电力变压器状态检修技术的研究与应用

周毅

（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司 湖南湘潭 411100）

电力变压器状态检修技术的研究与应用

周毅

（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司 湖南湘潭 411100）

本文论述了电力变压器状态检修的发展阶段及思路，同时对电力变压器在线检测技术和其寿命评估进行了简要分析，以期能够为电力变压器的状态检修技术的发展提供一定的理论依据。

电力变压器；状态检修；技术应用

引言

当前，我国电网正在向超高压、大容量方向快速发展，输变电设备的安全健康运行的重要性日益凸显。提高输变电设备的运行可靠性和保障供电可靠性对电力设备的日常维护和检修等提出了越来越高的要求。原来的采用设备定期检修的问题逐渐明显，如盲目性、高成本及不合理性等，因此，定期检修逐步被状态检修取代已经成为电网设备检修的必然趋势。作为电网的核心设备，变压器的重要地位和重要作用是无可替代的。变压器状态检修以安全、环境和效益等为出发点，通过评估变压器的运行状态来确定检修策略等手段，实施变压器的检修工作，从而有效地保障设备运行的安全性和可靠性。变压器状态检修工作的核心内容是明确变压器的运行状态，并根据变压器的运行状态来开展试验工作和检修工作。状态检修的主要目的是通过强化检测和监视变压器的运行状态，提高变压器运行的可靠性和安全性，从而有效的加强整个电网系统运行的安全性，其流程主要包括收集设备信息、评价设备状态、评估风险、确定检修策略和计划及实施检修等环节。

1 电力变压器状态状态检修的发展

电力变压器状态状态检修的发展可以分为四个阶段，分别为原始的状态检修阶段、初级状态检修阶段、系统的状态检修阶段及完善的状态检修阶段。①原始的状态检修阶段是指根据经验简单分析个别的、分散的电力变压器的状态数据，大致判定设备的运行状态，从而明确设备的检修策略。②初级状态检修阶段是指全面汇总、分类及整理已得的变压器运行的状态数据、运行数据及预防性试验数据等，之后由专家根据运行经验分析和判断变压器的所有状态数据，以便进一步明确变压器的运行状况，从而最终确定设备的检修策略。③系统的状态检修阶段要求首先全面汇总变压器的所有运行状态数据，然后利用计算机全面、系统的处理所有的初始状态数据，以便于产生系统的状态数据，最后通过创建初步的计算机专家辅助判断系统来分析判断状态数据，最终确定检修策略。④完善的状态检修阶段是指通过长期的、大量的实践来确定一套完整的、有效的能够反映变压器运行状态的状态量，利用熟练的在线方式来获得连续的状态信息，同时计算机系统能够实时的处理状态数据，并利用专家系统分析和判断状态数据，从而获得变压器的明确的健康状态，最终确定检修策略。

2 电力变压器状态检修的思路

开展电力变压器的状态检修工作，要求必须有序地进行。根据不同类型变压器的特点，开展有针对性地变压器状态检修工作。电网企业应该以企业人员、设备及技术等为从基础，大力改善和革新变压器状态监测技术和带电测试技术，并逐步开展变压器状态评估、风险评估及检修策略等各项工作，合理地安排变压器的停电试验，同时确定合理的变压器检修周期，从而实现减少停电时间和次数、降低设备维修成本的目的。

另外，在变压器状态检修工作过程中，电网企业应当重视和加强建立变压器状态检修管理标准体系和状态检修技术标准体系，引导工作人员能够规范地、有序地开展状态检修工作。同时，电网企业不但应当合理的融合生产信息管理系统，达到变压器状态检修的信息化管理目的，而且还要明确各个部门的具体职责，确保变压器状态检修工作能够规范、有序和全面地开展。

3 电力变压器在线检修技术

在运行工作过程当中，变压器不同的状态会分别发出不同的信号，因此，在线监测技术就可以依据信号的特征来判断变压器的运行状态及异常情况。

3.1 油中气体分析技术

油中气体的分析技术是指利用油色谱分析法，通过对变压器油中所产生的气体进行分析，可是实现对变压器的绝缘诊断的目的。相关的管理部门可以定期分析和研究变压器油质中气体的含量、组分等，判断这些指标与正常指标之间的差异，从而确定隐弊性的设备异常，并确定其是否对设备的健康运行会造成不利影响。

