胡勇 陈安峰 樊金成
华能沁北发电有限责任公司，河南济源 459012
摘要：电力变压器在电力系统中起到变换电压的作用，以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高输电的经济性，达到远距离输电的目的；降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足电力用户的需要。电力变压器是电力系统的重要组成部分，是不可替代的。当电力变压器出现故障后，将严重影响电网的安全运行，这给人们的生活及工业生产带来巨大的影响，因此，相关部门应该加强对变压器的日常维护，增加变压器的定期检修频次，提高变压器的安全运行水平，且在发生故障后及时进行修复，降低对电力用户的影响。
关键词：电力变压器；检修管理；故障分析；措施研究
1电力变压器出现故障的主要因素
电力变压器是电网的主要输变电设备，在电力系统中发挥着重要的不可替代的作用。近几年社会经济的快速发展对于电能的需求变得越来越大，旺盛的电力需求拉动了电力系统的飞速发展，发展过程中大批新的电力设备投运导致故障发生增多，这给电力系统的输电能力，工业生产及人民日常生活带来了非常严重地影响。
1.1绝缘故障
1.1.1变压器绝缘降低是变压器运行中最常见的故障，主要表现为变压器的绝缘电阻值降低以及吸收比或极化指数降低的情况。通常在变压器运行前和检修时都需要测量其绝缘电阻，测量时分别记录15秒与60秒时的绝缘电阻数值，且取后者与前者的比值作为吸收比，比值要求大于1.3，对于容量较大的变压器还会记录10分钟的绝缘电阻值，比上1分钟的绝缘电阻值作为极化指数，比值要求大于1.5。变压器绝缘电阻的降低通常情况下为变压器绕组受潮及套管脏污等引起，因此在检修时需要对变压器高低压套管进行擦拭，测量绝缘电阻时也应该选择在晴朗天气且空气温度大于5℃，空气湿度小于80%的条件下进行。
1.1.2 变压器绝缘的介质损耗因数tgδ值也是判断变压器绝缘状态的重要参数，因此在绝缘电阻测量合格以后还需要对变压器高低压绕组连同套管的介质损耗因数tgδ进行测量，测量时使用反接法进行。若绝缘中存在的局部放电缺陷发展到在试验电压下完全击穿并形成短路时，导电的离子杂质增加，也会使tgδ值明显下降。因此在对测量数据进行分析时，要求tgδ值不应该有明显的增加和下降，即要求tgδ值在历次试验中不应有明显的变化。
1.1.3 变压器铁芯绝缘也是检修中需要检查的项目，变压器运行时铁芯只允许一点接地，若果有两点或两点以上接地，各接地点之间会形成闭合回路，当交变磁通穿过此闭合回路时，会产生循环电流，使铁芯局部过热，损耗增加，甚至烧断接地片使铁芯产生悬浮电位。不稳定的多点接地还会引起放电。
1.2套管的故障
在电力变压器中，套管属于非常重要的部件，套管脏污与受潮导致试验不合格是套管检查中最常见的故障现象，因此变压器检修中套管的清洁及试验也是重要的项目，检修中通常用蘸酒精的白布擦拭套管的每一裙，使其清洁干净。试验时用正接法测量套管的介质损耗因数tgδ值，是监督套管绝缘是否受潮的重要手段，要求tgδ值在历次试验中不应有明显的变化，我国预防性试验的实践表明，正常油纸电容型套管的tgδ值一般在0.4%左右。检查高压套管的油位及渗漏油情况，如油位与温度曲线不符时要进行补油处理，对法兰连接处出现渗漏情况也应一并处理。变压器投运前务必对套管的末屏仔细检查，拆开末屏接地点后测量绝缘电阻正常，运行中保证末屏可靠接地，如果运行中套管末屏接地不良，那么末屏对地会形成一个电容，这个电容远小于套管本身的电容，按照电容串联原理，将在末屏与地之间形成很高的悬浮电位，造成末屏对地放电，严重时会发生套管爆炸事故。
1.3变压器附属设备的故障
变压器附属设备主要包括冷却系统，温度测控装置，压力释放装置，调压（有载或无载）装置等。
1.3.1 冷却系统
冷却系统主要包含散热器、冷却风扇、潜油泵、油流继电器与控制柜等，冷却风扇故障频次最高，主要为风扇电机轴承抱死、电机绕组接地等，检修电机即可解决；油流继电器故障频次次之，主要为继电器机构故障，不能准确反应油泵的运行状态，一般情况下可对继电器机构扭矩进行调整可以解决，调整不能解决的则需要更换油流继电器本体；控制柜定检时清扫检查，端子螺丝紧固，日常运行中元器件需要定期红外测温，温度过高的查明原因后进行处理，散热片日常运行中吸附灰尘较多，春末夏初时节吸附柳絮堵塞散热片层间空隙，降低散热性能，通常需要定期清理散热片并用高压水冲洗，夏季则增加清理冲洗频次。
1.3.2温度测控装置
温度测控装置主要包含油面温度计、绕组温度计与控制回路部分，主体故障频次较低，一般出现表计本体温度指示不准或DCS远传温度失实，控制反馈异常等情况，表计本体温度指示不准检查温包是否良好，指针有无卡涩，若为DCS远传温度失实则检查表计内变送器是否正常，一般情况需要更换温度计；温度计接点参与冷却回路启停及变压器温度高报警与跳闸控制，检修中需要传动检查试验。
1.3.3 压力释放装置
