郝文康，楊 彬

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司，寧夏 銀川 750000）

0 引 言

我國目前已步入經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展階段，智慧化水平不斷提升，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展以及民眾日常生活均對電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定性提出了更高的要求，因此電力系統(tǒng)的高質(zhì)量運行成為當前一大重要研究議題。變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對電力系統(tǒng)的高質(zhì)量運行起著決定性作用。目前，我國廣泛使用變壓器類型為35 kV 油浸電力變壓器，因此研究電力系統(tǒng)的高質(zhì)量運行需要探討35 kV 油浸電力變壓器的故障診斷與檢修問題。在35 kV 油浸電力變壓器故障診斷與檢修工作中，需要根據(jù)實際情況選擇適宜的檢修手段及適宜的瓦斯保護措施。因為變壓器內(nèi)部存在油狀物質(zhì)與氣狀物質(zhì)，所以有必要針對此類物質(zhì)的動態(tài)變化采取有效的控制手段，以準確判斷變壓器的運行狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)存在瓦斯動作異常狀態(tài)，工作人員需要及時采取針對性措施，避免安全事故的發(fā)生?；诖耍恼绿接懥?5 kV 油浸電力變壓器的故障診斷分析及檢修策略。

1 35 kV 油浸電力變壓器的常見故障類型

變壓器是電力系統(tǒng)的電壓與能量傳輸系統(tǒng)，按照冷卻方式的差異，主要分為油浸式變壓器與干式變壓器，其中油浸式變壓器的應(yīng)用較為廣泛。油浸式變壓器為室外工作，因此易受自然災(zāi)害的影響，從而導(dǎo)致運行異常問題的出現(xiàn)。35 kV 油浸式電力變壓器的故障主要分為4 類，分別為熱干擾性質(zhì)故障、電氣干擾故障、人為故障以及重瓦斯保護措施。

1.1 熱干擾性質(zhì)故障

熱干擾性質(zhì)故障指變壓器因過熱而導(dǎo)致的故障類型。變壓器由絕緣材料包裹而成，而絕緣材料可以起到保護線圈組、鐵芯與油箱的作用。如果變壓器過熱，則會導(dǎo)致絕緣液等絕緣材料在達到特定溫度以后因為熱效應(yīng)而出現(xiàn)老化問題，導(dǎo)致保護作用失效，變壓器的內(nèi)部損壞[1]。熱干擾性質(zhì)故障可以根據(jù)故障的表現(xiàn)情況分為2 類，一類為以發(fā)熱異常為主的發(fā)熱型故障，另一類為以散熱異常為主的散熱型故障。2 類故障的主要誘發(fā)原因大多與金屬零件接觸有關(guān)，例如內(nèi)部金屬部件之間接觸不良，導(dǎo)致接觸位置過熱，進而引起鐵芯局部過熱故障[2]。

1.2 電氣干擾故障

電氣干擾故障主要表現(xiàn)為電氣電壓老化故障以及絕緣材料老化故障，按照能量密度差異可將電氣干擾故障進一步劃分為電弧放電故障、火花放電故障以及局部放電故障等。通常情況下，電弧放電故障的能量密度最高，為高能放電類故障，主要組成包括線圈與層間絕緣，主要表現(xiàn)為分接開關(guān)飛弧、對地閃絡(luò)故障等。上述故障出現(xiàn)以后，會大大加速變壓器的氣體排放速度，從而導(dǎo)致整體氣體排放量增加，從而形成高能放電?；鸹ǚ烹姽收系哪芰肯鄬^低，此類故障出現(xiàn)的主要原因為分接開關(guān)故障或接地鐵芯基礎(chǔ)不良。此外，變壓器內(nèi)部不同部分間不存在隔離，因此此類故障所釋放的氣體主要為乙炔和氫氣，前者釋放的能量相對溫和，而后者總含量相對較低，因此不會導(dǎo)致釋放的能量過高[3]。局部放電故障通常由于放電的嚴重差異而出現(xiàn)不同的氣體特征，主要產(chǎn)生的氣體成分為甲烷和氫氣。如果局部放電故障較為嚴重，還會釋放少量乙炔，氣體含量隨著放電嚴重程度的加劇而提升，但一般在碳氫化合物總含量中的占比較低，不超過2%[4]。因此，當變壓器發(fā)生故障以后，首先需要檢查絕緣部分是否完好，一旦發(fā)生故障，就需要消耗較長時間進行相關(guān)檢修與維護工作，還會損壞到很多內(nèi)部部件以及絕緣材料，因此需要建立有效的預(yù)防性檢修手段，以避免相關(guān)故障的發(fā)生與影響擴散。

