35kV油浸电力变压器故障诊断及检修技术分析

国网亳州供电公司 曲鸿春 刘 邦 冯 豆 李 强 张 赫

35kV油浸电力变压器是电力系统中常用的变压器（如图1所示），近年来伴随着电气系统中的通信方式与技术、计算机互联网技术的发展和进步，生产力水平不断提高，整个社会和生活中的用电需求和用电安全要求不断提高，如何更加科学合理地促使35kV油浸电力变压器更好地为电力系统服务成为当前有关行业和学界关注的问题。因此，检修人员应当在诊断故障之前对其进行科学评估，预测和减少故障发生的可能性，并采取相应的技术进行检修，使得电力变压器等相关设备能够高效运行，为人们的用电安全提供保障。

图1 35kV油浸电力变压器模型图

1 35kV油浸电力变压器经常出现的故障问题类型

1.1 热干扰性质故障

变压器相当于一种绝缘材料所制的保护层，其主要作用是在线圈组之间以及铁芯、油箱（如图2所示）之间形成保护机制。变压器要承受巨大热量，因此其过热是常见的故障。过热会造成绝缘液（绝缘纸）、胶垫等绝缘材料难以承受热效应而迅速老化，进而危及内部核心设备的运行。据研究显示，热干扰性质故障主要有发热型故障、散热异常引发的故障，究其原因，主要是金属零件接触过热，引发了铁芯局部过热、金属部件接触不良等故障。

图2 35 kV油浸电力变压器油箱

1.2 电干扰性质故障

电力变压器必然会出现电干扰性质的故障，通常情况下，电力变压器的使用时间一长，电气电压和绝缘材料就会发生老化问题，主要体现为电弧、火花和局部放电故障等类型。这几种放电故障类型的表现形式有所区别，电弧放电主要由线圈和层间绝缘组成，这种故障类型属于高能放电类，故障出现时，气体排放速度加快，气体排放量也会增大[1]。

图3 铁芯结构图

火花放电故障类型主要体现在分接开关故障、与接地铁芯接触不良，进而造成发电的断续性。局部放电故障类型体现在会根据放电的严重程度排出不同的气体，气体的主要成分是氢和甲烷。局部放电故障时，乙炔的含量与故障严重程度呈正相关，但其在碳氢化合物总含量中所占的比例较低，几乎不会超过2%。鉴于此，电检人员发现变压器出现问题时，首先要考虑绝缘部分的完整程度和耐热情况，运行中的绝缘材料遭到破坏会造成较高的经济损失与较多的返工作业量。

1.3 气体干扰性质故障

35kV油浸式电力变压器绕组内引起短路，就会加速滑油的分解，造成大量可燃气体逸出，而且这种可燃气体大量堆积在变压器油箱中，导致油箱油面迅速降低，发生漏油等情况。假如电检人员没有及时更换变压器绝缘物质，其老化程度会不断加快，变压器部分零部件会由于过热的气体发生降解。铁芯作为关键零部件，一旦出现问题就会快速提高机油温度，导致油箱内的油蒸发。进而引发一系列问题，比如跳闸、瓦斯保护动作等[2]，但是不排除气体保护系统自身出现的故障问题，但是首先要确保第二回路本身接地，这时变压器是正常稳定的。

1.4 人为因素

35kV油浸式电力变压器维保检修工作对技术人员的专业素质要较高的要求，不仅需要其具备专业知识和良好的身体素质，而且还要具备自觉好学、爱岗敬业的个人品质。但是，部分技术人员消极怠工、不思进取，责任意识不足，还有一部分技术人员专业程度不够，无法胜任维保工作，需要进行相关职业培训。专业素质不强、责任意识不够的技术人员不仅会浪费企业的资本而且还容易给机电设备维修、运转带来安全隐患。另外，在变压器日常检查中，包括检查设备的外观、指示计等是否异常，线路是否断路，元件是否松动等，在发现异常情况时需要立即进行排查，找到问题根源。

2 35kV油浸电力变压器的故障检修技术

当前，35kV油浸式电力变压器的检修工作基于现代机电设备维护管理系统的监管，主要是通过相关数据的采集和设备故障的处理来进行的，该项操作的执行需要操作人员明确系统中的各项功能包括清洁、加油、调整等。一般来说，该系统由一线作业人员、技术人员和主管组成，共同完成机电设备的维护保养工作。首先，检修人员制定检修计划。主要负责编制和修订作业计划，准备好施工作业的工具并组织相关培训；其次，作业人员进行故障检修，如有需要可以领取物料更换备件；最后，技术人员对维保工作进行监督，收集相关数据并进行分析。主管人员主要负责相关文件审批，调配人力物力资源，监督和故障检修工作与其他工作的协同作业。

