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華力通（北京）變壓器有限公司
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華力通（北京）變壓器有限公司
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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的快速發(fā)展，裝機(jī)容量和電網(wǎng)規(guī)模日益增大，人們對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行可靠性的要求不斷提高。在現(xiàn)代電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中，電力變壓器既是電力系統(tǒng)中最重要、最昂貴的設(shè)備之一，也是故障多發(fā)設(shè)備。這就需要可靠的變壓器檢測(cè)和維護(hù)技術(shù)。
一、變壓器故障原因分析
通過(guò)對(duì)變壓器故障的數(shù)據(jù)和分析，結(jié)果表明，盡管變壓器的老化趨勢(shì)和使用方式不同，但變壓器故障的基本原因是相同的。許多因素可能影響絕緣材料的預(yù)期壽命，負(fù)責(zé)電氣設(shè)備運(yùn)行的人員應(yīng)仔細(xì)考慮。這些因素包括：誤操作、振動(dòng)、高溫、雷電或涌流、過(guò)載、三相負(fù)荷不平衡、控制設(shè)備維護(hù)不到位、清潔不良、閑置設(shè)備維護(hù)不到位、潤(rùn)滑不當(dāng)和誤用。
1.1.線路涌流。線路涌流(或線路干擾)被列為導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中的。這一類別包括誤動(dòng)、變壓器不并列、有載抽頭拉弧等引起的運(yùn)行過(guò)電壓、峰值電壓、線路故障/閃絡(luò)等輸配電異常現(xiàn)象。這類原因占變壓器故障的絕大多數(shù)。
1.2.絕緣老化。近10年來(lái)，絕緣老化在失效原因中二。由于絕緣老化，變壓器平均壽命只有17.8年，大大低于35～40年的預(yù)期壽命。1983年，平均變壓器在發(fā)生故障時(shí)的壽命為20年。
1.3.水分。這一類別包括從水淹、管道泄漏、蓋泄漏、水沿套管或配件侵入油箱，以及絕緣油中存在水。
1.4.保養(yǎng)不善。檢修不到位被列為導(dǎo)致變壓器故障的第四個(gè)因素。這一類包括無(wú)變壓器保護(hù)或安裝不正確、冷卻液泄漏、污垢和腐蝕。
1.5.過(guò)載。這一類包括確定為過(guò)載引起的故障，僅指長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)銘牌功率工況下的小馬拉車(chē)變壓器。當(dāng)發(fā)電廠或電力部門(mén)持續(xù)緩慢地增加負(fù)荷時(shí)，往往會(huì)發(fā)生過(guò)載。最終是變壓器過(guò)載，高溫導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化。變壓器絕緣紙老化時(shí)，絕緣紙的絕緣強(qiáng)度降低。因此，外部故障的沖擊力可能導(dǎo)致絕緣破壞，進(jìn)而發(fā)生故障。
1.6.雷擊。對(duì)閃電波的研究似乎比過(guò)去少了，這是由于成因分類方法的改變。現(xiàn)在，除非明確是雷電事故，一般的沖擊故障都被歸類為“線路涌流"。
1.7.三相負(fù)荷不平衡。由于三相負(fù)荷不平衡導(dǎo)致某相長(zhǎng)期過(guò)載，使該相溫度偏高，進(jìn)而絕緣老化，造成匝間短路或相間短路。
1.8.連接松動(dòng)。松動(dòng)連接也可納入欠維護(hù)范疇，但有足夠的數(shù)據(jù)將其獨(dú)立列出，因此與以往研究有所不同。這一類別包括電氣連接的制造過(guò)程和維護(hù)。其中一個(gè)問(wèn)題是不同性質(zhì)的金屬之間的不適當(dāng)配位，盡管這種現(xiàn)象近年來(lái)有所減少。另一個(gè)問(wèn)題是螺栓連接之間的緊固不當(dāng)。
二、電力變壓器局部放電檢測(cè)方法
2.1.脈沖電流法。它是通過(guò)將檢測(cè)阻抗連接到測(cè)量回路來(lái)檢測(cè)的。檢測(cè)變壓器套管的端屏接地線、外殼接地線、中性點(diǎn)接地線、鐵心接地線和繞組中局部放電引起的脈沖電流得到表觀放電量。脈沖電流法是應(yīng)用、泛的檢測(cè)方法。IEC-60270是IEC于2000年正式公布的局部放電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。脈沖電流法通常用于變壓器型式試驗(yàn)和其他離線試驗(yàn)，其離線測(cè)量靈敏度較高。脈沖電流法存在的問(wèn)題在于：抗干擾能力差，不能有效應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè);對(duì)于繞組結(jié)構(gòu)的變壓器設(shè)備，校驗(yàn)存在較大誤差;由于檢測(cè)阻抗和放大器對(duì)測(cè)量的靈敏度、精度、分辨率和動(dòng)態(tài)范圍都有影響。因此，當(dāng)樣品電容較大時(shí)，測(cè)試儀器的測(cè)量靈敏度受到耦合阻抗的限制;測(cè)量頻率低，頻帶窄，包含的信息量小。
2.2.DGA方法。DGA法是通過(guò)檢測(cè)變壓器油分解產(chǎn)生的各種氣體的成分和濃度來(lái)確定故障狀態(tài)(局部放電、過(guò)熱等)。該方法已廣泛應(yīng)用于變壓器的在線故障診斷，一個(gè)模式識(shí)別系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)識(shí)別。是目前變壓器局部放電檢測(cè)領(lǐng)域中一種非常有效的方法。但DGA方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：油氣分析是一個(gè)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)過(guò)程，不能發(fā)現(xiàn)突發(fā)性斷層;這種方法不能定位故障。
