大型电力变压器的检修与运行维护

2021-12-10刘斌斌

电气传动自动化 2021年5期

关键词：技术人员套管变压器

刘斌斌

（国家能源集团内蒙古呼伦贝尔发电有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021000）

随着我国电力事业的不断发展，供应规模和电站建设数量都有明显提升，而许多电力设备和变压器在长时间运行过程中会逐步出现老化、损坏等问题。必须要重视日常巡检和排障工作的开展来规避电力事故和经济损失，不断提升电力资源行业的服务水平和质量保障。

1 大型电力变压器的运行故障概述

1.1 绕组绝缘损毁

在电力系统运行过程中，变压器的绕组是实现电压调节的重要环节，绕组外侧包裹绝缘橡胶层可有效避免线圈之间产生电磁干扰等问题。在高压运行负荷的影响之下，有些绝缘层存在着的击穿风险，特别是老化、损坏的部位更容易出现击穿，甚至可能引发爆炸和火灾等安全事故，这是一种很危险的运行问题。大型变压器内的绕组线圈间隔位置十分紧密，一旦出现内部损毁会在高压电路的影响之下产生电弧，而这些放电电弧的温度极高，可达到3000℃，极易造成变电站内的火灾事故［1］。

1.2 管套闪络故障

闪络故障主要发生在变电器的套管内，由于外层套管的密封性不严而造成的渗水引发爆炸事故。套管的连接处很容易出现渗漏和破裂的问题，也是变电器故障当中较为常见的事故之一。在长时间运行中，内部的油纸或油液会受到高温环境而出现碳化和积垢的问题，在遇到电火花后会造成电闪和爆炸。这类闪络故障经常发生在电容式的套管构件中，特别是在长时间使用过程当中，套管的绝缘效果出现了退化问题，一些小的电磁和火花都可能会出现绝缘套管击穿问题，是造成变电器起火事故的重要原因之一。部分套管的生产质量存在一定隐患，在安装过程当中没有及时进行质检，也可能会导致运行过程当中的潜在故障。

1.3 系统过热故障

由于大型变电站内使用到的变压器需要承载的电力系统负荷较大，在长时间运行的过程当中很容易出现系统过热的问题，并由此带来一系列的潜在故障和隐患。电线过热会造成线路当中的涡流和环流问题，这对于保障高负荷的电力资源稳定输出会产生一定的限制影响，用户接收到的交流电转换也可能会存在质量下降的问题。在线圈和电线的内部有金属材料完成导电，但在高温环境下这些材料的物理性能可能会出现一定的变化，造成线路阻值上升的问题，在高压和远距离传输的过程当中会有许多电力损耗发生在线路上，造成了电力企业系统运行成本上升的现象［2］。

2 变压器故障检修技术分析

2.1 在线运行检测

在不断打造智能电站的大背景之下，对于监测和集控系统的有效运行，能够更好地帮助技术人员分析变电气运行过程当中的部分潜在故障，充分结合运行数据信息进行高效的分析判断，实现更加精确的故障定位和及时排除。这些传感探测设备在进行电网安装时需要进行同步建设和测试，确保变压器内的零件和设备信息能够精确有效地通过通信系统传回到中控平台内，不断提升电网系统的智能化建设水平。在智能电站系统的建立当中还应用了软件分析的方式对这些回传数据进行自动化的对比和校验，针对一些超出预设的安全阈值参数会进行预警和标红，确保技术人员能够快速掌握变压器的故障问题并做好应对和处理，变压器在线检测系统如图1所示。

图1 变压器在线检测系统

2.2 设备状态检测

在进行变压器设备的状态检测时，主要依靠传感器、变送器和开关量三方共同作用确保信息的有效采集和传输。传感设备的检测内容较多，需要根据需求灵活分布在变压器和电路系统当中，并自带定位回传的功能确保技术人员在中控平台内能够有效检测到不同设备的回传数据。在大型电力变压器的运行当中需要多路转换来避免采样信息出现信号变形等问题，并利用模数转换的方式对其进行有效处理，能够以最简洁的方式使数据信息，通过CPU和接口进行通信发射。在整个运行过程当中传感器能够精确探测到变压器的运行温度、电力参数、绝缘性能等多方面的数据信息，配合色相频谱分析的方式对变压器内的油液进行有效分析，更好地保障了技术人员获取变压器状态参数的全面性和精确性，设备状态检测流程如图2所示［3］。