1.3 人為故障

35 kV 油浸式電力變壓器的日常運行與檢修保護非常重要，如果相關(guān)工作人員專業(yè)素質(zhì)過硬，完全按照相關(guān)流程規(guī)范開展變壓器日常運行與檢修工作，那么可以有效避免很多變壓器故障的發(fā)生。然而，部分工作人員消極怠工、專業(yè)水平不足、崗位意識較差，在工作開展中無法正確按照相關(guān)流程規(guī)范開展工作，且在日常檢修工作中，無法及時發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備的外觀、指示器、線路以及元件的故障情況。同時，即使發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，也存在不立即進行排查和專業(yè)性知識不足而沒有辦法進行排查的情況，從而導(dǎo)致變壓器故障的發(fā)生。

1.4 重瓦斯保護措施

35 kV油浸式電力變壓器出現(xiàn)繞組短路問題以后，內(nèi)部滑油分解速度將大大加快，導(dǎo)致大量可燃氣體逸出，并大量堆積于變壓器油箱內(nèi)部，從而導(dǎo)致油箱中的油消耗加快，甚至出現(xiàn)漏油問題。此時，如果沒有第一時間更換變壓器的絕緣物質(zhì)，變壓器絕緣物質(zhì)會加速老化，并進一步造成大量物質(zhì)在過熱和氣體釋放條件下出現(xiàn)降解現(xiàn)象。如果是鐵芯發(fā)生故障，還會導(dǎo)致油箱機油溫度的升高，并導(dǎo)致油箱中的油被大量蒸發(fā)[5]。在出現(xiàn)上述故障表現(xiàn)以后，均有可能出現(xiàn)跳閘情況，若是第二回路接地或者出現(xiàn)觸點故障，此時便可能出現(xiàn)瓦斯保護動作。此外，若是第二回路本身接地，而變壓器處于正常運行狀態(tài)，此時可判斷為氣體保護系統(tǒng)的運行故障。

2 35 kV 油浸電力變壓器故障診斷

35 kV 油浸電力變壓器的檢修工作需要采集設(shè)備工作數(shù)據(jù)進行故障分析判斷，設(shè)備檢修隊伍應(yīng)由一線操作員、專業(yè)技術(shù)人員和管理人員共同組成。檢修工作開展前需要制定詳細的工作計劃，包含詳細的具體人員責任內(nèi)容和檢修作業(yè)計劃，通過檢修前專項培訓(xùn)提高專業(yè)技能水平，檢修作業(yè)中技術(shù)人員應(yīng)對操作員提供專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，管理人員負責檢修文件審批工作，并負責人力和物力資源的調(diào)配管理，保證檢修工作可以在多部門協(xié)同下順利開展。

2.1 預(yù)防性檢修策略

在長時間運行狀態(tài)下，35 kV 油浸電力變壓器會出現(xiàn)磨損老化的故障問題，日常使用中由于保養(yǎng)管理工作不到位，會間接影響設(shè)備的使用壽命。通常情況下，機電設(shè)備的故障維修工作會由檢測站對設(shè)備進行全面的拆卸檢修操作，在獲得檢修報告后才會開展相關(guān)的維修管理工作，傳統(tǒng)工作流程中維修與檢修工作的分離容易對機電設(shè)備造成二次傷害，且浪費大量的時間和人力，不僅影響35 kV 油浸電力變壓器的正常使用，還會增加運營成本。35 kV 油浸電力變壓器的故障類型多，因此對設(shè)備進行全部拆卸檢修不合理，為了提高故障維修效率，需要在設(shè)備故障處理前及時發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生位置，明確故障原因，方便維修工作人員根據(jù)故障情況迅速處理。在35 kV 油浸電力變壓器使用中，存在著使用操作不規(guī)范，沒有根據(jù)機電設(shè)備使用說明要求對設(shè)備進行周期性維護與磨損檢查，盲目地進行檢修容易對設(shè)備造成不可逆的損傷。

為了滿足35 kV 油浸電力變壓器的使用要求，需要開展預(yù)防性檢修，詳細記錄設(shè)備的日常使用情況，按照設(shè)備使用說明進行定期維護，減少故障發(fā)生率。此外，預(yù)防性檢修中要根據(jù)35 kV 油浸電力變壓器的設(shè)備特性進行專項檢修，有效消除設(shè)備中的安全隱患和故障。預(yù)防性檢修中根據(jù)故障情況可劃分為大檢修、中檢修和小檢修。在基礎(chǔ)性檢修流程全部操作完畢后，需要根據(jù)檢修流程操作指南進行逐一核對，技術(shù)人員應(yīng)對操作人員的維修情況進行檢查指導(dǎo)，管理人員負責預(yù)防性檢修簽字。工作結(jié)束后應(yīng)對工作質(zhì)量的總體情況進行有效評價，并進行及時記錄。如果在檢修過程中發(fā)現(xiàn)35 kV 油浸電力變壓器存在特殊問題，則應(yīng)第一時間向管理人員報告，做好事后維修報備工作，并將檢修數(shù)據(jù)上交至維保管理部門。

