李波 马宝龙
天津市特变电工变压器有限公司,天津 300300
摘要:文章主要是分析了油侵式变压器状态评估的基本原则,在此基础上讲解了变压器中存在的故障问题,提出了可行性的解决方案,望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字:变压器;油浸式电力变压器;状态评估;状态检修
1前言
变压器在投入运行后,变压器绝缘容易因为电场、温度等的因素使得其提前老化,这就给变压器的安全运行造成一定的安全隐患,为此应当定期对运行变压器开展巡视、检修的试验,对电网的安全可靠有着十分重要的意义。
2油浸式电力变压器的状态评估
变压器状态检修的开展要基于变压器的状态评估,状态评估将设备状态划分为正常、注意、异常、严重四种状态,根据状态评估的结果,并结合变压器运行工况、家族性缺陷等因素,检修人员制定相应的检修策略。根据“导则”,设备的状态评估是利用收集到的各类状态信息,依据相关标准,确定设备状态和发展趋势。对电力变压器进行状态评估时,要综合巡检、例行试验、诊断试验、家族缺陷、不良工况等状态信息,包括其量值大小以及发展趋势,并结合与同类设备的比较,做出综合判断。油浸式电力变压器的状态量可通过巡检、例行试验和诊断试验等途径获得。巡检是为掌握设备状态,对设备进行的巡视和检查。变压器巡检的主要内容包括:观察外观有无异常,油位是否正常,记录油温、绕组温度等。此外,还要对变压器套管、引线接头等部位进行红外热像检测。例行试验是为获取设备状态量,评估设备状态,定期进行的各种带电试验、在线监测和停电试验。变压器的停电试验项目主要有:绕组电阻测量,绕组连同套管的绝缘电阻、电容量测量,铁心绝缘电阻测量等。带电试验项目主要有:红外测温检测,铁心接地电流测量,油中溶解气体色谱分析等。在线监测试验项目有油中溶解气体色谱分析和超高频局部放电测量。诊断试验是巡检、例行试验等发现设备状态不良,或设备经受了不良工况等,为进一步评估设备状态进行的试验。变压器的诊断性试验项目主要有:局部放电测量,绕组变比测量,短路阻抗和负载损耗测量,绕组频率响应分析,交流(感应)耐压试验等。油浸式变压器的状态量包括数据、声音、现象等,上述的各种试验项目的试验数据是很重要的状态量。若试验值超过了注意值或接近注意值的趋势明显,对在运设备应加强跟踪监测;对停电设备,如怀疑属于严重缺陷,不宜投运。若试验值超过了警示值或接近警示值的趋势明显,对在运设备应尽快安排停电试验;对停运设备,消除此隐患之前,一般不应投入运行。变压器的状态划分为正常状态、注意状态、异常状态、严重状态4类。正常状态为各状态量均符合标准要求,技术性能完好、运行工况稳定,不存在严重及以上等级的缺陷且与运行条件相适应;注意状态为各状态量未超过标准限值,但单项(或多项)状态量已有劣化趋势,但不影响安全稳定运行;异常状态为单项重要状态量已发生明显变化,接近或超过标准限值,存在可能影响安全运行的缺陷;严重状态为技术性能下降严重,重要状态量至少有1项严重超出标准限值,运行工况已不能适应运行条件要求。
3油浸式电力变压器的状态检修
3.1检修分类
按工作性质及工作涉及范围,变压器的检修分为4类,即:A类检修、B类检修、C类检修、D类检修,其中A、B、C类检修是停电检修,D类检修是不停电检修。A类检修指变压器的整体解体性检查、维修、更换和试验。在实际工作中,由于受现场环境及检修工期等因素的限制,往往不具现场备解体检修的条件,主要是对主变压器的重要单元部件进行的整体性更换、改造。B类检修指变压器的局部性检修,部件的解体检查、维修、更换和试验,对主要部件单元进行少量的整体性更换及加装。C类检修指对主变压器的常规性检查、维修和试验,具体是指综合性检修及试验。D类检修指在主变压器不停电状态下,在地电位上对主变压器的地电位部分、控制部分或带电部位进行的检查、测试、维修或更换工作。
