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(shí)際開(kāi)展變壓器狀態(tài)檢修是關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)狀態(tài)評(píng)估方案的闡述，認(rèn)為“健康”的初始狀態(tài)才能保證良好的狀態(tài)評(píng)估效果。以豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)、具體的實(shí)例對(duì)狀態(tài)變化進(jìn)行了分析說(shuō)明，并提出了評(píng)估中存在的問(wèn)題和發(fā)展方向。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變壓器 狀態(tài)檢修 評(píng)估 </p><p>　　20世紀(jì)

2、80年代以前，變壓器“到期必修，修必修好”的指導(dǎo)思想在進(jìn)入90年代以后隨著觀念的轉(zhuǎn)變和技術(shù)的進(jìn)步得到不斷修正，逐漸引發(fā)出狀態(tài)檢修。實(shí)行變壓器的狀態(tài)檢修，可使運(yùn)行部門(mén)全面地、動(dòng)態(tài)地掌握運(yùn)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(duì)變壓器的安全運(yùn)行、延長(zhǎng)設(shè)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(cè)巡視、預(yù)防性試驗(yàn)外，線圈變形測(cè)試儀、紅外熱成像儀、油在線監(jiān)測(cè)裝置、電容型套管帶電測(cè)試以及局部放電超聲波定位等裝置

3、均有推廣應(yīng)用，為狀態(tài)評(píng)估提供了有利手段［1，2］。特別是基于嵌入式微機(jī)系統(tǒng)的總線式結(jié)構(gòu)變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，將真正實(shí)現(xiàn)絕緣參數(shù)的就地測(cè)量［3］。但是，目前在線監(jiān)測(cè)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(duì)于突發(fā)性故障難以及時(shí)反映以及成本費(fèi)用偏高等問(wèn)題都制約著在線監(jiān)測(cè)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(guò)豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化的具體實(shí)例對(duì)如

4、何在狀態(tài)檢修工作中提高設(shè)備初始狀態(tài)的健康水平，評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)掌握狀態(tài)變化進(jìn)行詳細(xì)的闡述。最后，</p><p>　　提出了有待解決的問(wèn)題及今后的發(fā)展方向。</p><p>　　1　狀態(tài)檢修導(dǎo)則概況</p><p>　　《廣東省油浸電力變壓器狀態(tài)檢修導(dǎo)則》(試行本)的實(shí)施，是基于現(xiàn)有離線或在線監(jiān)測(cè)、檢測(cè)手段，通過(guò)對(duì)交接驗(yàn)收、生產(chǎn)運(yùn)行、附件運(yùn)行及檢修記錄、預(yù)防試

5、驗(yàn)等資料進(jìn)行綜合分析，從而得到變壓器各個(gè)時(shí)期的狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而推測(cè)出各階段的劣化速率及劣化趨勢(shì)，判斷其絕緣系統(tǒng)狀況。該導(dǎo)則將變壓器的狀態(tài)分為正常、可疑、可靠性下降以及危險(xiǎn)等4種狀態(tài)，并提出了相應(yīng)的處理方法。狀態(tài)區(qū)分的主要特征及對(duì)策見(jiàn)表1。</p><p>　　表1　變壓器狀態(tài)評(píng)估的主要特征及對(duì)策</p><p><b>　　狀態(tài)類(lèi)別</b></p><

6、;p><b>　　主 要 特 征</b></p><p><b>　　對(duì)　　策</b></p><p><b>　　正　常</b></p><p>　　運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常或其中個(gè)別試驗(yàn)參數(shù)稍有下降，但穩(wěn)定</p><p>　　要求保持正常巡視和預(yù)試</p>&

7、lt;p><b>　　可　疑</b></p><p>　　在試驗(yàn)周期內(nèi)，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(duì)個(gè)別項(xiàng)目縮短試驗(yàn)周期，加強(qiáng)監(jiān)視</p><p><b>　　可靠性</b></p><p><b>　　下　降</b

