黄林锐
广东电网有限责任公司揭阳供电局 522000
摘要：变电站变压器检修与维护技术是电力系统稳定运行的研究热点，对于了解变压器自身状况、及时发现潜在隐患起着非常重要的作用。针对故障检修手段、状态检修思路，研究当前在线监测与诊断技术的主要方法，为变电站变压器故障检修与维护提供了应对策略。
关键词：变电站；变电器；检修维护；维护研究
1引言
随着变电站设备的复杂度程度越来越高，引发变电站设备故障的因素较多，需要对变电站设备故障准确检修。研究变电站设备的故障检修方法，在提高变电站设备的专家诊断能力方面有重要意义。变压器作为电力系统中的核心设备，承担着电压变换、电能分配和电力传输的重要任务，其正常运行可保证社会生产稳定可靠供电，变压器总是长时间带负荷运行，势必遭受各种来自电网内外的破坏因素冲击，故障与事故不可避免。加之全国跨区域联网日趋紧密，形成的网络日益庞大，变压器故障如不及时切除或修复，往往会引发链式反应，严重时可能导致大面积停电和电网瘫痪事故。由变压器故障而导致的安全问题不容小觑，若不及时处理，造成的损失是无法估量的。因此，在变压器故障发生之初就采取必要的检测与维护手段，亦或是长期对主要故障形式进行在线监测，可以避免某些故障的进一步加深，对于提前做好预防措施具有重要的指导意义。
2电力变压器的故障检修
变压器内部结构复杂，运行环境条件特殊，电力部门对变压器的检修从最初简单易行的事后处理发展到了定期、定向、定人对其进行预防性检修。但从故障诊断的及时性和可靠性来说，规程仍不能有效解决变压器运行中的内部复杂故障问题，首先预防性试验需要停电操作，不仅增加了工作安排难度，造成不必要的经济损失，而且维修人员容易圃蛇添足，使设备越修越坏；其次离线的定期预防性试验缺乏实际运行时电压、温度、电流等因素影响，很可能无法发现绝缘和潜伏性故障，易发生漏报、误报或早报情况。为解决以上问题，变压器故障检测与诊断技术研究人员提出了状态检修的方法。它可以提高设备利用率、降低检修费用、及时反馈信息，使设备运行更加安全、可靠。特别是在线监测技术，对于故障的发现和预测具有无可替代的指导意义。一方面它可以及时跟踪掌握变压器故障发展情况，并根据需要决定是否检修，做到防微杜渐；另一方面，变压器故障诊断需要在线监测提供依据，它们结合起来才能使变压器处于更佳的运行状态。
3变电站变压器常见故障分析
3.1绕线圈故障
变电站变压器以油浸式变压器为主，该型变压器由变压器本体、油箱、冷却装置、出线装置以及其他配套装置构成，而根据故障危害等级划分为四个等级：灾难级、致命级、临界级和轻度级。通常情况下轻度级故障不会直接影响变压器的正常工作状态，但是出现几率高，该型故障一旦扩大将进一步演化至临界状态，导致变压器处于不安全状态，出现绕线短路、断路、套管燃烧、开关故障，甚至出现变压器损坏或爆炸等危害。变压器绕线圈是变压器完成电压转换和电能输送的最主要的部分，线圈故障主要体现在其结构和绝缘由于设计、加工或后期外部因素发生改变，造成线圈内部层与层、匝与匝、饼与饼、股与股等不同位置发生断路、短路，其表征为绕线松动、绕线变形、绝缘失效等问题，最终致使绕线圈断路、短路发生故障，故障严重时会进一步影响变压器本体中的铁芯、引线以及屏蔽层等，并且短路会引发高温、高电能释放。
3.2铁芯故障
