关于电力变压器状态分析与评估的探索和运用

包乙春

(广西电网有限责任公司柳州供电局，广西 柳州 545005)

1 引言

在大型电力设备中，电力变压器是电网构架内最重要的设备，具有的关注度和重要性不言而喻。目前电力企业广泛采用故障检修和预防性检修两种设备检修模式。故障检修，是我国最早沿用的检修模式，它主要以电力变压器出现不可逆转的事故为判据，在电力变压器发生故障被迫停运时才进行维修。预防性检修，俗称计划检修，就是不根据电力变压器的实际状况，仅依据规程规定的时间间隔对设备进行一定程度解体的维修。以上两种检修模式都各有缺陷，即缺乏检修的科学性，又缺乏成本的经济型，不符合时代的潮流。

根据电力工业的不断发展，我们探索一种全新的状态检修模式，这种模式是根据运行人员的日常巡视记录，高压试验技术人员的专业测试，结合数据进行分析评估的检修方式。运用在电力变压器上，就是通过对电力变压器的状态评估，从设备运行、试验、分析、判断，多方位、多角度把握设备的状态，确保了设备检修的合理性和安全性，为提高设备安全运行供电可靠性提供了保障。

2 编制电力变压器状态评估方法

根据《电力变压器检修导则》、《电力变压器运行规程》和《电力设备预防性试验规程》等规范性标准，结合电力变压器运行巡视方法及高压试验项目方法，对电力变压器的状态进行初步分析，状态整体评估应综合各部件的状态分析评价结果来开展判断，见表1。

其中，电力变压器任何一个状态量单项扣分和部件共计扣分同时限定在正常状态范围内时，可以认定该设备为正常状态;任何一个状态量单项扣分和部件共计扣分同时限定在注意状态范围内时，可以认定该设备为注意状态;任何一个状态量单项扣分和部件共计扣分达到异常状态或严重状态时，可以认定该设备为异常状态或严重状态。也就是说当所有的设备部件评估判断均为正常状态时，则整体评估该设备为正常状态;当该设备任何一个部件的状态为注意状态、异常状态或严重状态时，则对该电力变压器的整体评估判断为其中最严重的状态。整体评估总评分为各部件总扣分之和。

表1 电力变压器部件状态与评估扣分对应表

3 电力变压器状态分析与评估方法实例运用

3.1 实例一110kV箭盘站#1主变状态分析与评估

表2 110kV箭盘站#1主变设备铭牌

110kV箭盘站#1主变于1994年6月1日出厂，同年投入运行，根据《电力变压器检修导则》相关规定，电力变压器在首次投入运行五年后需大修一次，大修后每运行十年需大修一次，该电力变压器于1999年开展了第一次大修，按规章制度，该电力变压器应于2009年开展第二次设备大修工作，目前该变压器运行状态良好，根据历史技术资料，未出现家族缺陷及各类设备事故。技术人员参照电力变压器状态分析运行巡视方法结合日常巡视对该设备进行了缺陷分析，共发现如下缺陷:变压器散热器蝶阀阀芯轻微渗油、变压器油试验氢气含量180μl/L、变压器本体呼吸器硅胶变色。2009年2月24日，技术人员对110kV箭盘站#1主变开展了预防性试验，试验数据无异常，设备合格。

根据电力变压器状态分析运行巡视和高压试验方法，可以获得该设备开展状态评估的各种状态量，根据状态量，我们可以开展对该电力变压器的状态评估。观察设备运行分析发现的三个缺陷中，第一、二个缺陷属于设备状态评估的状态量，第三个缺陷属于临时性轻微缺陷，不计算在内，根据高压试验结论，该设备试验数据无异常，对照电力变压器部件状态量扣分标准如表3。

表3

对该电力变压器部件状态与评估扣分分析评估如表4。

表4

结论分析:从状态评估的分析中可以观察到，该电力变压器各部件状态量均处于稳定且在规程规定的标准值以内，属于正常状态，故该电力变压器整体状态评估结论为正常状态，依据状态评估与状态检修的发展理论，可以延迟进行大修，继续保持稳定运行，直至出现相关缺陷导致设备评价处于异常或严重时，方开展大修。

但由于各种原因，该电力变压器于2011年开展了设备大修，大修检查及处理情况显示出该设备在大修前状态基本良好，具备可持续运行能力，充分印证了电力变压器状态分析与评估方法的有效性和可操作性，具有一定的研究意义。

3.2 实例二110kV新风站#1主变状态分析与评估

下面，将运用实例二110kV新风站#1主变为例，开展对电力变压器状态分析与评估方法进行运用，并在设备大修后对状态分析与评估的方法进行验证。

表5 110kV新风站#1主变设备铭牌

110kV新风站#1主变于1987年3月1日出厂，同年投入运行，于1992年开展了第一次大修，2002年开展了第二次大修，按规章制度，该电力变压器应与2012年开展第三次设备大修工作，目前该变压器发现多起缺陷，但仍然正常运行，根据历史技术资料，未出现家族缺陷及各类设备事故。技术人员参照电力变压器状态分析运行巡视方法结合日常巡视对该设备进行了缺陷分析，共发现如下缺陷:变压器箱盖侧面手孔法兰轻微渗油、取变压器油样试验油击穿电压为33kV、变压器本体呼吸器硅胶变色、变压器套管瓷套外表面明显积污，出现爬电现象、变压器有载分接开关切换次数超过厂家规定检修次数未进行检查(检修记录显示)、变压器有载分接开关齿轮箱出现渗漏。2011年8月21日，技术人员对110kV新风站#1主变开展了预防性试验，试验分析结论B相套管电容值偏差较A、B相大，但与历年数据相比较无明显变化，B相套管油色谱数据无异常。设备合格。