8、></p><p>　　預(yù)防性試驗(yàn)或跟蹤試驗(yàn)證實(shí)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(nèi)不會(huì)引發(fā)事故</p><p>　　要求就停電檢修的限期做好計(jì)劃</p><p><b>　　?！‰U(xiǎn)</b></p><p>　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)或運(yùn)行參數(shù)表明，運(yùn)行時(shí)會(huì)隨時(shí)發(fā)生事故</p><p>

9、<b>　　緊急停運(yùn)處理缺陷</b></p><p>　　2　地區(qū)狀態(tài)檢修經(jīng)驗(yàn)</p><p>　　2.1　地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行簡(jiǎn)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(gè)電壓等級(jí)，另有極小范圍的35kV電壓等級(jí)電網(wǎng)。至2001年底，110kV及以上電壓等級(jí)的主變壓器共有179臺(tái)，容量

10、為13169MVA，全部為油浸式降壓變壓器，除極少量為進(jìn)口外，其余均為國(guó)產(chǎn)，且生產(chǎn)廠家較為集中。變壓器投運(yùn)年限大都不長(zhǎng)，93.9％的變壓器為20世紀(jì)９０年代以后投運(yùn)的，具體投運(yùn)年代與臺(tái)數(shù)分布情況見(jiàn)圖1，這些為有效開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修提供了有利條件。</p><p>　　圖1　地區(qū)變壓器投運(yùn)年代與臺(tái)數(shù)分布</p><p>　　2.2　狀態(tài)評(píng)估方案</p><p>　　

11、作為狀態(tài)評(píng)估，地區(qū)電網(wǎng)主要針對(duì)110kV及以上電壓等級(jí)的主變壓器。根據(jù)目前測(cè)試技術(shù)水平及地區(qū)局限，對(duì)變壓器狀態(tài)的掌握主要依據(jù)離線檢測(cè)數(shù)據(jù)，分為運(yùn)行巡視、預(yù)防性試驗(yàn)、檢修、停電檢查以及紅外測(cè)溫新技術(shù)的應(yīng)用等5個(gè)方面。</p><p>　　在設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)資料方面，制定變壓器狀態(tài)評(píng)估明細(xì)表和匯總表(見(jiàn)表2)，通過(guò)運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)等多方面詳細(xì)掌握設(shè)備狀態(tài)。</p><p>　　表2　變壓器狀態(tài)

12、評(píng)估內(nèi)容 </p><p><b>　　表格</b></p><p><b>　　分類(lèi)</b></p><p><b>　　具 體 項(xiàng) 目</b></p><p><b>　　明細(xì)表</b></p><p><b>　　運(yùn)

13、行</b></p><p>　　油溫、噪音、過(guò)負(fù)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(kāi)關(guān)等附件的運(yùn)行</p><p><b>　　試驗(yàn)</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(zhì)試驗(yàn)</p><p><b>　　匯總表</b></p><p>　　油簡(jiǎn)化試驗(yàn)合格，定期色譜分析的烴類(lèi)氣體含量不超注意值或總烴相對(duì)增長(zhǎng)量速度≤10%；絕緣油介損不超過(guò)規(guī)定值，且在周期內(nèi)保持?jǐn)?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(cè)值無(wú)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(duì)值不超過(guò)規(guī)定值；變壓器在大多數(shù)時(shí)間不超過(guò)額定負(fù)荷運(yùn)行，或經(jīng)歷過(guò)短時(shí)間救急負(fù)荷，但頂層油溫不超過(guò)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(kāi)關(guān)切斷故障時(shí)間≤2s，變壓器的線圈形變?cè)囼?yàn)、電氣、色譜試驗(yàn)全部正常；有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)等重要部件運(yùn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常</p><p>　　在管理方面上，實(shí)施分級(jí)管理。明細(xì)表交由變電站(巡檢站)、修試班組定期逐臺(tái)設(shè)備填寫(xiě)，而變壓器專(zhuān)責(zé)根據(jù)明細(xì)表情況，確認(rèn)

