刍议电力系统220kV变压器检修技术的运用

张振煌

（广西百捷电气有限公司 广西南宁 530000）

刍议电力系统220kV变压器检修技术的运用

张振煌

（广西百捷电气有限公司 广西南宁 530000）

在电力系统中，变压器是极为重要的组成部分之一，其主要是通过电磁感应原理把两种不同等级的交流电能调换，以便为电能的输送提供有利条件，本文对电力系统220kV变压器检修技术进行详细地阐述。

电力系统；220kV；变压器；检修技术

1 前言

随着经济和技术的发展，电网的安全稳定对社会的影响越来越大，同时电网向大容量、高负荷、高技术的方向发展对设备可靠性的要求越来越高。供电企业面临更大的成本压力，既要保证一定的设备可用率和供电可靠性，又要努力降低检修成本的压力。因此，如何全面提升供电企业的生产效率、提高自动化水平、保障供电可靠性、降低设备故障损耗，是当前供电企业面临的重要问题。截止2015年，电力系统220kV的60台变压器中，可以分为以下三类：一类设备10个，二类设备20个，三类设备30个，没有需要进行更换的四类设备，其设备的状态等级以及所占的比例、设备状态分布图如表1、图1所示。

表1 主变状态等级以及所占比例明细表

2 电力系统变压器检修体制的发展历程

图1 变压器状态等级分布图

设备检修体制随着生产力的提高、科技水平的进步而不断进行着演变。在检修体制演变的过程中，根据不同的行业特点、不同的设备管理要求，出现了各种追求不同具体目标的检修方式。尽管检修的目的多种多样，但就检修体制而言，归纳起来主要有三个阶段，即事后维修、预防性检修和状态检修。

2.1 事后维修

事后维修，也称故障检修，是最早的检修方式，就是当设备发生故障或其他失效时进行的非计划性维修，是一种坏了才修，不坏不修的检修方式，又称为“事故检修”。事前无检修周期和计划，在设备发生故障失去其原有功能作用之后，再对设备进行检修，以恢复其原有的功能。这种维修方式以设备出现功能性故障为判据，在设备发生故障己无法继续运转时才进行维修。因此需要付出很大的代价和费用来进行事后维修，这种检修方式不但严重威胁着设备或维护人员的人身安全，而且维修存在着严重不足的问题。这种维修方式纯粹是为了使发生故障的电气设备能够再次投入运行而实施，不能改善电力系统运行的安全性和可靠性。

2.2 预防性检修

预防性检修就是为了减少设备损坏，预防设备故障，事先拟定出定期检修计划，到了计划规定的检修周期，必须对设备进行检修。它是一种以时间为基础的预防检修方式，可分为大修、中修和小修，修理的周期大多由设备制造厂或使用单位确定。根据设备磨损的统计规律或经验，事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材料等的检修方式。

2.3 状态检修

经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状态及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。这种检修方式能及时地、有针对性地对设备进行检修，不仅可以提高设备的可用率，还能降低检修费用。目前，随着市场竞争的口益加剧、工业生产自动化程度的不断提高和企业对利润最大化的不懈追求，维修策略也正逐步向着纵深发展。维修策略也正在充分吸收设备的全寿命管理、设备的故障模式建设、检测技术和计算机技术等领域的成果，体现出基于风险的不同技术组合的多样性趋势。

3 变压器绕组局部放电在线分析

3.1 原理

对不同变压器绕组的测试发现，变压器绕组普遍存在一个频率特性，通过测量这个分量，并找到两个电容分量与绕组上位置的对应关系，就可以精确测量并确定局部放电的大小和发生位置。通过局部放电的检测与分析，可对变压器的异物放电、绕组变形、绝缘破坏等事故隐患作出正确判断。局部放电在线监测系统主要由高频谐振式电流传感器、抗干扰调节系统及信号采集系统组成。监测系统为窄频带系统，中心频率280kHz，带宽约 180kHz。

3.2 现场干扰的消除

由于局部放电信号的干扰较强，本监测装置采用电磁兼容技术及软硬件相结合的方法消除干扰。由于输出电缆的电容严重影响传感器的频率特性，为了消除其对传感器输出特性的影响，采用有源电流传感器。传感器内部加驱动电容负载能力很强的前置放大电路，电源通过三芯电缆供电。前置放大电路选用高速运算放大器进行信号放大，传输信号的同轴电缆采用首端匹配方式。软件采用自适应滤波、相关性分析、小波分析、分形和神经网络等多种信号处理方法的结合，去除周期性噪声，提取出有用的局放信号。由监测到的局部放电量、放电次数、放电相位形成三维谱图，并通过神经网络、专家系统进行模式识别，诊断出故障类型、放电区段等。

