电力变压器状态检修分析重点探寻

冯 亮

（国能江苏电力工程技术有限公司）

0 引言

在进行电力输送时，电力变压器发挥着重要作用，承担着电力运输以及变换等任务。为保证供电持续、稳定，要求电力变压器始终维持良好的运行状态。当前，随着自动化技术发展，电力变压器检修难度提高，需要采用状态检修方法及其先进技术，降低维修强度、减少维修频次，兼顾检修与保养。

1 电力变压器状态检修概述

随着我国电力事业发展，科学技术水平提高、输变电设备持续优化，出现了多种多样的检修方法，如事后检修方法、经济性检修方法等。当前，电力变压器数量大幅增加，要求增强电力设备的稳定性，传统检修方法无法满足复杂、多样的检修要求，状态检修应运而生。此种检修方法集在线与离线监测为一体，搜集设备运行信息数据、经过系统判断，分析设备的运行情况，在疑似或发生故障时，采取合理的检修对策，既可以进行大修、小修，也可提前检修或延长检修，状态检修思路如下。

首先，要搜集设备运行信息数据，应用在线监测系统，如温度监测等。或进行离线监测，如进行电力变压器吸收比检验等。其次，要分析各类信息数据。将在线或离线搜集的各类信息数据进行综合分析，如可最大负荷的电流、环境温度等。然后进行检修判断，在遵守国家强制性标准、行业规定以及状态等级标准的基础上，分析计算机网络系统获取的各类信息数据，最终判定是否需要检修［1］。若需要检修，要制定检修方案并有序开展检修工作。若不需要检修，要继续监测。最后，要根据设备运行情况评估检修执行效果，无论是已检修还是未检修设备都需要评估，以此优化检修方案，让电力变压器始终维持着良好的运行状态。

2 电力变压器状态检修的重要性

定期检修具有周期性，无论设备运行状态如何，必须在规定周期内开展检修工作，循环往复地检修。而状态检修具有科学性，根据监测结果与巡检记录，再结合技术人员判定，实事求是地开展设备检修工作。在现代化监测设备与技术人员丰富经验的支持下，可预测设备故障并精准判定设备是否处于异常状态，从而预先制定检修计划，具有必然性与可行性。

2.1 必然性

传统检修方法以预防性检修与定期检修为主，检修过程中，频繁拆卸非常容易造成安全隐患并浪费人力资源，多次、长期停电检修也会提高设备操作失误率。而状态检修能规避此类问题，一方面，能增强设备供电的稳定性，延长电力变压器使用寿命。另一方面，能提高人力、物力资源利用率，控制检修成本，规避检修带来的各类风险，间接提高售电量。状态检修立足实际，能合理规划检修间隔与大修周期，提高了经济效益［2］。

2.2 可行性

开展电力变压器检修工作时，责任人与技术人员应重点关注检修与方式选择，其以监测与诊断技术为重点。利用状态检修方法能进行科学判断，掌握电力变压器运行的真实情况。当前，进行变压器状态检修时，上述技术应用广泛，以传感技术、模糊技术等为重点，增强了电力变压器状态检修的可行性。

3 电力变压器状态检修现状

3.1 常见故障

（1）过热性故障。

出现异常电流时会迅速提升设备温度，例如涡流过热等。或在导电回路电阻的影响下，产生过热现象，引发故障［3］。

（2）短路损坏故障。

电力变压器运行时会产生多种短路事故，如两相间短路等。其中，要重点关注出口处短路。

（3）绝缘故障。

在变压器故障中，绝缘故障占比非常大，在机械力的作用下或设备过热都会损伤绝缘。同时，若设备出厂的绝缘强度不符合标准或因外部损伤而降低了强度，会影响绝缘的承载力，从而产生绝缘故障。其常见原因如下：

1）渗水、漏水导致变压器受潮。设备运行过程中，若水冷却器漏水或储油罐中存在大量积水等，都会降低绝缘油强度，产生绝缘事故。其中，较为常见的部位有引线等，出现爬电后，会进一步引发层间短路［4］。

2）变压器出现杂物。自身遗留的金属导体或各类杂物，出现局部放电或耗损绝缘时，都会产生过电压或在常规电压下损伤变压器绝缘。

3）若未做好雷击防护工作、防雷效果差或自身绝缘结构弱，遭遇雷击时都产生接地短路事故。

3.2 传统检修手段的不足之处

如今，变压器传统检修方法主要分为定期检修、预防性检修以及巡视检查等，未结合变压器实际运行情况，仅根据设定周期开展检修工作，计划性强，灵活性弱。定期检修等传统检修方式存在以下几类问题：