3.2检修策略
主变压器的状态检修策略包括检修计划的制定,也包括试验、不停电的维护等。检修策略应根据状态评估结果动态调整,年度检修计划每年至少修订一次,根据最近一次设备状态评估结果,考虑设备风险评估因素,确定下一次的检修时间和检修类别。主变压器的A、B类检修一般不设定周期,如果生产厂家有规定按厂家规定执行,生产厂家没有规定时,根据C类检修结果、设备状态评估结果和风险评估结果确定。C类检修按状态检修试验规程规定的周期,配合主变压器试验进行。停运超过半年及以上的主变压器,投运前应进行一次C类检修。D类检修,巡视检查、维护保养与设备的运行巡视可同时进行;一般在夏季大负荷期间和冬季天气降温后要加强主变压器巡视。当主变压器被评价为“正常状态”时,执行C类检修,可按照正常周期或延长1年并结合例行试验安排。当主变压器被评价为“注意状态”时,首先考虑适时安排D类检修,否则应根据实际情况提前安排C类检修。当主变压器被评价为“异常状态”时,根据评价结果确定检修类型,并适时安排检修,期间应加强D类检修。当主变压器被评价为“严重状态”时,根据评价结果确定检修类型,并尽快安排检修,期间应加强D类检修。
3.3检修项目
主变压器的A类检修项目包括吊罩检修器身、绕组及引线的检修、铁心及铁心紧固件的检修、有载分接开关吊罩检查试验、对变压器油进行处理或换油等,而且还包括B类检修的全部项目。主变压器的B类检修项目包括油箱的外部检修、储油柜检修、冷却器检修、套管检修、有载分接开关检修、变压器箱体及附件防腐补漆,而且还包括C类检修的全部项目。主变压器的C类检修项目包括油箱的外部清扫检查、散热器的检查检修、套管检查,本体端子箱、风控箱的检查、清扫和试验、有载分接开关试验,电动机构箱维护、检查和处理瓷套的防污效果等。主变压器的D类检修项目包括油箱的外部检查、散热器或冷却器的巡视检查、本体端子箱、有载分接开关机构箱及风冷控制箱的清扫检查、套管巡视检查、接地引线检查等。
4故障实例
正常运行中的变压器应确保其铁心为一点接地,铁心多点接地或局部短路会使铁心损耗增加,严重时会造成变压器局部过热,加速绝缘老化。在油箱底部存有金属异物是造成铁心多点接地的主要原因,如焊渣附着在铁心硅钢片与结构件的绝缘上,形成金属性多点连通;或有较大的金属异物搭接在铁心硅钢片和结构件间接成通路。例如,一台SFP-240000/220型变压器,在投运后的油色谱分析时发现乙炔和总烃升高。
5结束语
由上可知,变压器在投入运行后,变压器绝缘容易因为电场、温度等的因素使得其提前老化,这就给变压器的安全运行造成一定的安全隐患,为此应当定期对运行变压器开展巡视、检修的试验,对电网的安全可靠有着十分重要的意义。
参考文献
[1]谢桦,陈俊星,赵宇明,等.基于SMOTE和决策树算法的电力变压器状态评估知识获取方法[J].电力自动化设备,2020,v.40;No.310(02):194-200.
[2]胡宏,王栋,傅靖,等.一种电力变压器状态早期预警及辅助决策方法:,CN111487562A[P].2020.
[3]张婷,赵峰,高锋阳.配电设备的风险评估与状态检修决策方法[J].中国安全生产科学技术,2020,v.16(05):174-179.
[4]齐波,王一鸣,张鹏,等.基于自决策主动纠偏的电力变压器油色谱诊断模型[J].高电压技术,2020,46(1).
[5]陶风波,王同磊,蔚超,等.基于遗传算法及属性支持度的变压器状态知识获取方法及设备:,CN111487563A[P].2020.