35 kV 油浸电力变压器的故障诊断分析及检修策略研究

郝文康，杨 彬

（国网宁夏电力有限公司超高压公司，宁夏 银川 750000）

0 引 言

我国目前已步入经济高质量发展阶段，智慧化水平不断提升，区域经济发展以及民众日常生活均对电力系统供电稳定性提出了更高的要求，因此电力系统的高质量运行成为当前一大重要研究议题。变压器是电力系统的重要组成部分，对电力系统的高质量运行起着决定性作用。目前，我国广泛使用变压器类型为35 kV 油浸电力变压器，因此研究电力系统的高质量运行需要探讨35 kV 油浸电力变压器的故障诊断与检修问题。在35 kV 油浸电力变压器故障诊断与检修工作中，需要根据实际情况选择适宜的检修手段及适宜的瓦斯保护措施。因为变压器内部存在油状物质与气状物质，所以有必要针对此类物质的动态变化采取有效的控制手段，以准确判断变压器的运行状态。若发现存在瓦斯动作异常状态，工作人员需要及时采取针对性措施，避免安全事故的发生。基于此，文章探讨了35 kV 油浸电力变压器的故障诊断分析及检修策略。

1 35 kV 油浸电力变压器的常见故障类型

变压器是电力系统的电压与能量传输系统，按照冷却方式的差异，主要分为油浸式变压器与干式变压器，其中油浸式变压器的应用较为广泛。油浸式变压器为室外工作，因此易受自然灾害的影响，从而导致运行异常问题的出现。35 kV 油浸式电力变压器的故障主要分为4 类，分别为热干扰性质故障、电气干扰故障、人为故障以及重瓦斯保护措施。

1.1 热干扰性质故障

热干扰性质故障指变压器因过热而导致的故障类型。变压器由绝缘材料包裹而成，而绝缘材料可以起到保护线圈组、铁芯与油箱的作用。如果变压器过热，则会导致绝缘液等绝缘材料在达到特定温度以后因为热效应而出现老化问题，导致保护作用失效，变压器的内部损坏[1]。热干扰性质故障可以根据故障的表现情况分为2 类，一类为以发热异常为主的发热型故障，另一类为以散热异常为主的散热型故障。2 类故障的主要诱发原因大多与金属零件接触有关，例如内部金属部件之间接触不良，导致接触位置过热，进而引起铁芯局部过热故障[2]。

1.2 电气干扰故障

电气干扰故障主要表现为电气电压老化故障以及绝缘材料老化故障，按照能量密度差异可将电气干扰故障进一步划分为电弧放电故障、火花放电故障以及局部放电故障等。通常情况下，电弧放电故障的能量密度最高，为高能放电类故障，主要组成包括线圈与层间绝缘，主要表现为分接开关飞弧、对地闪络故障等。上述故障出现以后，会大大加速变压器的气体排放速度，从而导致整体气体排放量增加，从而形成高能放电。火花放电故障的能量相对较低，此类故障出现的主要原因为分接开关故障或接地铁芯基础不良。此外，变压器内部不同部分间不存在隔离，因此此类故障所释放的气体主要为乙炔和氢气，前者释放的能量相对温和，而后者总含量相对较低，因此不会导致释放的能量过高[3]。局部放电故障通常由于放电的严重差异而出现不同的气体特征，主要产生的气体成分为甲烷和氢气。如果局部放电故障较为严重，还会释放少量乙炔，气体含量随着放电严重程度的加剧而提升，但一般在碳氢化合物总含量中的占比较低，不超过2%[4]。因此，当变压器发生故障以后，首先需要检查绝缘部分是否完好，一旦发生故障，就需要消耗较长时间进行相关检修与维护工作，还会损坏到很多内部部件以及绝缘材料，因此需要建立有效的预防性检修手段，以避免相关故障的发生与影响扩散。

1.3 人为故障

35 kV 油浸式电力变压器的日常运行与检修保护非常重要，如果相关工作人员专业素质过硬，完全按照相关流程规范开展变压器日常运行与检修工作，那么可以有效避免很多变压器故障的发生。然而，部分工作人员消极怠工、专业水平不足、岗位意识较差，在工作开展中无法正确按照相关流程规范开展工作，且在日常检修工作中，无法及时发现变压器设备的外观、指示器、线路以及元件的故障情况。同时，即使发现异常状态，也存在不立即进行排查和专业性知识不足而没有办法进行排查的情况，从而导致变压器故障的发生。

1.4 重瓦斯保护措施

35 kV油浸式电力变压器出现绕组短路问题以后，内部滑油分解速度将大大加快，导致大量可燃气体逸出，并大量堆积于变压器油箱内部，从而导致油箱中的油消耗加快，甚至出现漏油问题。此时，如果没有第一时间更换变压器的绝缘物质，变压器绝缘物质会加速老化，并进一步造成大量物质在过热和气体释放条件下出现降解现象。如果是铁芯发生故障，还会导致油箱机油温度的升高，并导致油箱中的油被大量蒸发[5]。在出现上述故障表现以后，均有可能出现跳闸情况，若是第二回路接地或者出现触点故障，此时便可能出现瓦斯保护动作。此外，若是第二回路本身接地，而变压器处于正常运行状态，此时可判断为气体保护系统的运行故障。

2 35 kV 油浸电力变压器故障诊断

35 kV 油浸电力变压器的检修工作需要采集设备工作数据进行故障分析判断，设备检修队伍应由一线操作员、专业技术人员和管理人员共同组成。检修工作开展前需要制定详细的工作计划，包含详细的具体人员责任内容和检修作业计划，通过检修前专项培训提高专业技能水平，检修作业中技术人员应对操作员提供专业的技术指导，管理人员负责检修文件审批工作，并负责人力和物力资源的调配管理，保证检修工作可以在多部门协同下顺利开展。