图2 设备状态检测流程

2.3 停电维修检测

在停机检修之前，要求技术人员制定科学的工作方案，明确停机的具体时间段。可结合前期采集到的设备运行信息进行故障范围的预判，确保能够及时发布停电通知和影响范围，不断提升变压器的维修检查效率［4］。变压器的运行环境也会对其寿命、检修周期等造成一定的影响，在确定监测间隔、内容等过程中必须要保证因地制宜，如在潮湿、炎热的环境下就需要适当缩短周期，确保满足变压器的运行需求。同时根据油样分析和运行状态情况，进行变压器油滤油工作，提高变压器油质量，同时配合停机检修试验来查找变压器可能出现的运行故障，及时发现、及时消除运行隐患和可能出现的故障。

2.4 日常巡视检查

在巡视检验当中，技术人员要先通过观察的方式查看变压器和其他元件设备是否存在异常振动、升温和指示灯报警的情况，可通过红外仪、温度计等进行有效探测。这些故障类型较小且极易发现，但需要技术人员更加耐心细致避免有遗漏情况。部分设备运行故障的检验测试周期较长，技术人员需要详细进行每次巡检到工作记录并进行签字确认，便于在故障出现时能够按照时间阶段进行有效查看，对快速定位和及时排障具有积极意义。变电器的巡视检查工作类别较多，要求设计检修登记表来进行逐项排查和确认，能够更好地规避部分附属设备检修遗漏等问题。同时做好变压器的定期工作，包括定期测量铁芯接地电流、中性点接地电流、定期取油样进行分析、定期测量温度、振动等工作。

3 变压器运维诊断的重要对策

3.1 漏油故障诊断

变压器内有绝缘油，一旦出现渗漏或挥发时极易产生火灾和爆炸事故，必须要做好漏油故障的诊断和定位，避免不安全事故的发生。油箱周围是出现漏油点的高发区域，技术人员需要着重关注油箱的接口和周围，明确渗漏点并及时进行补焊处理，确保经过密封测试后可再次投入使用。在变压器油循环的过程当中经过防爆管，在管道中也有可能会出现渗漏问题［5］，在处理漏油时需要将管道进出阀门关掉再进行拆除，确保管道压力正常无渗漏，可有效控制油液渗漏问题。在变压器的运行过程当中，油液的渗漏是一项较为常见的污染缺陷，严重时存在着火和爆炸不安全事故，必须要引起技术人员的重视［5］。

3.2 接地故障诊断

接地系统能够更好地维护变压器设备在高压运行的状态之下保证电力参数的稳定，更好的提升变压器运行效率，是在运维诊断过程当中需要着重关注的环节。变压器处得接地设计主要依靠铁芯实现多级接地，在线路连接时要注意区分接电线的回路情况，避免随意剪切后造成接地线连接故障或隐患问题。技术人员可以将供电线直接连接在铁芯处，在电力回路的冲击之下能够将多余的地线烧毁，有效避免了随意剪切或多处接地情况下造成的一些安全隐患问题。在变压器地接地处理当中要注意对技术人员的安全予以有效保护，在严格断电的情况下对电路回路进行检验和诊断，并确保在佩戴合规的绝缘装备后才能够进入到变压器的电力线路系统当中。

3.3 升温故障诊断

由于变压器的升温故障而造成的安全影响很大。在进行运维诊断时要着重关注变压器的接头连接处是否存在异常升温，应避免铜或铝质材料在高温环境下出现电解或其他问题。技术人员在变压器的线路连接检修时可使用专业的工具对接头线路进行剪切处理，确保剪切后的电线平面干净整洁，将导电膏涂覆在线路上后进行重新通电测试，一般可正常恢复线路连接［6］。在变压器周围要安装对应的散热装置来避免高压线路和绕组线圈出现局部升温问题，在定检巡视时技术人员也要关注这些散热装置的运行状态，确保整个变压调控系统都能够稳定安全的运［7］。在变压器的升温故障诊断当中要使用专业且精确的温度探测仪器来进行检验，包括了温度计和红外探测仪等，线路和设备中不同区域的温度都需要进行详细记录，以确保故障诊断的有效性。

3.4 优化队伍建设

变压器的故障检验和巡视排查是一项较为复杂且专业程度偏高的工作，电力企业也要重视内部工作团队的有效建设，确保日常检验工作开展的效率和质量。维修人员在工作前，必须要明确变压器的输配负荷情况，从参数统筹的角度出发确定变压器的日常运行数据范围，使智能化电站监测系统的分析结果更具有参考价值，有效减轻技术人员日常的工作量。