干式变压器的维护与管理

2020-10-26洪显文宋伟男

通信电源技术 2020年13期

邵安，洪显文，徐俊，李爽，宋伟男

（中国邮政储蓄银行股份有限公司，安徽合肥 230000）

0 引言

变压器负责电压性能的转换，从而满足设备对电压的要求。它主要包括铁芯和绕组两部分。同一铁芯通常绕有两个或两个以上绕组，绕组与绕组之间通过交变磁场相互关联。值班人员应定期巡视检查运行中的变压器，严格监视运行参数，掌握变压器的运行状况，按规程进行维护保养，发现问题及时诊断或解决，使变压器在安全可靠的情况下运行。

1 变压器的维护

变压器运行维护包括日常维护、预防维护以及故障维修3个方面，目的是保障变压器处于良好的运行状态，有效避免和解决各种故障，提高供电质量。维护内容主要包括：防止变压器在运行过程中过载；防止变压器的绝缘部分出现老化或损坏；防止变压器遭遇雷电袭击；保障变压器工作性能良好；保证变压器短路保护功能完善；防止变压器在温度异常的情况下运行。为了有效提高变压器的运行性能，延长其使用寿命，必须围绕上述维护内容选择科学的维护方法。

1.1 变压器的日常维护

日常维护是指日常必须对变压器及其附属设施的巡视检查，主要内容如下。

1.1.1 看

变压器室环境是否良好，如门、窗、照明、环境温度、环境湿度、水浸、烟感、通风以及杂物等；观察变压器可见部位的外观变化，判断是否有异常现象，如变色、变形、位移、破裂、松动、打火、冒烟、断股断线以及闪络痕迹等；观察现场监视仪表是否有告警，功率、电压、电流等参数一旦超出范围会及时预警；查看对变压器温升实时监测的温控装置是否正常。

1.1.2 听

变压器正常运行声音为均匀持续的嗡嗡声。若嗡嗡声变得沉重且增大，但声音仍是连续的，则表明变压器过载，这时可通过开启冷却风扇、变压器室门以及房间排风扇等冷却措施，增强冷却效果，同时适当调整负荷。若声音尖锐，说明可能是市电电压过高，可通过供电局侧降压、调节高压分接开关等方式解决电压高问题。若有噼啪放电声，很可能是内部或外部的局部放电所致，需停运变压器，消除故障后再投入使用。若发生不均匀的振动声，可能是某些零部件（如垫块、紧固螺丝等）发生松动，可安排停电进行处理。

1.1.3 闻

变压器及其附属设施的绝缘材料（电缆护套、环氧树脂、玻璃纤维等）一旦过热，会在周围空气产生异味。

1.1.4 触

变压器过度发热和异常振荡可通过接触来感知。

1.2 变压器的预防维护

变压器预防维护主要是在故障发生前，针对变压器可能发生的故障及时采取必要的预防措施，防止故障对变压器的运行状态造成影响。可见，对变压器采取适当的预防维护措施能够有效排除故障或隐患。

变压器预防维护内容主要包括以下内容：

（1）确保变压器防雷措施完善，防止雷击损坏变压器；

（2）变压器运行过程中做好容量预警管理，防止变压器超负荷运行；

（3）严密管控变压器温度，一旦温升异常，需及时干预，采取相应的冷却措施；

（4）按规定定期对变压器进行预防性试验[1]，具体如表1所示。

表1 预防性试验的相关内容

（5）定期更新变压器设备故障应急操作规程并组织应急演练，确保设备供电不间断。

1.3 变压器故障维修

故障维修是针对性解决或消灭变压器本身的弊病，从源头上彻底消除变压器隐患，对变压器性能提升起直接作用。常见的变压器故障主要有电磁干扰故障、短路故障以及雷击故障3种。

1.3.1 电磁干扰故障维修

防电磁干扰的最好方法是可靠接地。变压器运行过程中，由于内部绕组缠绕相对复杂，容易产生电磁干扰问题，造成变压器故障时有发生。因此，日常维护中需对变压器做好电磁防护，尽量避免发生此类故障。若一旦发生此类故障，需及时采取应急措施，确保后端设备稳定运行后，根据现场实际情况定位故障，并及时进行故障维修。

1.3.2 短路故障维修

短路故障对变压器的危害相当大。为了防止变压器因短路故障而受损，必须采取一系列针对性的短路防护措施，有效保护变压器运行安全。短路故障过程中，短路电流的巨大冲击可能使变压器受损，所以变压器的短路耐受能力是一项非常重要的参数指标。变压器绝缘包括主绝缘（对地绝缘和相间绝缘）和纵绝缘（层间绝缘和匝间绝缘）两种。绝缘性能下降是导致变压器短路故障最可能的因素，而环境湿度大和绝缘老化是导致绝缘性能下降的主要因素。变压器运行维护过程中，一方面应通过控制环境湿度和保障绝缘性能等手段尽量减少短路故障发生概率，减少变压器受冲击的次数；另一方面一旦发生短路故障，应及时采取应急措施，并根据故障现象定位故障位置准确找到故障点并及时进行修复。

1.3.3 雷击故障维修

若较大的瞬间高雷电电压冲击变压器，部分部件或设备绝缘部分可能会被击穿，从而导致产生变压器雷击故障。因此，必须做好防雷相关预防措施。一方面通过安装防雷设备来旁路雷电流，另一方面将变压器可靠接地，将高雷击电流导入地网，确保变压器本身不受高压雷电的破坏。一旦发生雷击故障，需及时采取应急措施，根据故障现象定位故障位置，准确找到故障点及时进行修复。

2 变压器的管理

以精细化管理为引领，降低变压器运行故障率，有效保障变压器安全、稳定、可靠运行。

2.1 制度管理

定期更新变压器相关维护管理制度，包括但不限于变压器室出入管理规定、安全制度以及安全操作制度等。只有按规范制度执行，才能有效保障变压器运行安全。

2.2 流程管理

定期刷新标准操作流程规范（SOP）、运维保养流程规范（MOP）以及应急处理流程规范（EOP）等变压器相关流程，通过标准化流程明确角色分工，有效把握流程执行的关键控制点，同时确保工作稳定发展，不因个人原因（如休假、离职）导致工作中断或出现错误。

2.3 容量管理

以动环监控系统为依托，通过容量预警机制，使变压器的负载容量比处于安全可控的高效区，提升变压器效率的同时，进一步保障变压器的运行安全。

2.4 温升管理

干式变压器采用空气冷却，其散热靠对流、热传导以及辐射实现，加之空气散热相对能力差，对铁心温升和绕组散热温升影响明显，造成干式变压器散热方面具有复杂性。它的温升除了与铁芯损耗和绕组损耗之和有关外，还和辐射表面的面积有关。气流流经变压器会降低变压器的温度，而降低程度与气流速度有关。所以，气流组织合理、通畅是保证变压器温升不超标的有效途径。因此，需针对不同的变压器设置合理的温升管控机制。一是定期核查变压器运行环境的气流组织情况；二是通过监控平台或现场巡视方式监视变压器温度，并对不同变压器设定合理的温度告警和动作门限；三是对变压器的温升建立合理的预警上报及应急处理机制。不同的温度门限按不同的预警机制进行上报并做响应应急处理，确保变压器温升处于允许范围[2]。