2.1 预防性检修策略

在长时间运行状态下，35 kV 油浸电力变压器会出现磨损老化的故障问题，日常使用中由于保养管理工作不到位，会间接影响设备的使用寿命。通常情况下，机电设备的故障维修工作会由检测站对设备进行全面的拆卸检修操作，在获得检修报告后才会开展相关的维修管理工作，传统工作流程中维修与检修工作的分离容易对机电设备造成二次伤害，且浪费大量的时间和人力，不仅影响35 kV 油浸电力变压器的正常使用，还会增加运营成本。35 kV 油浸电力变压器的故障类型多，因此对设备进行全部拆卸检修不合理，为了提高故障维修效率，需要在设备故障处理前及时发现故障发生位置，明确故障原因，方便维修工作人员根据故障情况迅速处理。在35 kV 油浸电力变压器使用中，存在着使用操作不规范，没有根据机电设备使用说明要求对设备进行周期性维护与磨损检查，盲目地进行检修容易对设备造成不可逆的损伤。

为了满足35 kV 油浸电力变压器的使用要求，需要开展预防性检修，详细记录设备的日常使用情况，按照设备使用说明进行定期维护，减少故障发生率。此外，预防性检修中要根据35 kV 油浸电力变压器的设备特性进行专项检修，有效消除设备中的安全隐患和故障。预防性检修中根据故障情况可划分为大检修、中检修和小检修。在基础性检修流程全部操作完毕后，需要根据检修流程操作指南进行逐一核对，技术人员应对操作人员的维修情况进行检查指导，管理人员负责预防性检修签字。工作结束后应对工作质量的总体情况进行有效评价，并进行及时记录。如果在检修过程中发现35 kV 油浸电力变压器存在特殊问题，则应第一时间向管理人员报告，做好事后维修报备工作，并将检修数据上交至维保管理部门。

2.2 故障分类检修策略

明确35 kV 油浸电力变压器检修计划后，设备技术操作人员需要根据机电设备故障分类标准分类处理故障检修情况。根据故障检修工作环境差异，可分为停电检修和通电检修2 种不同的故障检修类型。35 kV油浸电力变压器的停电检修工作环境比较安全，能够充分保障检修工作技术人员的生命安全，但停电后检修工作难度较大，对于设备故障类型、故障位置和设备故障影响情况无法进行全面细分处理。通电检修环境下，可以根据35 kV 油浸电力变压器的运行情况实时维护变压器，同时操作人员可以准确判断出故障类型，并根据故障的发生情况分析可能造成的影响后果。实际操作中，根据故障情况可对变压器设备进行整体检修、局部检修和直接性检修。

其中，不同故障程度下检修类型的差异性比较明显，整体性检修需要完全关闭35 kV 油浸电力变压器电源进行相关操作。按照检修流程完成操作后，不能直接使用主电源进行供电，而需要先通过备用电源进行设备运行测试，从而保证设备故障后的运行安全。局部检修类型操作相对比较简单，检修工作中需要率先确定设备的故障位置，准确判断35 kV 油浸电力变压器设备中的故障部件，通过部件拆解更换即可完成局部故障的处理。该故障处理方法不仅具有较高的操作安全性，还保证了电力系统的正常运行，具有较高的应用效率。此外，机电设备的直接性检修具有较高的针对性，整体检修操作技术要求也较高，直接性检修对设备中的受损元器件会进行直接替换处理，从而提高机电设备的检修效率，确保35 kV 油浸电力变压器的正常运行。

2.3 变压器在线检修策略

变压器在线检修技术以局部放电在线监测技术和油中气体分析技术为主。

局部放电在线监测技术主要用于对35 kV 油浸电力变压器中油位计堵塞、胶圈老化和接触不良问题进行监测分析。变压器在长期工作中容易出现诸多损坏问题，但导致此类型故障的原因问题比较复杂，无法通过单一的检修手段发现故障原因。由操作人员组成的检修管理队伍在故障处理中主要负责外部检修工作，但对于35 kV 油浸电力变压器内部的各类问题无法准确定位，借助局部放电技术可以及时发现变压器内部的故障隐患，准确判断出故障所在点位，有利于节省人工检修费用。例如，在35 kV 油浸电力变压器检修中可使用局部放电监测技术检测分析胶垫的老化现象，具体检测方法如表1 所示。

表1 变压器胶垫检测方法

油中气体检测分析技术主要利用了变压器能够溶解油中气体的特性。在变压器检修中可使用此项技术对气体进行分析，得出相应的检测结果，通过结果分析发现异常值，从而发现变压器内部的故障位置，并对故障原因进行合理分析。按照油中气体分析进行检修时，需要根据分析结果制定相应的故障维修处理方案，方案本身与35 kV 油浸电力变压器故障具有较高的针对性，同时需要实时监测变压器的工作状态情况，根据设备运行中的油气渗入量进行精准判断，并通过人工监测结果对比进行故障详细核查，从根本上解决35 kV 油浸电力变压器的故障问题。

3 结 论

智慧化水平的不断提高对电力系统运行稳定性提出了更高的要求，35kV 油浸电力变压器作为常见变压器，对电力系统稳定运行具有重要的决定性作用。因此，加大对35 kV 油浸电力变压器的故障诊断分析及检修工作力度，确保变压器的稳定运行，对促进电力系统高质量运行具有重要的现实意义。在实际工作开展中，相关工作人员必须准确判断具体故障类型及故障发生的原因，针对性采取有效的维护手段有效预防变压器故障的发生，保障变压器的稳定运行。