根据状态量，我们可以开展对该电力变压器的状态评估。观察设备运行分析发现的六个缺中，第一、二、四、五、六个缺陷属于设备状态评估的状态量，第三个缺陷属于临时性轻微缺陷，不计算在内，根据高压试验结论，该设备试验数据B相套管电容值虽有异常，但与历年数据相比较无明显变化，B相套管油色谱数据无异常，故而判断该试验数据异常不属于评估状态量。对照电力变压器部件状态量扣分标准如表6。

表6

对该电力变压器部件状态与评估扣分分析评估如表7。

表7

结论分析:从状态评估的分析中可以观察到，虽然该电力变压器还在运行，但各缺陷按评估方法综合分析后，部件中的本体、套管处于注意状态，需要进一步监控，分接开关属于严重状态，需要尽快安排停电检修，因分接开关属于严重状态，故该设备整体评价为严重状态，因距离原设备计划大修时间仅差一年，故可建议立即开展大修，消除设备缺陷。大修检查及处理情况也显示出该设备在大修前已处于较严重的状态，特别是有载调压开关系统已出现严重缺陷，如不进行检修，将可能造成设备事故，因此，本次实例电力变压器再一次印证了电力变压器状态分析与评估方法的正确性，具有很强的可操作性。

4 电力变压器检修经济最优化

根据建立的电力变压器检修经济分析模型，我们将实例设备110kV箭盘站#1主变与110kV新风站#1主变的经济运行情况进行对比，找寻最优检修方式，建立检修经济分析模型。按照《电力变压器检修导则》规定，电力变压器在首次投运后五年内应进行一次大修，大修后每运行十年需要大修一次，如变压器出现短路冲击或严重漏油，则考虑提前大修。按照这个理念，我们将论文中电力变压器的一个阶段标准运行时间定为十年，低于十年为提前大修，高于十年为延迟大修，具体阶段运行时间为设备由上一次大修至下一次大修实际时间年限，用字母N表示。电力变压器大修的成本工程材料费用字母A表示，项目人工费用字母B表示，工程车辆费用字母C表示，设备检修费用字母D表示，其他杂税费用字母E表示。同时，引入一个电力变压器的检修经济比因数的概念，用字母J表示，该因数由设备检修所花费的成本与电力变压器阶段运行时间的比值组成，可以通过数据观察到电力变压器在预防性检修和状态检修两种制度下年检修花费成本，具有一定经济意义。

J=(A+B+C+D+E)/N

4.1 110kV箭盘站#1主变经济分析情况

110kV箭盘站#1主变于1994年6月1日出厂，同年投入运行，1999年开展了第一次大修，如按照计划检修则该电力变压器应于2009年开展第二次设备大修工作，采取状态分析及评估后，于2011年开展了设备大修，修理过程中发现设备无影响运行的重大问题，现分别计算电力变压器的检修经济比因数进行对比。

(1)计划检修模式下

(2)状态检修模式下

4.2 110kV新风站#1主变经济分析情况

110kV新风站#1主变于1987年3月1日出厂，同年投入运行，1992年开展了第一次大修，2002年开展了第二次大修，按规章制度，该电力变压器应与2012年开展第三次设备大修工作，但采取状态检修后，该设备于2011年开展设备大修，修理过程中发现设备存在重大隐患，现分别计算电力变压器的检修经济比因数进行对比。

(1)计划检修模式下

(2)状态检修模式下

4.3 经济分析及结论:

从110kV箭盘站#1主变的经济分析结果上可以观察到，计划检修模式下检修经济比因数大于状态检修模式下电力变压器的年检修花费成本，从技术分析得知，该设备在检修前处于正常运行状态，故可以初步认定状态检修在设备正常运行时检修经济性要高于计划检修。

从110kV新风站#1主变的经济分析结果上可以观察到，计划检修模式下检修经济比因数小于状态检修模式下电力变压器的年检修花费成本，但从技术分析得知，该设备在检修前处于严重状态，随时可能发生设备故障，如果按计划检修模式一年后再开展大修，则可能发生重大设备事故，损失金额远大于检修花费成本，故可以初步认定状态检修在设备存在重大运行隐患时安全性和经济性均高于计划检修。

结合两台电力变压器的经济分析结果，综合对比可以得出结论，对电力变压器开展状态分析与评估，实施状态检修无论从安全性和经济型都高于计划检修，可以节约大量的检修成本，减少停电时间，提高设备的可靠性，避免设备事故的发生，从安全的角度最大限度的提升了企业的利益。

5 结束语

近年来，随着电力工业的发展，电力企业对电力设备的检修成本经济效益将会更加重视，电力设备检修方式从过去的计划检修向状态检修发展势在必行，而发生转变的关键在于设备状态分析评估的有效性、安全性和可操作性，可以展望，在未来的电力设备检修发展中，电力设备，包括电力变压器状态分析与评估一定会成为发展的趋势，为我国电力工业的稳定安全运行做出更大的贡献。

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