当变压器发生故障时，油箱内产生大量气体，导致气压迅速升高。为防止损坏油箱，在变压器上安装压力释放阀，当气压升高值阀体开启阀值时，压力释放阀开启释放压力，当气压低至返回值时，压力释放阀自动关闭，从而很好的保护变压器。压力释放装置故障频次较低，定检时检查压力释放器上部防爆膜片是否完好，并对压力释放器进行传动试验，检查开启是否灵敏，线圈是否老化、变形、损坏，零部件是否损坏、锈蚀等，检查阀门内是否有异物，清扫安全气道内部的锈蚀和油垢。
1.3.4 调压（有载或无载）装置
调压开关时变压器的主要构件之一，其故障频次较低，一般有载调压装置故障频次高于无载调压装置，其在运行过程中的常见问题有开关滑档，油质劣化，放电，触头发热，油室渗油等问题，定检时应着重检查试验。有载调压装置检修时测量所有档位的直流电阻，并对手操机构及电操机构进行全档位操动试验，有载调压装置内滤油机电机与电操机构的电机定检时需要着重检查。
1.4 变压器剩磁的影响及消除
由于铁磁材料固有的磁滞特性，变压器绕组直流电阻测量后将在变压器铁芯中残留剩磁，直流电阻测量时所加电流越大、时间越长，剩磁量越大，由于剩磁的存在，当变压器投入运行时，铁芯剩磁使变压器铁芯半周饱和，产生较大的励磁涌流，对变压器造成严重冲击,同时产生大量谐波,增加了变压器的无功消耗，并引起继电保护误动作，尤其容易诱发差动保护装置误动作。同时，铁芯的高度饱和使漏磁增加，引起金属结构件和油箱过热，局部过热将使绝缘纸老化并使绝缘油分解，影响变压器使用寿命。因此，在变压器检修结束投运前，都要对变压器进行消磁，最常见的消磁方法主要有：直流消磁法、交流消磁法、提升变压器铁芯温度消磁法。目前一般采用交直流复合型消磁法，它只在低压侧直流消磁，配合低压空载测试电路，既可以消磁，又能测量空载数据，实现了对消磁效果的量化。
2电力变压器故障检修策略分析
2.1准确分析变压器油中的溶解气体色谱
想要缓解以及降低电力变压器出现故障的频率，工作人员就应该做好相应的故障诊断，整个诊断可以划分为几个时期，在最早期的诊断中，对电力变压器中的绝缘油进行分析是最常见的一种诊断方式。通过对变压器绝缘油中的溶解气体进行色谱分析去判断变压器是否出现了故障，目前对变压器绝缘油中的溶解气体进行色谱分析既是定期试验项目，也是检查性试验项目。《规程》规定330KV 及以上变压器3个月，220KV变压器6个月，8MWVA及以上变压器为1年进行一次取样分析，其余变压器可自行规定。当油中溶解气体含量超过以下任何一项值时应引起注意：总烃含量＞150ppm；H2含量＞150ppm；C2H2含量＞5ppm（500KV变压器为1ppm），当设备有异常时，宜缩短取样分析周期，进行追踪分析。根据色谱分析数据，一般采用三比值法和四比值法来判断故障性质（如下表所示）。
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2.2 在线监测分析装置的广泛应用
根据设备状态检修要求，利用在线监测数据进行设备的状态评估，及早发现设备可能存在的隐患，及时处理，防止事故的发生，并加强设备在线监测装置的维护。变压器套管的在线介质损耗因数tgδ监测装置及变压器油中溶解气体色谱在线分析装置已广泛应用到运行变压器中。其中，现行的变压器油中溶解气体色谱在线分析装置能实时在线监测变压器油中气体含量、微水含量，监测变压器故障时产生的异常气体、能分析变压器绝缘过热和老化程度。变压器套管的在线介质损耗因数tgδ监测装置能实时监测其介质损耗因数tgδ值，监控套管末屏的接地情况。变压器在线监测设备的运行，对变压器的内部及套管运行状态在线监控，能够及时发现和诊断其运行故障，随时掌握设备运行状态及绝缘老化程度，及早发现设备可能存在的隐患，及时处理，防止事故的发生。
2.3 带电设备红外诊断的应用
变压器运行中，各部位及接头的运行温度能反映变压器的运行状态是否良好，是否存在异常情况，因此，定期对运行中变压器进行温度测量尤为重要，传统的测温工具只能对准测量点进行测量，不能精准反映设备缺陷状况，而红外成像测温装置能对测量设备红外成像，并能自动捕捉成像区域的最高温度点，并对不同温度区域呈现不同颜色，大大提高了测量的准确性，并对设备是否存在过热型缺陷有明显的分析判断。判断方法包括表面温度判断法、同类比较判断法、图像特征判断法、相对温差判断法、档案分析判断法、实时分析判断法。根据过热缺陷对电气设备运行的影响程度分为一般缺陷、严重缺陷与危急缺陷。如变压器运行中发生危急缺陷，应立即降低负荷电流或立即消缺。
3结语
综上所述，电力用户的发展带动了电力行业的发展，因此，社会对于电力变压器的需求量每年正呈现上升的趋势，以此为人们提供正常的电力运行系统，同时还能保证电力的稳定运行。但是在实际的运行期间，很多电力变压器在运行的期间会出现故障，为此，只有充分了解故障产生的原因，这样才能根据相关的试验数据以及规范化的标准，去制定合适的解决方案。通过综合电力变压器各方面的内容，加强设备的了解，以此进行必要的技术，对故障进行准确地判断，提出相应的检修策略，从而排除故障问题。
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