2.1 预防性检修技术

35kV油浸式电力变压器由于长时间的使用，以及保养工作不够到位细致，容易磨损老化、出现故障。以往的机电设备维修是将设备拆卸，待检测站检修后才对设备进行专业化的维修操作，在一定程度上对设备造成了二次伤害，并且浪费时间，增加企业或单位的生产、运营成本。造成该故障的原因的多样的，在处理故障之前要先找到故障出现的具体原因以便“对症下药”。一些企业或单位没有按照35kV油浸式电力变压器自身的磨损情况和运行规律进行定期的维修，盲目按照说明书规定或是经验对其进行检修，这样反而更容易加速设备老化。在维修过程中，设备相关数据不是一成不变的，需要根据实际情况来调整[3]。

因此，要对机电设备的使用情况进行详细的记录，定期维修，预防故障的发生。另外，还要根据35kV油浸式电力变压器的相关技术与设备的不同，对其进行周期性维修，能够预防安全隐患和故障，根据设备使用情况可以分为大修、中修、小修等形式。当检修工作接近尾声时，还要对变压器检修工作质量进行评价，并记录在册，当出现特殊问题时，要有的放矢。事后维修是一种不在计划内的维修，当设备发生故障后，交由维保技术人员检测和维修。这种维修方式比较被动，不利于大型机电设备的维保，适用于应对突发状况

2.2 对故障检修进行分类

在制定35kV油浸式电力变压器检修计划后，技术人员还要依据不同的分类标准对变压器故障检修进行分类。通常检修人员会分为停电检修与通电检修两种类型，停电检修对检修工作的影响相对较大，但是在停电情况下能够保证工作人员的安全。通电检修工作相对比较复杂，可以根据故障类型和故障严重程度细分为整体性、局部性的解体检修、直接性检修这三种类型[4]。依照影响程度不一，整体性解体检修还是需要关掉电源进行操作，检修工作完成以后一般采用备用设备进行继续供电。相对来说，局部性解体检修比较容易，首先要确定检修的设备部位，然后准备好替换材和局部配件，在保证安全的情况下进行维修或者替换，除了会增加维修成本外，还能在一定程度上提高电力系统的工作效率。三种检修类型中，直接性检修是最具有针对性的，是一种直接对受损元器件进行替换或者检修的维修技术。

2.3 变压器在线检修技术

变压器在线检修技术涉及专业和学科较多，因此要从以下两个层面来阐述。

一是局部放电在线监测技术。变压器常见的故障主要有呼吸器堵塞、油位计堵塞、密封胶圈老化、开关接触不良等[5]。出现这些损坏和问题的诱因比较复杂，总体上可以分为内因和外因，局部放电在线监测技术主要是针对变压器内部出现的细节问题而造成的故障。该技术能够较大地提高变压器内部检查的质量，而且还能够降低变压器检修的资金费用。如对胶垫的检测方式见表1。

表1 胶垫油煮法检测方式

二是油中气体分析技术。变压器能够溶解于油中的气体，因此该检修技术的具体使用基于对油中气体的分析结果，先找出变压器的损坏和故障原因，并且制定相关计划，采取针对性检修技术对其进行检修。该技术能够在变压器检修中深入了解变压器的工作状态，并根据变压器运行状态与油中气体渗入量进行较为精准的判断。以往的人工监测过程中常出现多次检修却查不出问题的情况，油中气体分析技术的应用能够从根本上解决油浸变压器故障问题。

表2 胶垫燃烧法检测方式

3 结语

综上所述，35kV油浸电力变压器是电力设备的“保护伞”，工作人员应当对“保护伞”进行故障检测以及维修工作，确保35kV油浸电力变压器发挥其效用和价值，促进电力系统的高效运行。最后应当指出，故障诊断工作必不可少，并且要对故障出现原因进行科学分析，只有对症下药，使用针对性的维护技术才能够有效解决35kV油浸电力变压器内部故障，并且还能够保持变压器平稳运行。与此同时，相关技术人员的理论知识和修理技术也要提高，保证35kV油浸电力变压器正常运行，促进电网能够安全使用。