2.2 故障分類檢修策略

明確35 kV 油浸電力變壓器檢修計劃后，設(shè)備技術(shù)操作人員需要根據(jù)機電設(shè)備故障分類標準分類處理故障檢修情況。根據(jù)故障檢修工作環(huán)境差異，可分為停電檢修和通電檢修2 種不同的故障檢修類型。35 kV油浸電力變壓器的停電檢修工作環(huán)境比較安全，能夠充分保障檢修工作技術(shù)人員的生命安全，但停電后檢修工作難度較大，對于設(shè)備故障類型、故障位置和設(shè)備故障影響情況無法進行全面細分處理。通電檢修環(huán)境下，可以根據(jù)35 kV 油浸電力變壓器的運行情況實時維護變壓器，同時操作人員可以準確判斷出故障類型，并根據(jù)故障的發(fā)生情況分析可能造成的影響后果。實際操作中，根據(jù)故障情況可對變壓器設(shè)備進行整體檢修、局部檢修和直接性檢修。

其中，不同故障程度下檢修類型的差異性比較明顯，整體性檢修需要完全關(guān)閉35 kV 油浸電力變壓器電源進行相關(guān)操作。按照檢修流程完成操作后，不能直接使用主電源進行供電，而需要先通過備用電源進行設(shè)備運行測試，從而保證設(shè)備故障后的運行安全。局部檢修類型操作相對比較簡單，檢修工作中需要率先確定設(shè)備的故障位置，準確判斷35 kV 油浸電力變壓器設(shè)備中的故障部件，通過部件拆解更換即可完成局部故障的處理。該故障處理方法不僅具有較高的操作安全性，還保證了電力系統(tǒng)的正常運行，具有較高的應(yīng)用效率。此外，機電設(shè)備的直接性檢修具有較高的針對性，整體檢修操作技術(shù)要求也較高，直接性檢修對設(shè)備中的受損元器件會進行直接替換處理，從而提高機電設(shè)備的檢修效率，確保35 kV 油浸電力變壓器的正常運行。

2.3 變壓器在線檢修策略

變壓器在線檢修技術(shù)以局部放電在線監(jiān)測技術(shù)和油中氣體分析技術(shù)為主。

局部放電在線監(jiān)測技術(shù)主要用于對35 kV 油浸電力變壓器中油位計堵塞、膠圈老化和接觸不良問題進行監(jiān)測分析。變壓器在長期工作中容易出現(xiàn)諸多損壞問題，但導(dǎo)致此類型故障的原因問題比較復(fù)雜，無法通過單一的檢修手段發(fā)現(xiàn)故障原因。由操作人員組成的檢修管理隊伍在故障處理中主要負責外部檢修工作，但對于35 kV 油浸電力變壓器內(nèi)部的各類問題無法準確定位，借助局部放電技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的故障隱患，準確判斷出故障所在點位，有利于節(jié)省人工檢修費用。例如，在35 kV 油浸電力變壓器檢修中可使用局部放電監(jiān)測技術(shù)檢測分析膠墊的老化現(xiàn)象，具體檢測方法如表1 所示。

表1 變壓器膠墊檢測方法

油中氣體檢測分析技術(shù)主要利用了變壓器能夠溶解油中氣體的特性。在變壓器檢修中可使用此項技術(shù)對氣體進行分析，得出相應(yīng)的檢測結(jié)果，通過結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)異常值，從而發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的故障位置，并對故障原因進行合理分析。按照油中氣體分析進行檢修時，需要根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的故障維修處理方案，方案本身與35 kV 油浸電力變壓器故障具有較高的針對性，同時需要實時監(jiān)測變壓器的工作狀態(tài)情況，根據(jù)設(shè)備運行中的油氣滲入量進行精準判斷，并通過人工監(jiān)測結(jié)果對比進行故障詳細核查，從根本上解決35 kV 油浸電力變壓器的故障問題。

3 結(jié) 論

智慧化水平的不斷提高對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性提出了更高的要求，35kV 油浸電力變壓器作為常見變壓器，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有重要的決定性作用。因此，加大對35 kV 油浸電力變壓器的故障診斷分析及檢修工作力度，確保變壓器的穩(wěn)定運行，對促進電力系統(tǒng)高質(zhì)量運行具有重要的現(xiàn)實意義。在實際工作開展中，相關(guān)工作人員必須準確判斷具體故障類型及故障發(fā)生的原因，針對性采取有效的維護手段有效預(yù)防變壓器故障的發(fā)生，保障變壓器的穩(wěn)定運行。