2.3.超聲波法。超聲法是通過(guò)檢測(cè)變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲信號(hào)來(lái)測(cè)量局部放電的大小和位置。超聲波傳感器的頻帶約為70～150kHz(或300kHz)，以避免鐵芯的鐵磁噪聲和變壓器的機(jī)械振動(dòng)噪聲。由于超聲波法受電干擾小，可以在線測(cè)量定位，所以對(duì)超聲波法的研究比較深入。但目前該方法存在一些問(wèn)題：超聲波傳感器靈敏度很低，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)有效檢測(cè)信號(hào);傳感器的抗電磁干擾能力較差。因此，超聲檢測(cè)主要用于定性判斷局部放電信號(hào)的有無(wú)，結(jié)合脈沖電流法或直接利用超聲信號(hào)對(duì)局部放電源進(jìn)行物理定位。在離線和oN線檢測(cè)是電力變壓器的主要輔助測(cè)量手段。
2.4RIV法。局部放電引起的無(wú)線電干擾現(xiàn)象早已為人所知。例如，人們常用無(wú)線電電壓來(lái)檢測(cè)局部放電對(duì)無(wú)線電通信和無(wú)線電控制的干擾，并制定了測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)。用RIV計(jì)檢測(cè)局部放電的測(cè)量電路類似于脈沖電流直接測(cè)量法的測(cè)量電路。另外，對(duì)于不同的測(cè)試對(duì)象和不同的回路，可以使用接收線圈接收局部放電發(fā)射的電磁波，為了獲得的信噪比，頻率選擇放大器可以選擇不同的中心頻率(從幾萬(wàn)赫茲到幾十萬(wàn)赫茲)。該方法已用于無(wú)屏蔽的電機(jī)線棒和長(zhǎng)電纜局部放電部位的檢測(cè)。
2.5光度法。光學(xué)測(cè)量法利用局部放電產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測(cè)。在變壓器油中，各種放電發(fā)出的光波長(zhǎng)不同，研究表明通常在500～700mm之間。實(shí)驗(yàn)室用光學(xué)方法分析局部放電和絕緣劣化特性取得了很大進(jìn)展。然而，光學(xué)方法由于設(shè)備復(fù)雜昂貴，靈敏度低，且要求被測(cè)材料對(duì)光透明等原因，無(wú)法在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。
三、變壓器日常維護(hù)
3.1.安裝和操作。(1)變壓器的安裝地點(diǎn)應(yīng)與其設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。如果放置在室外，要確保變壓器適合室外操作。(2)保護(hù)變壓器免受雷電和外界破壞。(3)保證負(fù)荷在變壓器設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。嚴(yán)防小馬拉大車(chē)現(xiàn)象。(4)油冷變壓器內(nèi)應(yīng)仔細(xì)監(jiān)測(cè)頂部油溫。(5)在正常操作中，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行，防止誤操作。(6)操作變壓器解、運(yùn)行過(guò)程中，必須按照變壓器解、并列“三要素"進(jìn)行，防止操作過(guò)電壓的發(fā)生。(7)平時(shí)要經(jīng)常對(duì)變壓器進(jìn)行檢查和巡視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
3.2.油的檢驗(yàn)。變壓器油的電強(qiáng)度隨著含水量的增加而急劇下降。油中萬(wàn)分之一的水可使其介電強(qiáng)度降低近一半。除小型配電變壓器外，所有變壓器的油樣都應(yīng)進(jìn)行頻繁的擊穿試驗(yàn)，以確保適當(dāng)?shù)貦z測(cè)水分并通過(guò)過(guò)濾去除。應(yīng)進(jìn)行油中故障氣體的分析。變壓器油中8種故障氣體在線監(jiān)測(cè)儀是隨著變壓器故障的發(fā)展而連續(xù)測(cè)量油中溶解氣體的含量。通過(guò)分析氣體的種類和含量可以確定斷層類型。應(yīng)每年測(cè)試油的物理性能，以確定其絕緣性能，包括擊穿強(qiáng)度和介質(zhì)的酸度界面張力等。
3.3.定期保養(yǎng)。(1)保持瓷套和絕緣子清潔。(2)保證電氣連接的緊固和可靠性。(3)定期檢查分接開(kāi)關(guān)。并檢查觸頭緊固、燙傷、疤痕、轉(zhuǎn)動(dòng)柔韌性和觸頭定位。(4)在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器是否有泄漏、生銹、污垢沉積和任何限制油自由流動(dòng)的機(jī)械損傷。(5)每年檢查避雷器接地的可靠性。接地必須可靠，引線應(yīng)盡可能短。應(yīng)在旱季檢測(cè)接地電阻，其值不應(yīng)超過(guò)4Ω。(6)每三年對(duì)變壓器線圈、套管、避雷器進(jìn)行介損檢測(cè)。
變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一。雖然配備了避雷器、差動(dòng)、接地等多重保護(hù)，但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)雜亂、電場(chǎng)、熱場(chǎng)不均勻等諸多因素，仍會(huì)發(fā)生不當(dāng)維修事故。頻繁檢測(cè)設(shè)備，加強(qiáng)日常維護(hù)，將對(duì)電力設(shè)備起到極其重要的作用，從而使供電更加安全可靠。
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