16、匯總表中的8項(xiàng)條件是否滿(mǎn)足，從而區(qū)分狀態(tài)變化，并提交相關(guān)生技部門(mén)等審批。在狀態(tài)評(píng)定中，變壓器狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化的，每年填報(bào)1次“變壓器狀態(tài)報(bào)告表”，12月15日前上報(bào)。假設(shè)變壓器狀態(tài)發(fā)生變化，要求迅速逐級(jí)上報(bào)有關(guān)部門(mén)。</p><p>　　開(kāi)展變壓器狀態(tài)檢修后，一般不再按照原部頒檢修導(dǎo)則提出的大修周期吊罩(吊芯)檢修。對(duì)部分存在機(jī)械強(qiáng)度不足的變壓器，需要吊罩檢修的，應(yīng)經(jīng)有關(guān)部門(mén)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(shè)備招標(biāo)、制造、裝配以及交接試驗(yàn)等環(huán)節(jié)在內(nèi)的前期管理工作，初始狀態(tài)“健康”與否，對(duì)日后的安全運(yùn)行狀況、檢修工作量以及設(shè)備運(yùn)行壽命等將會(huì)產(chǎn)生重要的甚至決定性的影響。因此，必須把好設(shè)備選型關(guān)、出廠驗(yàn)收關(guān)、交接試驗(yàn)關(guān)，以保證“健康”設(shè)備投運(yùn)。為保證設(shè)備的初始狀態(tài)良好，在狀態(tài)評(píng)估實(shí)施前期，東莞地區(qū)對(duì)在運(yùn)變壓器做了大量的準(zhǔn)備工作。<

18、/p><p>　?。?） 變壓器線圈變形事故。自從1998年開(kāi)展線圈變形測(cè)試以來(lái)，對(duì)所有變壓器進(jìn)行了線圈變形測(cè)試的首次摸底普查，對(duì)存在變形的21臺(tái)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(jí)跳閘擴(kuò)大事故范圍，提出了諸如加強(qiáng)定期檢查、核對(duì)保護(hù)定值；檢查壓板投退正確性；加強(qiáng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)檢查維修工作，檢查其最低動(dòng)作電壓；所帶的10kV

19、線路須退出重合閘等多項(xiàng)反事故措施，有效防止了因線圈變形而導(dǎo)致變壓器事故的情況發(fā)生。</p><p>　?。?） 針對(duì)某廠1992～1996年生產(chǎn)的套管介損偏高的問(wèn)題，1999～2000年更換了100多支套管，以杜絕因套管絕緣下降而導(dǎo)致變壓器事故的發(fā)生。</p><p>　　（3） 加強(qiáng)主變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓防護(hù)和繼電保護(hù)裝設(shè)，減少因中性點(diǎn)間隙保護(hù)誤動(dòng)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(cè)10kV戶(hù)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(cè)近距離短路。</p><p>　?。?） 及時(shí)處理了較多的套管頭發(fā)熱問(wèn)題，并通過(guò)廠家整改，降低了設(shè)備缺陷率。</p><p>　　（6） 針對(duì)GN22隔離開(kāi)關(guān)限位問(wèn)題的重大缺陷，對(duì)主變壓器低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)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(píng)估效果</p><p>　　該導(dǎo)則從2000年01月頒布起開(kāi)始實(shí)施。通過(guò)2年多的狀態(tài)評(píng)估，總計(jì)發(fā)現(xiàn)有17臺(tái)變壓器出現(xiàn)了不同程度的狀態(tài)下降趨勢(shì)，比例占當(dāng)年在運(yùn)主變壓器的5%(2000年度)，4.5%(2001年度)，具體情況見(jiàn)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(gè)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(guò)

22、預(yù)防性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，主要集中在本體介損、油色譜試驗(yàn)2個(gè)方面。該項(xiàng)數(shù)據(jù)的積累為今后有重點(diǎn)地更好地開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作提供了有益參考。</p><p>　　表3　2000年以來(lái)變壓器的狀態(tài)評(píng)估結(jié)果</p><p><b>　　類(lèi)　型 </b></p><p><b>　　主要異常項(xiàng)目 </b></p><p>

23、;<b>　　臺(tái)數(shù)/臺(tái) </b></p><p><b>　　狀態(tài)評(píng)級(jí) </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(diǎn)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(cè)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(shí)例</p&

