张贻群
湖南五凌电力工程有限公司 湖南省长沙市 410000
摘要：变压器作为电力系统中的关键设备，变压器运行情况直接影响电力系统的运行质量与用电安全。在电力系统实际运行期间，受到复杂运行环境与自身老化因素影响，电力变压器运行中存在套管短路与渗漏油等故障，影响电力系统安全。因此，为保证变压器安全稳定运行，本文对电气变压器常见故障类型与相应的预防措施进行探讨，并深入研究变压器状态维修模式，为从业人员提供参考。
关键词：电力变压器；故障预防；状态维修
一、电力变压器常见故障类型及预防措施
1、绝缘故障
在电力变压器长期运行中，由于所处工作环境较为复杂，受到高温、电磁与氧化等因素影响，致使电力变压器绝缘部位老化速度加快，随着时间推移，绝缘部位逐渐出现发黑变脆现象，在老化程度达到一定标准，或是绝缘部位受到外力碰撞破损时，将无法发挥绝缘保护效果，导致变压器机械强度下降，存在安全隐患。在问题严重时，还会以此为诱因，引发绕组匝间短路等运行故障出现。
针对变压器绝缘故障问题，考虑到常规预防措施并无法彻底预防绝缘故障出现，因此，工作人员应以延缓绝缘部位老化速度作为主要思路，采取以下预防措施：第一，温度监测。构建自动监测系统，或是采取人工测量方式，定期对电力变压器的实时运行温度与顶层油温进行测量，在必要情况下采取温控措施，将温度控制在合理范围内。如果电力变压器长时间处于高温运行状态，将会加快绝缘部位老化速度，提高绝缘故障出现概率。第二，负荷监测。在变压器运行期间，持续对变压器负载情况进行监测控制，及时调整变压器运行负荷，将变压器超负荷运行时间控制在合理范围内。第三，绝缘更换。定期检查电力变压器绝缘部位老化情况，在绝缘老化程度较为严重时，及时更换全新的绝缘部位，并对绝缘层完整度与厚度进行检查，确定无误后，再将变压器投入运行。
2、铁芯故障
在电力变压器运行期间，如果设备出现温度异常升高与内部发出轻微噼啪声现象时，有可能出现变压器铁芯故障，由设备导电材料表面破损或铁芯迭片绝缘破损而造成。同时，在变压器所配置铁芯元件工艺质量不佳、接地不良、自身存在物理缺陷时，也会引发变压器铁芯故障出现。对于铁芯故障的判定，工作人员可以对变压器的空载损耗与绝缘电阻进行测量，或是拆机观察铁芯元件是否存在缺陷破损现象来判断。
为预防变压器铁芯故障出现，首先，在变压器安装环节，提前对变压器规格质量进行检查，开展设备调试运行试验，根据试验情况判断变压器质量是否达标，及时更换变压器内存在物理缺陷的铁芯元件，消除潜伏故障。其次，在变压器运行期间，持续对变压器运行状态进行监测，当设备出现发出轻微噼啪声与温度升高等异常现象时，测量绝缘电阻与空载损耗，判断是否存在铁芯故障。最后，在变压器拆机检修环节，重点检查铁芯元件损耗情况，对松动的铁芯件进行紧固处理，及时更换磨损程度较为严重的铁芯件。
3、套管短路故障
在电力变压器运行期间，如果出现渗漏油与结构开裂等故障问题，且问题在短时间内没有得到妥善处理时，受到外力作用影响，变压器套管容易出现损伤，密封性能明显下滑，进而导致套管内绝缘部分受潮损坏，最终出现变压器套管短路故障。同时，在长时间未开展套管清理作业，致使套管结垢严重时，或是工作人员操作不当，都将提高套管短路故障的出现概率。
为预防变压器套管短路故障出现，在变压器维护检修工作开展期间，需要落实以下预防措施：第一，在日常检修工作中，重点检查变压器套管结构情况，清理表面附着的灰尘污垢，及时更换存在裂缝等质量缺陷的套管。同时，维修人员使用摇表测量套管绝缘电阻，将测量值与额定值进行对比分析，判断套管质量是否符合使用标准。第二，在变压器安装环节，对所安装变压器套管密封性进行检查，如果套管密封性不达标，则重新安装变压器套管，直至套管密封性达标。第三，在变压器运行期间，持续对绝缘油位进行观测，如果实时油位超过限定值，采取相应解决措施。
4、渗漏油故障
以油浸式变压器为例，在运行期间，如果变压器制造质量不达标、密封胶条老化严重、密封性较差时，容易出现渗透油故障，使得变压器油箱内的部分油液挥发成为气体，导致设备内部压力增大，且少量油气自压力释放阀向外溢出，进而出现渗油与漏油现象。在出现渗漏油故障后，不但会加大油箱压力，还有可能引发油箱变形破损与爆炸等安全事故。
为预防渗漏油故障出现，在变压器安装环节，使用优质密封胶条，在变压器接触面均匀涂刷聚氯乙烯清漆。同时，检查变压器接触面是否存在麻面与裂纹等质量缺陷，对缺陷部位进行修复处理后，再粘贴密封胶条。随后，按照对称交替顺序，使用螺栓或法兰件对油箱盖进行紧固处理。最后，在变压器运行期间，持续对油箱内油位高度进行监测，在出现渗漏油故障后，采取相应处理措施。
二、电力变压器状态维修模式概述
