油浸式电力变压器状态评估与状态检修分析

赵 轶，石梓蒽，刘 玢

(石家庄供电公司，石家庄 050051)

变压器投运后，变压器绝缘会因电场、温度等因素的影响而老化，还会受到雷电、操作过电压的冲击、破坏；一些零部件会发生过热、松动、渗漏油等问题，这些情况均会给变压器的安全运行带来隐患。因此，定期对运行变压器进行巡视检查和检修试验， 对保证变压器良好运行、电网的安全可靠具有重要意义。

传统的电力变压器检修分为大修和小修，DL/T 573-1995《电力变压器检修导则》中对变压器的大、小修周期和内容作了明确规定。随着电网的快速发展，变压器数量不断增多，变压器的大、小修呈现出检修方式不灵活、检修任务繁重等问题。河北省电力公司在2009年首次发布了《输变电设备状态检修导则》(简称“导则”)并开始试运行。

1 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。

1.1 评估方法

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。

1.2 状态量及处置原则

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。

1.3 状态划分

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。

2 油浸式电力变压器的状态检修

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 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，变压器油色谱分析数据见表1。

表1 变压器油色谱分析数据 μL/L

日期φ(CH4)φ(C2H4)φ(C2H6)φ(C2H2)φ(H2)φ(CO)φ(CO2)φ(总烃)06-271.020.150.2804.6620.48275.981.4506-3117.832.93.52.121.929.7278.156.3

经计算故障产气速率，相对产气速率为28 381%/月，绝对产气速率为709 mL/d，远远大于10%/月和12 mL/d。再用三比值法进行分析：

C2H2/C2H4=2.12/32.9≈0.06

CH4/H2=17.76/21.95≈0.81

C2H2/C2H6=32.9/3.52≈9.35

上述比值范围编码组合为(0,0,2),由此推断故障性质为“高于700 ℃高温范围的过热故障”。经进一步跟踪检查，发现主变压器铁心接地电流较大，分析故障原因可能是铁心多点接地故障，需停电检修。

主变压器停电后，测量铁心对地绝缘电阻仅为58 Ω，确定故障原因为变压器铁心多点接地。通过使用大电容对铁心接地引线多次放电，发现在主变压器低压侧V、W两相的下部的铁心件与铁心之间有放电声音，最后用高强磁铁将金属异物吸出。

4 结束语

变压器状态检修以状态评估为基础，与传统的主变压器大、小修相比，状态检修的针对性更强，可根据变压器的评价结果、运行工况等因素来确定检修类型；可及时发现主变压器在运行中出现缺陷，克服了定期检修的盲目性，提高了设备的可靠性；对于运行状态正常的设备可以延长检修周期，节省大量的人力、物力和财力。因此，对变压器实行状态检修，既可提高电网运行可靠性、又可降低检修成本。

参考文献：

[1] 河北省电力公司.河北省电力公司输变电设备检修导则[S],2010.

[2] 河北省电力公司.输变电设备状态诊断导则[S],2010.

[3] DL/T 573-1995,电力变压器检修导则[S].

[4] 钟洪璧,高占邦,王正官,等.电力变压器检修与试验手册[M].北京：中国电力出版社，2002.

[5] 王功胜.电力变压器常见故障分析与检修[J],设备管理与维修,2005(2):18-21.