū)，分別為：PD區(qū)的部分放電故障、T1區(qū)的過熱故障溫度小于300℃、T2區(qū)的中度過熱故障溫度在300℃與700℃之間、T3區(qū)的高度過熱故障溫度大于700℃、D1區(qū)的低能量放電故障、D2區(qū)的高能量放電（電?。┕收?、DT區(qū)的混合物的電氣和過熱故障。該方法為早期變壓器故障檢測(cè)的一種診斷工具。

2.3 Dornenburg方法

Dornenburg方法是利用絕緣油分解產(chǎn)生的H2、CH2、C2H6、C2H4與C2H2等五個(gè)氣體含量值間的對(duì)應(yīng)比值大小，來區(qū)分為熱分解、部分放電或電弧等三種故障類型。Dornenburg方法使用的四種氣體比值關(guān)系定義如下：CH4/H2、C2H2/C2H4、C2H2/CH4與C2H6/C2H2。這四種比值可用來判讀變壓器故障的類型。

2.4 Roger方法

Roger方法則是利用絕緣油分解產(chǎn)生的H2、CH2、C2H6、C2H4與C2H2等五個(gè)氣體含量值間的對(duì)應(yīng)比值大小，來區(qū)分正常、低能電弧、高能量電弧、低過熱（300℃）、中過熱（<700℃）、高過熱（>700℃）等六種診斷類型。Roger方法使用的比值關(guān)系定義成C2H2/C2H4、CH4/H2與C2H4/C2H6，這三種比值可用來判讀變壓器故障的類型。

3 結(jié)束語

由于變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電場(chǎng)、熱場(chǎng)分布不均勻，因而故障率相對(duì)較高，因此需定期進(jìn)行預(yù)防保養(yǎng)，一般每1～2年進(jìn)行大修一次停電試驗(yàn)，不同電壓等級(jí)、不同容量其試驗(yàn)項(xiàng)目將有所不同，而絕緣試驗(yàn)則是一重要且簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，其中又以油中氣體分析可在運(yùn)轉(zhuǎn)中取樣較為方便。事實(shí)上，變壓器運(yùn)行與檢修效率不僅僅是技術(shù)層面的問題，更表現(xiàn)為深層的經(jīng)濟(jì)層面問題。在運(yùn)行電壓器的過程中，供電部門及用電者的相關(guān)利益都會(huì)收到影響，而這也表現(xiàn)為對(duì)電力的價(jià)格變化的影響。因此，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)觀出發(fā)，并切實(shí)做好管理層面的相關(guān)內(nèi)容。也只有根據(jù)經(jīng)濟(jì)要求來處理事項(xiàng)，才能保障變壓器運(yùn)行效率的提升。

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