1、变压器状态维修必要性
在我国电力系统传统维修模式中，普遍实施事后维修模式，以预防性维修和定期维修为辅，根据变压器运行年限、历史运行状态与相关经验来确定设备检修工期，遵循“到期必修”原则。根据变压器维修工作情况来看，有助于消除设备潜伏故障，降低渗漏油与铁芯等故障问题的出现故障。但是，难以做到对电力变压器运行故障的实时发现与快速处理，且维修模式较为落后，在一定程度上造成了人力物力资源的浪费，缺乏设备维修主动性。电力变压器状态维修模式的实施，可以帮助工作人员掌握电力变压器的实时运行状态，及时发现设备潜伏故障与缺陷，快速开展后续故障诊断与检修工作，及早恢复设备正常运行状态。
2、状态维修原理
状态检修也被称作预知维修，通过信息化监测或是人工测量等方式，获取电力变压器的实时运行数据，对变压器历史运行数据、同类变压器运行状态进行横纵向对比分析，已掌握变压器实时运行状态，预测变压器在未来一定时间段内的运行状态及趋势，了解制造质量、现场试验、运行维护与环境等因素对变压器运行状态造成的影响，提前发现并解决设备运行故障，确定最佳的设备维修时间。同时，状态维修模式包含设备状态监测、设备诊断与设备检修决策三层含义。
3、状态维修技术内容和需注重的问题
与传统维修模式相比，电力变压器状态维修技术体系较为复杂，涵盖系统可靠性评价、信息采集处理、故障严重性分析、干扰抑制、寿命估计、传感与模式识别等技术，不同技术的应用职能有所不同。例如，信息采集处理技术负责在系统传感层与中心监控层中构建稳定的通信通道，持续将传感器所采集信号进行加工处理，从大量背景干扰信号中提取有用信号，再将信号分类上传至系统中心监控层。而数字滤波技术负责滤除所采集现场信号中存在的稳态信号，从现场信号中提取有效信号。
此外，在实施状态维修模式时，为充分发挥技术优势，需要注重以下问题：第一，更新维修观念。与传统维修模式相比，状态维修较为依赖于对各项信息化技术的应用，以及对合适维修策略的采取。因此，电力企业需要及早转变自身设备维修观念，提高对数字滤波、传感器、信息采集处理等全新技术的应用力度，分析不同情况下的投入产出比，对比各项维修策略的可靠性与经济性，树立主动维修的工作思路。第二，加强维修管理。以上提及，状态维修包含设备状态监测、设备诊断与设备检修决策三层含义，为提高各项设备维修工作的衔接程度，需要进一步加大设备维修管理力度，构建起完善的状态维修管理体系，协调各部门联合开展变压器维修工作。第三，提高人员素质。在变压器状态维修期间，对工作人员的专业素养提出较高要求，要求维修人员具有丰富的工作经验，可以根据已知数据信息推测设备未来运行状态，快速判断设备故障类型。因此，为满足变压器维修需求，需要加大人员专业培训力度，建设现代化与专业化设备维修团队。
4、变压器状态维修流程
4.1了解状态信息
在变压器状态维修工作开展前，维修人员需要持续采集相关信息数据，如采集变压器历史运行数据、同类型变压器运行数据、其他项目变压器运行数据等信息，将其作为判断变压器运行状态的参考依据，对变压器运行状态进行横向、纵向对比分析。同时，在变压器运行期间，持续对设备运行参数进行采集处理，从现场采集信号中提取有效信号。最后，对变压器设备故障检修信息进行采集记录，如掌握故障发生部位、故障发生频率等信息。
4.2变压器检查
为客观、全面地反映电力变压器运行状态，既需要对设备运行数据进行采集分析，同时，还应采取人工方式对变压器运行工况与所处环境进行检查，如采取目视检查法来判断变压器结构是否完好、是否发出异常声响、观察部件磨损与松动情况等，将其作为判断变压器实时运行状态、预测变压器未来状态的参考依据。
4.3变压器状态评分
维修人员在变压器未来运行预测结果基础上，采取百分制，对变压器状态进行评估打分，根据分值高低选择是否开展设备检修工作，以及确定检修力度与最佳维修时间。例如，在变压器状态评分为86-100分时，表明设备运行状态较优，可以延期开展设备维修工作。在评分为61-85分时，表明设备运行状态良好，如期开展设备维修工作即可。在评分为41-60分时，设备运行状态适中，可以优先安排此类变压器开展检修工作。在评分为21-40分时，表明设备运行状态检查，需要尽快开展设备检修工作。在评分为0-20分时，表明变压器存在运行故障，必须立即进行检修。
结语：综上所述，为保证电力变压器安全稳定运行，及早构建起符合电网运行需求的设备维修模式。因此，电力企业必须深入了解变压器常见故障问题与有效预防措施，实施全新的状态维修模式，完善与细化变压器状态维修导则，以此推动我国电力事业的健康发展。
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