地區(qū)電網(wǎng)變壓器狀態(tài)檢修

1、<p>　　地區(qū)電網(wǎng)變壓器狀態(tài)檢修</p><p>　　摘要：基于地區(qū)電網(wǎng)實際開展變壓器狀態(tài)檢修是關鍵。通過對狀態(tài)評估方案的闡述，認為“健康”的初始狀態(tài)才能保證良好的狀態(tài)評估效果。以豐富的運行數(shù)據(jù)、具體的實例對狀態(tài)變化進行了分析說明，并提出了評估中存在的問題和發(fā)展方向。 </p><p>　　關鍵詞：變壓器 狀態(tài)檢修 評估 </p><p>　　20世紀

2、80年代以前，變壓器“到期必修，修必修好”的指導思想在進入90年代以后隨著觀念的轉變和技術的進步得到不斷修正，逐漸引發(fā)出狀態(tài)檢修。實行變壓器的狀態(tài)檢修，可使運行部門全面地、動態(tài)地掌握運行中變壓器的健康狀況；防止突發(fā)事故，避免目的不明的解體檢修；對變壓器的安全運行、延長設備的壽命、提高可用率等方面，都有著顯著的作用。除常規(guī)的目測巡視、預防性試驗外，線圈變形測試儀、紅外熱成像儀、油在線監(jiān)測裝置、電容型套管帶電測試以及局部放電超聲波定位等裝置

3、均有推廣應用，為狀態(tài)評估提供了有利手段［1，2］。特別是基于嵌入式微機系統(tǒng)的總線式結構變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，將真正實現(xiàn)絕緣參數(shù)的就地測量［3］。但是，目前在線監(jiān)測的理論分析方法不完善，油色譜分析氣體濃度后不能提供故障分析、診斷，對于突發(fā)性故障難以及時反映以及成本費用偏高等問題都制約著在線監(jiān)測裝置的發(fā)展［4，5］。因此，目前電網(wǎng)變壓器狀態(tài)檢修大部分尚處于離線狀態(tài)的分析、判斷階段。本文將通過豐富的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化的具體實例對如

4、何在狀態(tài)檢修工作中提高設備初始狀態(tài)的健康水平，評估設備狀態(tài)，及時掌握狀態(tài)變化進行詳細的闡述。最后，</p><p>　　提出了有待解決的問題及今后的發(fā)展方向。</p><p>　　1　狀態(tài)檢修導則概況</p><p>　　《廣東省油浸電力變壓器狀態(tài)檢修導則》(試行本)的實施，是基于現(xiàn)有離線或在線監(jiān)測、檢測手段，通過對交接驗收、生產(chǎn)運行、附件運行及檢修記錄、預防試

5、驗等資料進行綜合分析，從而得到變壓器各個時期的狀態(tài)參數(shù)，進而推測出各階段的劣化速率及劣化趨勢，判斷其絕緣系統(tǒng)狀況。該導則將變壓器的狀態(tài)分為正常、可疑、可靠性下降以及危險等4種狀態(tài)，并提出了相應的處理方法。狀態(tài)區(qū)分的主要特征及對策見表1。</p><p>　　表1　變壓器狀態(tài)評估的主要特征及對策</p><p><b>　　狀態(tài)類別</b></p><

6、;p><b>　　主 要 特 征</b></p><p><b>　　對　　策</b></p><p><b>　　正　常</b></p><p>　　運行試驗數(shù)據(jù)正?；蚱渲袀€別試驗參數(shù)稍有下降，但穩(wěn)定</p><p>　　要求保持正常巡視和預試</p>&

7、lt;p><b>　　可　疑</b></p><p>　　在試驗周期內，發(fā)現(xiàn)某些參數(shù)異常，反映變壓器可能存在異常，但仍有很多不確定因素</p><p>　　要求對個別項目縮短試驗周期，加強監(jiān)視</p><p><b>　　可靠性</b></p><p><b>　　下　降</b

8、></p><p>　　預防性試驗或跟蹤試驗證實變壓器存在故障，并已確定原因和部位，且判斷該故障短期內不會引發(fā)事故</p><p>　　要求就停電檢修的限期做好計劃</p><p><b>　　?！‰U</b></p><p>　　試驗數(shù)據(jù)或運行參數(shù)表明，運行時會隨時發(fā)生事故</p><p>