3.3 现场安装

图2 局放装置的现场安装示意图

3.4 变压器套管绝缘信息在线监测

变压器套管绝缘信息在线监测是利用设备的运行电压，通过无源传感器在线测量变压器套管的一次泄露电流、等值电容、介损等数据，通过自身连续监测的数据，以“纵比”（与同一设备连续检测的数据比）为主，“横比”（与同类设备的在线监测值比）为辅，对变压器套管绝缘状况进行实时检测，并对其绝缘情况作出专家分析，供技术人员参考，及时发现变压器套管绝缘隐患，减少变压器故障的发生。

4 电力系统变压器检修案例分析

新桥站#1主变差动保护动，造成1M母线失压，站内值班员到现场查看发现#1主变高压侧A相套管爆裂，同时有严重的渗油现象，引起差动保护动作，14：38站内值班员将情况报告变电主任及当值调度，调度下令将#1主变转冷备用，然后转供电。15：00变电检修人员到站，同时要求调度将#1主变转检修处理故障。调度随即下令将#1主变转检修，19：14检修人员对A相套管进行了更换，#1主变恢复运行。经过连续48h不间断监视，#1主变A相套管及各部位温度正常，油位正常，无渗漏油点，无放电现象，声响正常。

通过对拆下的高压套管本体进行仔细检查，#1主变套管爆裂、渗油由以下原因引起：

4.1 相套管裂纹是差动保护动作及渗油的根本原因

从拆下的瓷套管看，其上有一道明显的裂纹，裂纹长度达到瓷套管的3/4，另外密封O型圈开裂，并有1/4圈脱落，此原因是造成差动保护动作及渗油的根本原因。

4.2 气温变化大及套管底部圆形铁片座子安装不到位是产生裂纹的主要原因

通过现场检查，发现瓷套管底部圆形铁片座子安装不到位，呈现上下结合面开口间距不等，略微倾斜现象，这导致了瓷套管受力不均，应力分布大小不一的状况，由于变压器套管只有在大修期间才会进行瓷套管拆装，因此安装质量不良可追溯到上次大修期间，持续时间周期长。又由于近段时间气温变化大，在应力不平衡及热胀冷缩的情况下，套管发生了破裂，直接导致了套管绝缘油的渗漏，同时绝缘下降引起放电并导致差动动作。

4.3 产品质量不良及运行时间长是瓷套管产生裂纹的重要原因

考虑瓷套管在出厂烧制过程中，机械强度等物理特性上未达到要求，并经长时间运行，老化劣化趋势明显，又加上近段气温变化大，因而最终是隐患发展成事故，导致了套管爆裂及渗油。通过以上分析可以发现，如果当时对变压器进行基于效益的状态检修策略，可以有效预防此次事故的发生，从而减少不必要的经济损失。根据本文所构建的检修策略，通过在线监测技术对变压器实施在线监测可以及时发现A相套管裂纹，通过红外监测对变压器温度变化情况进行及时了解，结合配网生产管理信息系统和安全生产管理信息系统中的有关变压器的原始信息，对情况进行初步判断，在此基础上对变压器套管的寿命进行预测，从而有效的对变压器套管进行相应的检测和维护。

5 结束语

综上所述，电力变压器在电力系统中是极为主要的构成部分之一，其在不同程度上均会对整个电力系统220kV的安全稳定运行造成严重性影响，所以电力工作人员一定要高度重视电力变压器的维护检修工作。在线检测手段相对传统检修而言，节省了大量人力、物力、财力，提高了设备的利用系数，加大了设备的安全水平，降低了设备的检修风险。随着在线检测技术的进一步提高及监测项目的增加，在线检测将逐步取代离线人工检测，实现设备真正的状态检修。

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[3]孟 晗.刍议电力系统变压器检修技术与运用[J].低碳世界，2015（2）：45～46.

TM407

A

1004-7344（2016）06-0103-02

2016-1-26

张振煌（1985-），男，大专，主要从事变电检修工作。