电力变压器状态检修技术及应用研究孟鑫--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

电力变压器状态检修技术及应用研究孟鑫

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：孟鑫

[导读] 摘要：配电变压器的健康状况是影响整个配电网健康状况的重要因素，需要单独确立影响其健康状态的关键特征量。

        (陕西宝鸡第二发电有限责任公司陕西宝鸡 721400)
        摘要：配电变压器的健康状况是影响整个配电网健康状况的重要因素，需要单独确立影响其健康状态的关键特征量。状态检测作为开展状态检修工作的基础和重要技术手段，在发现设备潜伏性运行隐患方面具有显著优势，目前已成为设备状态评价的重要技术手段之一。分析了状态检测技术在变电站设备状态检修中的应用，结合地区状态检测开展现状提出建议。
        关键词：电力变压器；状态检修技术；应用
        引言
        表征不同电压等级的配电变压器健康状态的特征量是不同的，需区别对待。因此。针对不同电压等级的配电变压器，依据配电变压器健康指数的定义，兼顾指标的全面性和合理性，避免指标间的交叉和冗余，结果可见是可行且可推广的。
        1配电变压器关键特征量的确立
        电气性能、理化性能都会对变压器的设备健康状态带来较大影响，且这些因素都是内在因素。另外，如外力、自然环境等应予以考虑。因此，本着科学性、可行性、全面性、简洁性以及定性与定量相结合的原则，综合建立表征配电变压器健康状况的评估指标体系，其关键特征量的确定结果总结如下：（1）绕组直流电阻（110kV、10kV）测量变压器的直流电阻，其根本的目的在于检测变压器每相绕组中的短路问题。当变压器内部出现短路以后，就极有可能会烧毁变压器。测量变压器的绕组直流电阻，能够对电流回路和绕组绝缘进行科学的评估。（2）绕组绝缘电阻（110kV、10kV）绕组绝缘电阻是检查变压器绝缘性能最主要也最简便的方法，通过测量绕组绝缘电阻值，就能够判断该变压器的绕组绝缘是否存在缺陷。（3）电容型套管介损（110kV、10kV）套管介损为套管主电容上的介损测量值，测量介质损耗能够有效测量电气设备中是否出现老化变质或绝缘受潮等缺陷。在针对电容型套管进行预防性试验中，为了针对套管绝缘性能进行有效的评估，需要测量电容型套管末屏对地的介质损耗因素。（4）铁芯接地电流（110kV、10kV）变压器中的铁芯等金属部件在设备运行过程中会产生静电感应，当处于一个强电场状态时，铁芯以及金属部件会产生悬浮电位，那么在变压器内部就有可能会出现放电现象。尤其是如果在变压器中出现多点接地的情况，变压器一旦运行，主磁场就会穿过在接地点中形成的闭合回路，最终极有可能会烧毁金属部件。所以变压器不能多点接地。铁芯接地电流是检测接地状态最行之有效的直接方法。
        2状态检测应用分析
        带电检测可分为局部放电检测、化学成分检测、电气量检测、光学成像检测和声学检测几类。其中，局部放电检测技术主要应用于GIS、变压器、电缆附件及开关柜等的检测；化学成分检测包括油中溶解气体分析、SF6气体状态检测，前者主要应用于变压器、电抗器、互感器及油纸套管等充油设备内部故障的诊断和监测，后者可用于运行设备中气体质量的监督管理、状态评价及设备故障定位等方面；对电气量进行的检测有针对电容型设备绝缘情况的相对介质损耗因数和电容量比值检测，针对避雷器受潮及绝缘情况的泄漏电流检测技术，针对变压器铁心及电缆护层的接地电流检测；光学成像红外热像技术可用于诊断变电站中大多数设备由于发热引起的故障，紫外成像技术可用于变电站设备污秽检测、绝缘子局部缺陷检测和导电设备局部缺陷检测等，X射线检测技术可对设备内部结构进行检测，SF6气体泄漏检测主要应用于GIS设备，光谱分析技术则用于检测电气设备金属材质各金属元素含量是否达标；声学检测包括声学振动检测、超声波检测，前者适用于支柱式高压瓷绝缘子的检测，后者用于GIS设备罐体焊缝、变压器油箱对接焊缝和接地网扁钢等，还可以用于变电站设备部件厚度测量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3提高状态检测水平