9、<b>　　緊急停運處理缺陷</b></p><p>　　2　地區(qū)狀態(tài)檢修經(jīng)驗</p><p>　　2.1　地區(qū)電網(wǎng)運行簡介</p><p>　　本地區(qū)電網(wǎng)主要分為10kV、110kV、220kV和500kV 4個電壓等級，另有極小范圍的35kV電壓等級電網(wǎng)。至2001年底，110kV及以上電壓等級的主變壓器共有179臺，容量

10、為13169MVA，全部為油浸式降壓變壓器，除極少量為進口外，其余均為國產(chǎn)，且生產(chǎn)廠家較為集中。變壓器投運年限大都不長，93.9％的變壓器為20世紀９０年代以后投運的，具體投運年代與臺數(shù)分布情況見圖1，這些為有效開展狀態(tài)檢修提供了有利條件。</p><p>　　圖1　地區(qū)變壓器投運年代與臺數(shù)分布</p><p>　　2.2　狀態(tài)評估方案</p><p>　　

11、作為狀態(tài)評估，地區(qū)電網(wǎng)主要針對110kV及以上電壓等級的主變壓器。根據(jù)目前測試技術水平及地區(qū)局限，對變壓器狀態(tài)的掌握主要依據(jù)離線檢測數(shù)據(jù)，分為運行巡視、預防性試驗、檢修、停電檢查以及紅外測溫新技術的應用等5個方面。</p><p>　　在設備評估基礎資料方面，制定變壓器狀態(tài)評估明細表和匯總表(見表2)，通過運行、檢修、試驗等多方面詳細掌握設備狀態(tài)。</p><p>　　表2　變壓器狀態(tài)

12、評估內容 </p><p><b>　　表格</b></p><p><b>　　分類</b></p><p><b>　　具 體 項 目</b></p><p><b>　　明細表</b></p><p><b>　　運

13、行</b></p><p>　　油溫、噪音、過負荷、短路情況</p><p><b>　　檢修</b></p><p>　　本體套管和附件的密封；油泵、冷卻器、開關等附件的運行</p><p><b>　　試驗</b></p><p>　　絕緣電阻、直流電阻、本體

14、介損、套管介損；油色譜、油質試驗</p><p><b>　　匯總表</b></p><p>　　油簡化試驗合格，定期色譜分析的烴類氣體含量不超注意值或總烴相對增長量速度≤10%；絕緣油介損不超過規(guī)定值，且在周期內保持數(shù)值穩(wěn)定；繞組絕緣電阻≥同一溫度下的初始值的70%。極化指數(shù)≥1.5；繞組直流電阻的不平衡系數(shù)歷次測值無明顯變化；繞組介損與同一溫度下的初始值比較，增大

15、≤30%，且絕對值不超過規(guī)定值；變壓器在大多數(shù)時間不超過額定負荷運行，或經(jīng)歷過短時間救急負荷，但頂層油溫不超過規(guī)定極限；變壓器經(jīng)受一次近區(qū)短路，故障電流≤8倍額定電流，開關切斷故障時間≤2s，變壓器的線圈形變試驗、電氣、色譜試驗全部正常；有載調壓開關等重要部件運行及試驗數(shù)據(jù)正常</p><p>　　在管理方面上，實施分級管理。明細表交由變電站(巡檢站)、修試班組定期逐臺設備填寫，而變壓器專責根據(jù)明細表情況，確認

16、匯總表中的8項條件是否滿足，從而區(qū)分狀態(tài)變化，并提交相關生技部門等審批。在狀態(tài)評定中，變壓器狀態(tài)沒有發(fā)生變化的，每年填報1次“變壓器狀態(tài)報告表”，12月15日前上報。假設變壓器狀態(tài)發(fā)生變化，要求迅速逐級上報有關部門。</p><p>　　開展變壓器狀態(tài)檢修后，一般不再按照原部頒檢修導則提出的大修周期吊罩(吊芯)檢修。對部分存在機械強度不足的變壓器，需要吊罩檢修的，應經(jīng)有關部門研究決定。</p>&l