28、gt;<p>　　下面以萬(wàn)江站1號(hào)主變壓器的狀態(tài)變化進(jìn)行具體分析。該臺(tái)主變壓器型號(hào)為SFPFZ7150000/220，1993年06月出廠，1994年04月投運(yùn)。歷次絕緣電阻、本體介損和油介損的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖２～圖４。 </p><p>　　圖2　萬(wàn)江站1號(hào)主變壓器絕緣電阻(60s)歷年變化趨勢(shì)</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(wàn)江站1號(hào)主變壓器本體介損(20℃)歷年變化趨勢(shì)</p><p>　　1—本體10kV；2—本體110kV；3—本體220kV</p><p>　　圖4　萬(wàn)江站1號(hào)主變壓器油介損(90℃)歷年變化趨勢(shì)</p><p>　　就本體油介損超標(biāo)問(wèn)題，東莞供電局曾在1996年底對(duì)該臺(tái)主變壓器進(jìn)行了濾油處理，由

30、圖２～圖４可以看出，1996年通過(guò)濾油處理后的效果還是可以的，但是經(jīng)過(guò)4年運(yùn)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(lái)出現(xiàn)較多的油介損回升問(wèn)題。</p><p>　　根據(jù)狀態(tài)檢修判據(jù)，如滿(mǎn)足以下3個(gè)條件：①本體絕緣電阻大幅下降，低壓線圈下降幅度達(dá)84%；②本體介損增幅較大，高壓側(cè)上升達(dá)79%，并且數(shù)值超過(guò)預(yù)試規(guī)程規(guī)定值(0.8%)；③本體油介損增長(zhǎng)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(tái)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(hào)絕緣油。經(jīng)檢修后，試驗(yàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，完全滿(mǎn)足表2中匯總表的8項(xiàng)指標(biāo)，因此設(shè)備升級(jí)為正常狀態(tài)，同時(shí)恢復(fù)到正常的預(yù)試、巡檢周期。　　</p><p>　　3　存在問(wèn)題與發(fā)展方向</p><p>　　變壓器狀態(tài)檢修，作

32、為變壓器運(yùn)行管理工作的規(guī)范化管理，必須基于運(yùn)行、修試人員高度的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。通過(guò)狀態(tài)檢修實(shí)踐，體會(huì)到尚需解決的問(wèn)題及其發(fā)展方向有：</p><p>　?。?） 在狀態(tài)檢修中，強(qiáng)調(diào)變壓器絕緣老化、使用壽命，但短期急救負(fù)載或長(zhǎng)期急救負(fù)載造成變壓器壽命損失的計(jì)算對(duì)于運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，難以掌握；</p><p>　?。?） 對(duì)在近區(qū)短路的判斷上，由于110kV變電站無(wú)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(diǎn)的情況發(fā)生，因此，無(wú)法判斷是否為近區(qū)短路故障，也無(wú)法計(jì)算短路電流值。</p><p>　　（3） 對(duì)于變壓器附件，特別是廣泛采用的MR有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)尚無(wú)有效檢測(cè)手段、評(píng)估方法。</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)對(duì)電壓穩(wěn)定、無(wú)功功率調(diào)節(jié)要求的增強(qiáng)，開(kāi)關(guān)的調(diào)整次數(shù)必將增多，一天甚至達(dá)到數(shù)十次，同時(shí)運(yùn)行年限也在不斷增長(zhǎng)

34、，這些都迫切要求對(duì)開(kāi)關(guān)檢修、特別是開(kāi)關(guān)油質(zhì)狀況作出狀態(tài)評(píng)估規(guī)定。</p><p>　?。?） 在實(shí)際操作中，應(yīng)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(píng)估，這些需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(cè)、局放超聲波定位等新技術(shù)，但由于種種原因，絕大多數(shù)地區(qū)尚停留在對(duì)變壓器進(jìn)行離線檢測(cè)的水平上，如何將

35、定量與定性分析結(jié)合，建立較為完善的分析理論方法，增強(qiáng)實(shí)用性，推廣實(shí)施在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，都需要國(guó)內(nèi)科研單位、用戶(hù)需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b>　　4　參考文獻(xiàn)</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(kāi)展情況.電力設(shè)備，2000，1(2)：51～54.　</p><p>　?。?］　嚴(yán)璋，

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