变压器类设备状态评价方法及应用分析

李晓纲 李予全 王 伟 郑含博

（国网河南省电力公司电力科学研究院，河南 郑州 450052）

随着电力技术水平的进步，电力系统运维、检修模式由过去的定期检修、例行试验和事后检修相结合的模式逐渐转变为状态检修模式。通过加强对输变电设备状态的检测和监视，能够提高设备的运行可靠性，保证电网安全稳定运行，而状态检修的核心是及时准确地评价设备的状态，根据设备状态评价的结果安排检修，进而指导运维单位的技改、大修计划的制定。因此，设备状态评价工作在整个运维检修体系中起到了至关重要的作用。状态评价以定期评价和动态评价相结合的方式开展，以相关评价导则为依据。本文以某变电站变压器状态评价为例，从实际应用出发，详细地阐述了变压器状态评价的方法及对评价结果的应用分析，为变压器的运行维护提供了指导和依据。

1 设备状态量收集

按照相关设备状态评价导则和状态检修相关标准，在对变压器进行状态评价前，应尽可能收集变压器的所有状态量，包括投运前信息、运行信息、检修试验信息及其他信息等四类信息［1-3］。经过对某变电站主变状态量的收集，作者了解到如下信息。

主变台账、监造报告、出厂试验报告、交接试验报告、安装验收记录、新扩建工程有关图纸；日常巡视、维护、运行记录、缺陷记录、消缺记录；例行试验报告、在线监测和带电检测数据以及经历不良工况信息等。

2 变压器状态评价的全过程

设备状态评价采用动态评价和定期评价相结合的方式，即每次获得设备状态量后，均应根据状态量对设备进行评价，并保证对设备的总体评价每年至少一次，设备定期评价一般安排在年度检修计划制定之前［4-6］。图1为变压器状态评价全过程。

变压器的状态评价以台为单位，状态评价即以评价导则为标准对每台变压器进行评分的过程。从三组避雷器的投运前的信息笔者可以掌握：花1#主变压器为上海阿海珐变压器有限公司生产，设备型号ODFS-250000/525，电压变比525//230//36；花3#主变压器为广州西门子生产，设备型号ODFS10-250000/525，电压变比525//230//36。

变压器状态评价按照设备部位分为：变压器本体、变压器套管、冷却器系统、分接开关、非电量保护［7-9］。

图1 变压器状态评价全过程

按照状态量类型分为：家族缺陷、试验、运行巡检三类信息。

2.1 家族缺陷

根据两组主变的生产厂家以及出厂序号，另外查阅各分部件的出厂信息均不属于已认定家族型缺陷的设备，因此在该环节未出现扣分项。

2.2 试验状态量

首先查阅两组主变的出厂试验报告，两组主变的出厂试验报告及技术文件均符合相关标准；检查两组主变的交接试验报告也未发现异常情况；例行试验数据也属于正常范围。因此按照Q/GDW 169-2008《油浸式变压器（电抗器）状态评价导则》，变压器状态评价试验部分没有出现扣分项。

在评价中发现花#3主变曾经经历过出口短路故障，通过查阅其出厂资料中的抗短路能力计算报告书，发现此次短路电流超过其允许最大短路电流的90%，应按照评价导则扣分：基本扣分×权重系数=10分。但根据要求在次变压器经历短路故障后进行了色谱、频率响应、短路阻抗、绕组电容量等诊断性试验，未发现异常，因此在本次评价中试验项目不进行扣分，且上述所扣10分也予以清除。

2.3 运行巡检状态量

变压器设备的状态评价针对运行巡检环节需要按照设备各部位有针对性地进行，并配合巡视记录、检修记录及主控室相关数据综合对比，完成状态评价工作。

2.3.1 变压器本体

对某变电站两组主变进行运行巡检的状态量评价时，按照评价标准打分表进行相关状态量确认。评价过程中发现花#1主变A、C两相呼吸器存在渗油现象，标准描述为呼吸器油封异常，属于II级劣化，如图2所示，应按照评价导则扣分：基本扣分×权重系数=8分。

图2 500kV花#1主变A相呼吸器油封渗油情况

评价过程中发现花#1主变B相呼吸器存在硅胶变色的情况，正常情况下带有水分的空气从变压器（电抗器）呼吸器下部进入，经硅胶干燥后进入油枕，因此，呼吸器内下部的硅胶先吸湿变色。当呼吸器上部或其与油枕间的连管密封不良时，带有水分的空气将不经过呼吸器而直接进入油枕，水分仅使呼吸器内上部的少量硅胶变色。此时，呼吸器的干燥作用也将失去。因此，在评价导则中规定扣分情形为：硅胶潮解变色部分超过总量的2／3或硅胶自上而下变色。对于此台主变应按照评价导则扣分：基本扣分×权重系数=8分。现场记录照片如图3所示。