17、t;p>　　2.3　“健康”的初始狀態(tài)</p><p>　　初始狀態(tài)是指包括設備招標、制造、裝配以及交接試驗等環(huán)節(jié)在內的前期管理工作，初始狀態(tài)“健康”與否，對日后的安全運行狀況、檢修工作量以及設備運行壽命等將會產(chǎn)生重要的甚至決定性的影響。因此，必須把好設備選型關、出廠驗收關、交接試驗關，以保證“健康”設備投運。為保證設備的初始狀態(tài)良好，在狀態(tài)評估實施前期，東莞地區(qū)對在運變壓器做了大量的準備工作。<

18、/p><p>　?。?） 變壓器線圈變形事故。自從1998年開展線圈變形測試以來，對所有變壓器進行了線圈變形測試的首次摸底普查，對存在變形的21臺變壓器采用更換線圈、加固層壓板等方式大修改造，從而較大加幅度地提高了變壓器的抗短路能力。為防止由于短路沖擊造成主變壓器損壞和越級跳閘擴大事故范圍，提出了諸如加強定期檢查、核對保護定值；檢查壓板投退正確性；加強相應開關操作機構檢查維修工作，檢查其最低動作電壓；所帶的10kV

19、線路須退出重合閘等多項反事故措施，有效防止了因線圈變形而導致變壓器事故的情況發(fā)生。</p><p>　?。?） 針對某廠1992～1996年生產(chǎn)的套管介損偏高的問題，1999～2000年更換了100多支套管，以杜絕因套管絕緣下降而導致變壓器事故的發(fā)生。</p><p>　?。?） 加強主變壓器中性點過電壓防護和繼電保護裝設，減少因中性點間隙保護誤動而造成的主變壓器跳閘事故。</

20、p><p>　?。?） 全面完成主變壓器低壓側10kV戶外母線橋絕緣化改造工作，以防止因外物引起的主變壓器低壓側近距離短路。</p><p>　?。?） 及時處理了較多的套管頭發(fā)熱問題，并通過廠家整改，降低了設備缺陷率。</p><p>　?。?） 針對GN22隔離開關限位問題的重大缺陷，對主變壓器低壓側隔離開關進行了短接或改造，以減少其發(fā)熱情況，降低近區(qū)短路的幾

21、率。</p><p>　　2.4　良好的評估效果</p><p>　　該導則從2000年01月頒布起開始實施。通過2年多的狀態(tài)評估，總計發(fā)現(xiàn)有17臺變壓器出現(xiàn)了不同程度的狀態(tài)下降趨勢，比例占當年在運主變壓器的5%(2000年度)，4.5%(2001年度)，具體情況見表3。從表3中數(shù)據(jù)可以看出，在絕緣、滲漏油、抗短路3個方面中，變壓器絕緣水平下降的比重最大，占總數(shù)的76%，而且全部是通過

22、預防性試驗發(fā)現(xiàn)的，主要集中在本體介損、油色譜試驗2個方面。該項數(shù)據(jù)的積累為今后有重點地更好地開展狀態(tài)檢修工作提供了有益參考。</p><p>　　表3　2000年以來變壓器的狀態(tài)評估結果</p><p><b>　　類　型 </b></p><p><b>　　主要異常項目 </b></p><p>

23、;<b>　　臺數(shù)/臺 </b></p><p><b>　　狀態(tài)評級 </b></p><p><b>　　絕　緣 </b></p><p>　　本體介損偏高、絕緣下降 </p><p><b>　　6 </b></p><p>

24、　　可疑狀態(tài)或可靠性下降狀態(tài) </p><p>　　本體油色譜總烴異常偏高 </p><p><b>　　3 </b></p><p><b>　　本體油耐壓不合格 </b></p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　

25、　可靠性下降狀態(tài) </b></p><p>　　鐵心多點接地(油色譜異常) </p><p><b>　　1 </b></p><p>　　套管油色譜分析異常 </p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　　套管介損偏高 <

26、/b></p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　　滲漏油 </b></p><p>　　大法蘭、散熱器、升高座 </p><p><b>　　3 </b></p><p><b>　　可靠性下降狀態(tài) </

27、b></p><p><b>　　抗短路 </b></p><p>　　低壓線圈變形測試異常 </p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　　可靠性下降狀態(tài) </b></p><p>　　2.5　狀態(tài)變化實例</p&

