浅谈变压器的运行维护与故障检测

来源：职称驿站所属分类：电力论文
发布时间：2012-11-19浏览：40次

　　近年来随着城市化建设的不断深入，电网建设也在飞速发展。电网以变电站为点，以高压输电线路、电缆为线，形成网状结构，在城市中伸展开来，将电能输送至千家万户。

　　作为变电站的核心设备，变压器通过自身结构将电力进行相应电压等级转换，为电力的输送发挥着重要作用。同时，由于造价高、结构复杂、电力负荷重等原因，主变压器的日常维护和故障处理也是一个不小的难题。在做好日常巡视和维护工作的同时，现场运行人员也积极借助于红外热像仪与气相色谱分析这两项技术，分别从变压器的内外部着手，对变压器进行状态检测，以确保设备的正常运行。

　　1、变压器的运行维护。

　　变压器的巡视是为了监视设备的运行情况，以便及时发现和消除设备缺陷及不安全因素，是预防事故发生，确保安全运行的一项重要工作。运行人员按照相关规定，进行定期的日常巡视和不定期的特殊巡视，并按时进行设备维护。

　　1.1 日常巡视项目：

　　1.1.1 油温、温度计指示正常，储油柜的油位与温度对应，变压器上层油温：油浸自冷不超过85℃，风冷不超过75℃，各部位无渗漏油;

　　1.1.2 套管油位正常，套管外部无破损，无严重油污及放电痕迹;

　　1.1.3 变压器音响正常，正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声;

　　1.1.4 冷却器手感温度相近，风扇油泵运行正常

　　1.1.5 本体瓦斯继电器内无积气;

　　1.1.6 引线接头、电缆无过热，雨天无蒸气，夜间无发红现象。

　　1.1.7 外壳接地应良好。

　　1.1.8 控制箱与端子箱封闭良好，无受潮。

　　1.1.9 压力释放阀完好无损。

　　1.2 特殊巡视项目：

　　1.2.1 过流过压时应监视三相电压、电流平衡，并检查顶层油温与线圈温度，检查冷却系统运行正常;

　　1.2.2 大风天气时，检查引线摆动情况，变压器顶盖、套管引线处应无杂物;

　　1.2.3 雷雨后，检查套管与瓷瓶无闪络，检查避雷器的计数器是否动作;

　　1.2.4 大雾天气时，检查套管、瓷瓶有无放电以及电晕现象。

　　1.3 定期维护项目：

　　1.3.1 当硅胶有三分之二变色时，应及时更换。若上部硅胶先变红，应检查漏气部位并予以修补;

　　1.3.2 变压器停电时，应对外壳、散热器、套管等部位进行清扫，对风扇、轴承加润滑油;

　　1.3.3 及时更换控制箱内已经损坏的加热器和灯泡;

　　1.3.4 定期检测铁芯绝缘情况;

　　1.3.5 定期对运行中的变压器进行油样化验，利用气相色谱分析检测变压器油中的气体成分，周期如下：

　　投运后四天、十天、三十天各取油样化验一次

　　投运后第二月至第五月，每月取油样化验一次，若正常则转为定期检测。

　　以后每六个月取油样化验一次。

　　2、红外热像仪在变压器运行维护中的应用。

　　2.1 红外热像仪的原理与特点

　　电力系统的各类电力设备在正常运行时，都会产生一定的热量。但是随着设备运行时间的增加，某些部位的生锈腐蚀，接触不良或积污造成接触电阻不断增加，导致设备出现过热现象。而这些出现过热的部位会辐射出比正常状态更多更强的红外线。

　　红外热像仪的测温原理就是利用物镜接收电力设备表面所辐射的红外线，经光学系统会聚，把接收的红外能落在系统的焦点上，经光电转换，将电力设备的红外能转变成电能，再通过一系列的电信号处理，所测电力设备的热图像就会出现在取景器上。红外热像仪就是利用电力系统的这一特性，测定电力设备表面的温度分布及其变化情况，实现无接触测温，并且进行成像，进而找出电力设备可能存在的热状态异常和潜在的故障点，从而实现对设备的故障诊断。

　　2.2 应用实例

　　2011年09月，在某110kV变电站运行人员对该站设备进行月度红外测温时，发现#1主变压器变高A相套管局部发热，发热区域呈环状，如下图：

　　现场运行人员初步判定为套管局部积污，导致发热。向上级汇报后，领导迅速批示对该设备进行停电和故障处理。

　　将该设备停电后，经检修人员检查发现，确为积污导致局部过热。现场工作人员对该套管进行了清扫，并对该变压器本体变高、变中、变低套管喷涂了PRTV防污闪涂料，从而顺利消缺。

　　对变压器进行红外测温时，应特别注意套管、引线接头、冷却器上端等容易积污或温度较高的的部位。

　　红外测温技术，可以弥补肉眼的不足，使运行人员准确地判断设备发热的部位及原因，并及时消除隐患，为保证电网的安全运行提供了保障。

　　3、色谱分析试验的应用。

　　电力变压器的预防性试验是保证设备安全运行的重要手段之一，变压器油中溶解气体色谱分析是其中重要的一环，每半年，就要对运行中的变压器取一次油样做色谱分析试验。

　　变压器大多采用油纸复合绝缘。变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加，在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解，并产生极少量氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等气体，并溶解于油中。当变压器内部发生故障的时候，气体含量将会剧烈增加。随着故障的发展,当产气量大于溶解量时，便有一部分气体以游离气体的形态释放出来。

　　实践证明，绝大多数的变压器故障都会出现早期迹象。因此，测量分析溶解于油中的气体含量就能预知变压器内部故障。在电气试验中，通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体，从而发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是绝缘监督的一种重要手段。这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行，而且不受外界因素的影响，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测，确保设备安全可靠运行。

　　变压器内部放电性故障产生的特征气体主要是乙炔。正常的变压器油中不含这种气体，如果变压器油中这种气体增长很快，说明该变压器存在严重的放电性故障，应立即停电进行检修处理。

　　运行设备的油中H₂与烃类气体含量(体积分数)超过下列任何一项值时应引起注意：

　　总烃含量>150×10 -6

　　H2的含量>150×10 -6

　　C2H2的含量>5×10 -6

　　以下为某220kV变电站主变压器(型号为SFPSZ9-180000/220)绝缘油的色谱试验结果，如下:

　　色谱试验结果(uL/L)