（1）不能发现设备的全部隐患，提高了检修成本、浪费了人力资源。

（2）定期检修容易造成遗漏，长期运行后，需要通过大修处理设备故障。

（3）电力变压器大修对工期、技术人员素质与能力提出较高要求，若处理不当，损坏某类部件，会增加新故障。

（4）预防性检修需要开展相应试验，会损坏设备绝缘，从而缩短设备使用寿命。

并且，常规性、固定性的预防性耐压试验也会降低电力变压器的稳定性，从而影响售电量。由此，传统的检修手段无法满足电力变压器运行要求，效益较低，需要采取新检修手段，即状态检修方法［5］。

4 电力变压器状态检修的有效对策

4.1 日常状态检修

变压器日常状态检修应保留日常巡检、定期检修以及预防性试验检修等传统检修方法的优势，处理常规或小事故。例如，进行日常巡检能掌握变压器设备运行情况，如温度情况、以风扇电机为代表的各类设备的运行状况，可以采用红外成像仪检查变压器是否存在放电等问题，并采取合适的处理措施。进行定期检修时，应先开展预防性试验工作，检查常规检修项目，最大程度挖掘设备故障，消除设备带来的负面影响，降低故障处理成本［6］。以日常状态检修为基础，可进一步开展各类检修活动或采用各类检修技术。但需要注意的是，应掌握预防性试验的具体项目，如油中含水量、整体密封性检查、噪音、局部放电测量等。虽然部分人认为应减少预防性试验，例如，交流耐压试验会损坏绝缘，埋下安全隐患，但是大型变压器不会产生此类问题，反而绕组直流电阻测量会及时发现设备故障，提高设备维护水平。因此，应立足于实际情况选择合适的检修手段，规划或缩短检修周期。

4.2 状态在线检测

变压器在不同运行状况下会产生不同的信号，采用在线检测技术进行深入分析，能及时判定设备是否存在故障或故障类型，若某类故障处于初期发展阶段，未对设备产生严重影响，此技术也能进行有效处理。当前，在线检测技术较为多样，其中，油中气体分析技术与电气量检测技术较为重要［7］。不同故障会产生不同气体，见下表，通过检测与分析气体，可采取合适的处理措施。

表 变压器故障所产生的气体

状态在线检测方法如下：

（1）红外测温技术。

此技术利用红外探测器搜集红外辐射信号，将其转变成标准视频信号，然后在一定设备上展现为红外热像图。红外测温技术主要适用于因变压器超负荷运行而产生的过热故障等，效果极佳。

（2）油中气体分析技术。

电力变压器检修过程中，可根据油的老化情况判定绝缘状况等，具体方法为检测油中气体，即将其溶解析出的低分子气体进行定量检测。当前，主要应用色谱分析法分析气体、判定故障。可依据气体比较数值等进行判定，然后通过单项气体超标法等方法分析事故类型［8］。

（3）电气量检测技术。

除了检测油气量，还可以检测电气量，可弥补常规状态检修方法的不足之处。其中，绕组形变检测与局部放电检测技术较为常见。前者可以通过监测变压器绕组形变情况来判定故障，依据电磁感应原理可知，绕组非常容易产生故障。发生绕组故障时，会引发匝间短路等问题。因此，可采用频率响应法等方法。后者可采用脉冲电流法等方法，根据光化学反应等判定故障类型。

除此之外，还可采用套管介质损耗监测法，可及时查明放电等故障，但是此种技术仍处于探索、发展阶段，应用较少。

4.3 引进物联网检测技术

电力设备自动化发展形势下，要引进物联网技术，提高电力变压器检测水平。基于物联网开展状态检修工作时，应用了各类智能技术，如智能感知设备能搜集更加全面、大量的信息数据，根据位移、液面与振动等指标制定状态检修方案，在维持设备绝缘状态的基础上，获得更加精准的数据。智能化、自动化的检修模式，能让电力变压器长期、持续维持稳定的运行状态，实现信息数据共享。同时，智能专家系统也发挥着重要作用［9］。

4.4 建立技术档案，运用综合分析机制

建立技术档案，在开展电力变压检修工作时，可通过查阅、应用各类技术信息数据，掌握变压器设计、加工、安装时形成的各类问题，在常规检修工作中留存各类数据，从而为制定状态检修方案、选择合适的技术奠定坚实基础。还要运用综合分析机制，在专业技术人员的指导下，通过分析技术档案、在线检测过程中形成的各类资料，掌握电力变压器运行情况，经过系统分析，决定检修周期和项目，以此延长变压器使用寿命，提高运行效率。

5 结束语

综上，随着我国经济发展水平提高与科技进步，人们对电力资源的需求产生较大变化，既要保证电力资源充足，也要提高供电的质量与安全。对此，要强化电力变压器检修意识，从周期性检修转变为科学的状态检修，采用日常状态检修、在线检修等多种检修手段，引进新检修技术并通过技术档案制定合理的检修方案，能预测故障并针对性采取处理手段，调整大修、小修间隔，做到应修、必修。可提高电力变压器运行效果、减少运行成本，推动电力系统稳定运转。但是状态检修仍有较大进步空间，需坚持不懈地研发检修技术、优化检修方法，从而提高我国电力服务水平。