图3 花#1主变B相呼吸器硅胶变色情况

2.3.2 变压器套管

变压器套管运行巡检所需确认的状态量主要为：外绝缘是否满足要求、外观是否完整、油位异常状况［10］。

根据该变电站所处污秽等级分布图情况，该处污秽等级为d级，查阅变压器套管绝缘爬距为3.1cm/kV，满足外绝缘要求；现场观察套管完整性和油位情况，均未出现异常扣分情况。

但在进行红外测温时，红外图谱如图4所示。发现花#1主变C相套管头出现过热情况，其中套管接头最高温度达到42.7℃，而此时环境温度为3℃，按照DL/T 664-2008《带电设备红外诊断技术应用导则》的规定，计算相对温差为80%，对照电流致热型设备缺陷诊断判据，此缺陷为严重缺陷。

参照评价导则的规定，该相变压器套管处于IV类劣化程度，标准描述为：接头发热或套管本体温度分布异常，对于此台主变应按照评价导则扣分：基本扣分×权重系数=30分。

图4 #1主变红外测温

表1 红外测温计算表

2.3.3 冷却（散热）器系统

变压器设备冷却系统状态评价主要关注三方面内容：电机运行、控制系统和渗漏油情况。风机、油泵、水泵状态必须保持良好，才能保证冷却系统的顺利工作；控制系统作为冷却系统的核心，为保证冷却装置的可靠运行，需要为冷却系统配备两套独立的电源装置和控制系统，并定期切换，保证两套电源均处于正常状态；渗漏油情况主要检查潜油泵的负压区，由于油泵负压区气压较低，若出现渗漏油情况，在日常运行中外围潮气易进入油循环系统，因此，负压区的渗漏油必须引起注意。

对该变电站主变压器进行状态评价过程中未出现冷却器系统的扣分情况。

2.3.4 分接开关

分接开关在状态评价导则内分为：有载调压开关和无励磁调压开关两类不同的评价标准［11］。该500kV变电站主变压器为无励磁调压方式，主要关注档位指示情况是否清晰；而针对站内35kV站用变系统，为有载调压方式，按照评价导则对其进行评价，关注有载分接开关油位、渗漏油、呼吸器等外观检查，另外还应对照检修试验记录和运行记录，检查变压器分接开关动作次数是否超过厂家规定次数。该变电站35kV站用变状态评价中主要发现有载分接开关呼吸器硅胶变色和渗漏油情况，动作次数未超标。对于此台主变应按照评价导则扣分：基本扣分×权重系数=8分。

2.3.5 非电量保护状态量

图5 历史最高温度指针失灵

图6 绕温读数低于油温读数

图7 主控室和现场油温计读数不一致

关于变压器设备状态评价非电量保护状态量主要包括：温度指示情况、油位指示情况、压力释放阀、油流继电器、远方就地指示一致性情况。在对该变电站变压器进行评价过程中发现#1主变存在绕温表、油温表以及远方就地指示一致性存在缺陷，其中油温表出现历史最高温度指针失灵、绕温读数低于油温读数、主控室温度与现场指示不一致等情况。具体情况如图7所示。

3 状态评价结果及检修策略制定

3.1 状态评价结果

根据变压器评价导则相关规定，各部位评价标准如表2所示。

表2 各部位评价标准

以#1主变C相为例填写状态评价表如下所示。

评价指标状态定级合计扣分/单项扣分本体正常状态8/8套管严重状态30/30冷却系统正常状态0/0分接开关正常状态0/0非电量保护正常状态0/0

其他变压器分别对照评价导则进行状态定级。

3.2 检修策略制定

状态评价工作的最终目的是利用状态评价结果指导状态检修策略，方便运维单位科学合理的安排检修［12］。根据该变电站变压器设备的状态评价综合情况，提出合适的状态检修策略。由于该变电站变压器设备状态评价结果除#1主变C相套管出现严重状态外，其余设备均为正常状态，因此针对其他设备提出C类检修建议。

3.2.1 呼吸器问题

针对呼吸器渗漏油问题，检查渗漏油原因，对存在缺陷呼吸器油杯进行更换；硅胶变色情况严重的应及时更换硅胶，自上而下变色的呼吸器初步判断存在上部漏气情况，应安排检修更换。

3.2.2 油温指示问题

针对部分油温表读数不准确，需进行更换；针对主控室与现场读数不一致问题，应检查信号传输及数据显示问题，保证信号传输可靠准确。

关于处于严重状态的#1主变C相套管，根据现场红外测温以及历史检修记录判断为套管接头与引下线之间接触不良造成过热，由于当时处于冬季，用电负荷没有达到很高水平，建议运维单位在夏季用电负荷到来前进行停电加固，保证迎峰度夏期间变压器设备的安全。

4 结束语

变压器作为电力系统中最重要的设备，对整个系统的可靠供电有着极其重要的作用，在日常运行维护中充分利用各种方法掌握变压器设备的运行状态，对其进行状态评价，是消除变压器安全隐患和保证设备安全运行的重要手段，为实现变压器状态检修工作提供了科学的指导。应将变压器设备状态评价工作逐渐规范化、常态化，培养专业人才，深入分析评价结果，保证变压器设备的全寿命周期管理，为制定科学合理的技改大修计划提供支撑。

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