变压器中另一主要电能转化部件为铁芯，其对电磁能量交换起到关键作用，而铁芯故障主要类型为多点接地、片层间短路为主，短路所引发高温进而引发油纸和片层间绝缘失效、绝缘垫块损坏，严重时会导致铁芯接地线路损毁。铁芯多点接地故障又分为牢固型和动态型：其中铁芯与附件间、附件与附件之间由于存在金属杂物导致短路进而引起牢固型多点接地；铁芯内部存在杂质如金属粉末为铁片间形成导电桥，稳定状态下不会影响变压器正常工作，一旦出现大电流会借此通路对铁芯进行冲击，损害绝缘部分。由于铁芯故障多发生铁片间短路，由于磁场的涡流效应会造成局部急剧升温，易对内部绝缘造成损伤。
3.3分接开关故障
分接开关相对其他部分需要经常通过触头、拨轮对变压器进行操控，同时内部结构稍显复杂。变压器内部易出现高温，分接开关触头由于受热会在表面形成氧化层而接触不良，同时触头由于与绝缘油的接触形成油膜，也会导致开关接触不良。分接开关故障通常表现为结构内部错乱、齿轮损伤、触头接触不良、甚至筒体燃烧和爆炸。
3.4套管故障
变压器内部的套管对油箱外部引线起到保护作用。由于其通常暴露在室外环境中，一方面需要承受引线过流时的电场、高温，同时需要承受外部环境湿、热以及其他不可预见的因素侵蚀，内部绝缘油易老化，其本体瓷釉也会因为各类因素出现损伤，常见故障表现有变形位移、焊点开焊、局部放电以及套管爆炸。
3.5绝缘故障
变压器内部绝缘通常是指变压器匝的绝缘，变压器正常运行过程即使出现一定的绝缘损伤也不会造成设备出现直接故障，但当损伤程度超出介质损耗标准时，变压器局部就会出现发热和放电现象，在变压器内部造成一定的局部绕线短路或绝缘垫块焦化。引发绝缘损伤的主要原因有：电磁振动划伤绝缘层、电磁作用导致绝缘局部脱落、涡流损耗使绝缘氧化、电场分布不均导致局部放电等。
4变压器的故障检修
4.1变电站设备协同检修三维信息采集和总体设计
为了实现基于信息交互模式的变电站设备协同检修三维仿真，首先构建变电站设备协同检修三维可视化信息采集模型，采用三维数据特征重构方法建立变电站设备协同检修三维视觉信息分布结构模型，建立变电站设备协同检修三维信息分布专家数据库，采用分布式数据库构造方法建立变电站设备协同检修的大数据库，采用物联网和ZigBee组网方法进行变电站设备协同检修的远程信息监控和调度，根据上述设计原理，进行变电站设备协同检修三维可视化模型设计，构建变电站设备协同检修的三维图像采集模型。
4.2将人工智能技术合理应用于变电站检修
变压器智能化诊断技术以故障时油中溶解的各组分气体为分析基础，以人工智能技术为核心，模拟人脑的机能，有效的利用故障信息进行识别判定智能诊断技术充分利用变压器油中溶解气体的组分与含ｔ建立算法模型，在信息智能化处理下通过反复的迭代运算获取最优分类识别专家系统是变压器故障智能诊断方而提出和使用较早的方法。但是故障诊断专家系统因为容错能力较差、知识库维护难度大、推理速度慢等缺陷很难适应大规模的故障诊断，常应用于离线故障分析后来，研究人员在分析现代智能算法的基础上把神经网络引人故障诊断，并以此为基础进行了算法优化研究。在变压器部分故障信息不确定的情况下，灰色系统理论得到了重视，模糊诊断的方法也被应用到变压器的故障诊断。
5结束语
变压器故障检测与维护技术从传统的常规检修发展到现在的状态检修，出现了基于油中溶解气体分析的故障诊断技术智能算法，但是故障诊断方法单一，与传统方法的配合不够紧密，工程实用性不强有些方法虽能对变电站变压器故障做出合理的判断，但是故障识别率不高，不能很好地反映出故障严重程度。变电站变压器诊断与维护方面还需进一步的研究和完善。
参考文献
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