28、gt;<p>　　下面以萬江站1號主變壓器的狀態(tài)變化進行具體分析。該臺主變壓器型號為SFPFZ7150000/220，1993年06月出廠，1994年04月投運。歷次絕緣電阻、本體介損和油介損的試驗數(shù)據(jù)見圖２～圖４。 </p><p>　　圖2　萬江站1號主變壓器絕緣電阻(60s)歷年變化趨勢</p><p>　　1—高/中低地；2—中/高低地；3—低/高中地；4—

29、鐵心</p><p>　　圖3　萬江站1號主變壓器本體介損(20℃)歷年變化趨勢</p><p>　　1—本體10kV；2—本體110kV；3—本體220kV</p><p>　　圖4　萬江站1號主變壓器油介損(90℃)歷年變化趨勢</p><p>　　就本體油介損超標問題，東莞供電局曾在1996年底對該臺主變壓器進行了濾油處理，由

30、圖２～圖４可以看出，1996年通過濾油處理后的效果還是可以的，但是經(jīng)過4年運行后，特別在是2000年度絕緣電阻、介損卻均出現(xiàn)了大幅度反彈即近年來出現(xiàn)較多的油介損回升問題。</p><p>　　根據(jù)狀態(tài)檢修判據(jù)，如滿足以下3個條件：①本體絕緣電阻大幅下降，低壓線圈下降幅度達84%；②本體介損增幅較大，高壓側上升達79%，并且數(shù)值超過預試規(guī)程規(guī)定值(0.8%)；③本體油介損增長較大。那么，可以判斷為可靠性下降狀態(tài)。

31、</p><p>　　為此，東莞供電局于2000年12月底完成了該臺主變壓器的換油工作，采用了熱油噴淋處理，并將原大連油全部更換為新疆克拉瑪依25號絕緣油。經(jīng)檢修后，試驗數(shù)據(jù)恢復正常，完全滿足表2中匯總表的8項指標，因此設備升級為正常狀態(tài)，同時恢復到正常的預試、巡檢周期?！　—?lt;/p><p>　　3　存在問題與發(fā)展方向</p><p>　　變壓器狀態(tài)檢修，作

32、為變壓器運行管理工作的規(guī)范化管理，必須基于運行、修試人員高度的責任心和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。通過狀態(tài)檢修實踐，體會到尚需解決的問題及其發(fā)展方向有：</p><p>　?。?） 在狀態(tài)檢修中，強調變壓器絕緣老化、使用壽命，但短期急救負載或長期急救負載造成變壓器壽命損失的計算對于運行人員來說較為復雜，難以掌握；</p><p>　?。?） 對在近區(qū)短路的判斷上，由于110kV變電站無故障錄波裝置

33、以及10kV配電線路巡線工作不足等，造成有一定數(shù)量的線路在故障后查不到故障點的情況發(fā)生，因此，無法判斷是否為近區(qū)短路故障，也無法計算短路電流值。</p><p>　?。?） 對于變壓器附件，特別是廣泛采用的MR有載調壓開關尚無有效檢測手段、評估方法。</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)對電壓穩(wěn)定、無功功率調節(jié)要求的增強，開關的調整次數(shù)必將增多，一天甚至達到數(shù)十次，同時運行年限也在不斷增長

34、，這些都迫切要求對開關檢修、特別是開關油質狀況作出狀態(tài)評估規(guī)定。</p><p>　?。?） 在實際操作中，應做到以狀態(tài)檢修為線索，將發(fā)現(xiàn)、處理的重大缺陷統(tǒng)一記錄、匯總，更有利于狀態(tài)評估，這些需要計算機網(wǎng)絡和分析軟件的支持。</p><p>　?。?） 目前，雖然有油色譜分析在線監(jiān)測、局放超聲波定位等新技術，但由于種種原因，絕大多數(shù)地區(qū)尚停留在對變壓器進行離線檢測的水平上，如何將

35、定量與定性分析結合，建立較為完善的分析理論方法，增強實用性，推廣實施在線狀態(tài)監(jiān)測，都需要國內科研單位、用戶需要不斷積累經(jīng)驗。</p><p><b>　　4　參考文獻</b></p><p>　?。?］　劉民，謝峰，等.淺談山東電網(wǎng)變壓器狀態(tài)檢修工作的開展情況.電力設備，2000，1(2)：51～54.　</p><p>　?。?］　嚴璋，

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