3.2 局部放电在线监测技术

变压器局部场强过高常常会导致其在运行过程中发生局部放电的现象，造成这一现象的原因是变压器内部异常或是运行环境恶劣等。通过分析和研究变压器局部放电的特征，主要包括局部放电水平和放电速率的变化，就能够精准的确定变压器内部异常所导致的变化以及绝缘缺陷导致的空洞、金属粒子及气泡等。

3.3 红外测温技术

红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标发出的红外辐射信号，然后信号经过放大处理转换为标准视频信号，之后利用监视器或者电视屏来显示红外热像图。变压器的引线接触不号或者变压器超负荷运行等都会导致导电回路局部温度过高，同时铁芯多点接地也会导致铁芯过热温度升高。

3.4 振动分析技术

短路、绝缘老化或破损等不但会导致变压器绕组变形，而且还会导致引线结构产生偏移和扰动，而这类具有机械缺陷的变压器，往往可能会导致变压器内部绝缘失效。作为一种监测具有机械缺陷的变压器故障的方法，振动分析法通过监测和分析变压器振动信号，实现有效监测变压器状态的目的。

3.5 频率响应技术

绕组的机械位移会导致电感或电容发生细微的变化，而频率响应技术则能够通过测量细微的改变来实现有效监测变压器绕组状态的目的。因此，频率响应分析技术能够准确的判断变压器绕组或者引线结构，从而保证变压器的正常运行。

3.6 恢复电压技术

恢复电压技术是指以总的绝缘系统状态为监测基础，准确的评估变压器的使用寿命。这种方法是通过利用直流电压对如变压器进行充电，当到达预定充电时间后，使电路形成短路以便于进行部分放电。短路时间通常是充电时间的1/2，当达到短路时间使电路形成开路，此时于电极两端会形成恢复电压。恢复电压的最大值与绝缘材料极化能力之间呈正比关系，而初始斜率与绝缘材料极化的传导率特成正比关系，那么也就表明，如果绝缘材料使用的时间越长，其退化就越严重，，相应的初始斜率也就越高。

4 变压器的寿命评估

评估变压器寿命是监测和诊断变压器运行状态的重要内容。从目前来看，大多数评估变压器寿命的方法只是单一的考虑变压器的负荷、温度、绝缘材料等，而忽略了变压器的短路次数、过电压次数、设计弱点及检修次数等因素。所以，为了精准的评估变压器寿命，必须获取有关变压器运行状况的历史信息，要深入了解和掌握变压器的技术情况。

目前，评估变压器寿命的方法主要包括统计法、整机加速寿命试验法、基于变压器绝缘纸聚合度测定的方法。其中，统计法是指通过统计运行中的变压器状态数据，评估变压器的寿命。虽然此方法成本相对较低，但是不适用于新开发的变压器。整机加速寿命试验法是指以变压器试品或这模拟试品为实验材料实施加速寿命试验，评估变压器的寿命。虽然此方法相对比较成熟，但是其成本比较大，同时也不能够反映变压器损坏的机理。基于变压器绝缘纸聚合度测定的方法是指通过设计和实现变压器绝缘纸的老化试验，推导出绝缘纸的聚合度和变压器寿命的计算公式，构件以聚合度为基础的变压器寿命评估体系。此方法不但非常经济，而且能在出厂前对新开发的变压器的寿命进行评估。

5 结语

电网的高速运行对变压器的安全性和可靠性提出了更高的要求。为了降低变压器运行成本，新的检修技术有效的达到了变压器状态检修策略的目的，在很大程度上降低了检修成本，同时也保障变压器运行。另外，从现阶段来看，变压器状态检修工作的相关研究已经引起了国内外的关注，同时还取得了一系列的研究和应用成果。但是，大多数研究的都集中于监测电气或机械方面的具体参量，仍然没有发现哪一种方法能够准确反映变压器运行状态与试验参数、运行参数之间的关系。在实际的电网企业运行过程中，变压器的状态检修大仍然处于由初级状态检修向系统状态检修转变的过渡时期。随着变压器制造技术、检测技术以及故障诊断技术的不断发展，研究和开发出能够实时的准确提供变压器运行状态量的在线监测装置，发掘新的变压器运行状态特征量和状态检测方法，建立科学合理的专家系统，对于真正实现变压器的全面状态检修将具有极为重要的意义。

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[3]喇元，王红斌，陈忠东.变压器状态检修技术的研究及应用[J].变压器，2013，50（8）：61～65.

TM41

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1004-7344（2016）10-0078-02

2016-2-10

周 毅（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事变电运维工作。