        1）随着科技水平的进步，积极开展变电站设备状态检测新方法、新手段的研究和应用，如在变电站全面发展物联网技术。2）及时引入新技术新仪器，将新的检测技术不断应用到状态检测中，如基于脉冲电流法的开关柜局部放电检测技术、非接触式超声波带电检测技术等。3）根据实际情况进行具体分析，制定高效的检修方案，在某一带电检测技术单独分析的基础上，将各相关项目进行联合检测和关联分析，拓宽带电检测发展方向。4）提高管理人员的综合素质及技术人员的专业水平，督促工作人员不断学习、适应新技术和新设备，使设备状态检测技术能够发挥出其真正的价值。
        4高压电气设备过热故障的红外诊断技术应用
        4.1高压套管故障的红外诊断
        （1）内外接头故障的红外诊断。与设备连接的套管外部接头由于暴露在环境中产生了问题，因此热像特征是以连接头为中心的热像图。针对变压器套管进行故障判断，由穿缆引线接头故障导致的发热通常会通过接线鼻子传到将军帽上，所以热像特征为是以将军帽的顶端为中心的热像图。在35kV的变压器套管之中，与热圈连接起来的内部接头一般在下端部分，同时浸入到箱体油之中，产生故障的时候，发出的热量需要通过油和套管散发出来，套管比较长，在热量传导道路套管外部的时候的产生温度不高。但是当三相套管不是同等热鼓掌的时候，三相套管的热像特点具有较大的温差。在内外接头都存在的接触不良的问题在热像中呈现出内外接头发热区叠加的情况。在绝缘介质受到环境影响而产生问题的时候，会导致绝缘故障，在热像图中为套管整体发热的特点。（2）套管内外放电故障的红外诊断。套管的内外放电在热像图特征中呈现出相应部分发热，导致套管内部放电故障问题的原因包括，首先是电容式套管芯子在真空处理中，当残留的气泡较多的时候，会导致介质不均匀，进而造成套管的局部放电。由于制造过程中电容极板不干净，电容屏的尺寸不合理，同时应力比较集中，这些情况下，也会导致局部放电。（3）套管缺油问题的红外诊断。高压套管的缺油故障中包括套管油与变压器油相连通，套管油与变压器油之间分开，由于一些因素导致套管的缺油情况产生。第一种情况下，在安装或者充油的时候没有将套管中的气体排出去，导致故障问题，因此可以将套管的气体排出去。第二种情况是油和空气分界上下介质热物性参数不同，导致油面处产生了温度差异，在油面的位置形成了一个具有明显的温度突变的清晰的热像特点。
        4.2电力变压器故障的红外诊断
        （1）变压器内部故障的红外诊断。处于正常状态的电力变压器难以从外部对绕组和铁芯进行在线监测，由于其绕组以及铁芯都是浸在油中并且安装在变压器油箱之中的。常用的干式变压器能够进行在线监测，热像特点为以芯柱以及线圈为中心的热像图，干式变压器在正常状态下，B相芯柱的磁负荷比较高，导致散热性较差，温度相比其他部分要高，热像特点是以B相为中心的热像图。油浸变压器只有在吊芯的情况下施加一定的励磁电压或者短路电流，这个时候绕组以及铁芯的热像特点与干式变压器之间保持一致。（2）变压器外部故障的红外诊断。在变压器外部载流导体存在连接不严密的情况的时候，由于电阻变大会导致局部发热问题，热像特点是以故障点为中心的热像图。当变压器漏磁和箱壳涡流故障问题产生的时候，热像特点是以漏磁通穿过并且形成环流的其余为中心的图像。变压器冷却装置以及油路系统的故障热像特点为以故障点为中心的热像图。
        结语
        综上，状态检测要本着科学性、可行性、全面性、简洁性以及定性与定量相结合的原则，结合历史故障记录、参考文献以及国内外配电变压器设备状态评价导则，通过数据分析来进行，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
        参考文献:
        ［1］袁峻，熊小伏，韦瑞峰.一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法［J］.南方电网技术，2015，9（7）：88-94.
        ［2］代艳霞，王洪益，伍倪燕.自适应因子神经网络的变压器故障诊断研究［J］.机械设计与制造，2017（7）：175-178.