运行中变压器的状态评估与状态检修

运行中变压器的状态评估与状态检修摘要：随着我国经济水平的不断提高，经济社会对电力的需求越来越大，保证正常供电具有十分重要的意义。同时鉴于变压器在电力设备中的重要地位，因此对运行中的变压器进行状态评估与状态检修工作十分重要。笔者根据自身工作经验，对运行中的变压器进行状态评估与状态检修进行了探讨。

关键字：变压器状态评估状态检修

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一、运行中变压器状态评估的方法

1、状态评估的依据

状态评估主要依靠试验，凭试验数据界定实际状态。与运行中变压器状态评估直接有关的试验主要有以下几种：

（1）油中溶解气体的色谱分析。对油中溶解气体的色谱分析能提供局部过热和局部放电的信息，但对水分引起的贯穿性绝缘击穿事故来不及反映；对绕组变形没有发展到引起过热或局部放之前也不能觉察。

（2）测量局部放电量的试验。测量局部放电量的试验包括停电检测和在线检测。停电检测的方法与工厂试验的相同有最佳的可比性，在线检测包括超声法和电测法。前者在油箱的不同部位捕捉局部放电引起的超声波信号，后者利用铁心或中性点引下线捕捉局部放电的电脉冲信号。虽然二者的定量正确性较差但对定性和定位有独到之处。

（3）水分检测.对本体油箱和储油柜中油的含水量检测是直接测量水分，但只能间接地反映纸绝缘中的含水量。测量绕组的绝缘电阻（测量泄漏电流实质是在更高的直流电压下测量绝缘电）、铁心的绝缘电阻等，实际上主要是间接检测纸绝缘的含水量。但对于绝缘局部受潮因为没有与地之间形成通路起作用，所以都不能显示。

（4）温度检测。用温度计测量油温，用红外测温仪测量套管出线端子的温度或油箱表面的温度，是直接的也是可靠的。变压器内部的局部过热点温度，是依靠在线检测油中特征气体、铁心入地电流和停电测量绕组的直流电阻等来反映。值得注意的是，对于反映工作电流回路的局部过热，色谱分析比测量直流电阻要灵敏得多。因此在色谱分析没有发现局部过热时，实际上没有必要测量绕组的直流电阻。

（5）位移和变形检测。对于变压器内部发生的位移和变形检测，目前普遍开展的两项检测对状态评估很有用。一项是停电检测绕组的频响特性（或阻抗值参数变化)，用以推测绕组的变形程度，另一项是故障录波摄取出口短路电流的数值和持续时间。

（6）直感监视。主要有以下项目：渗漏点特别是气；气渗漏点；三相套管的油位非同步变化避雷器的动作次数。

2、状态评估的比对基准

变压器出厂时或大修后的状态是该变压器的最佳状态，对运行中变压器而言即是初始状态所以选择为运行中变压器状态的比对

基准。

（1）对称短路电流值

（2）短路时间：短路电流的持续时间对额定容量大于2500kva 的变压器为0.25s。

（3）冲击次数。短路电流的冲击次数为每相3次。

需要指出的是，当变压器发生出口短路有关状态量超出上述指标，而仍一味认为抗短路强度不够是不符合国际公认的制定标准规定初衷的，也不利于真正查清原因、改善变压器的运行工况。

3、运行中变压器状态评估的方法

（1）油中溶解气体分析法

油中溶解气体分析法(dissolved gas-in-oilanalysis，dga)是从变压器中取出油样，从油样中脱出气体，对脱出的气体分离、鉴别和定量分析。从目前国内外对变压器故障监督技术手段来看，变压器油溶解气体分析法是相对成熟、有效的，它目前是最受电力部门欢迎的方法之一。变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳氢化合物分子组成的，在变压器中起到绝缘、散热、灭弧等作用，并有特殊的性能。当变压器在故障状态下运行时，故障点周围的变压器油温将会升高，化学键断裂而生成氢气、一氧化碳以及烃类等多种特征气体。设备内部故障的类型及严重程度与这些气体分子的组成及产气速率有着密切关系，利用这一关系判断设备内部故障和监视设备的运行状况成为充油电气设备安全运行不可缺少

的手段，运行部门普遍认为用色谱法分析变压器故障是一种重要的

方法，它得到了广泛的使用。油种溶解气体分析色谱法与目前的离线检测方法相比，最大的优点在于无需停运变压器，而且在变压器发生故障的初期就可以查明内部故障。油中溶解气体法除油样和操作及仪器引起的误差外，不受磁场干扰，检测结果具有重复性和再现性。以油中溶解气体组分含量和特征气体比值法等为基础的模糊数学、神经网络、灰色系统、粗糙集等诊断方法及专家系统都可以用于油中溶解气体的分析中。同时，更重要的是国内外已经积累了丰富的故障诊断经验，使目前的故障诊断准确率达90 ℅以上。但常规的油色谱分析也有其不足之处，由于油中溶解气体的累积效应和取样分析时误差影响，目前常规的dga诊断方法很难在溶解气体含量较小的情况下对故障进行分析，只有当某些特征气体含量超过时dga的判断结果才是有意义的。

（2）带电检测的方法

局部放电是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低部位发生的放电现象，它表现为绝缘体内掺入物的击穿，液体介质的局部击穿或固体介质局部的沿面放电等。变压器运行下局部放电的检测方法有电脉冲检测法、气相色谱检测法、超声波检测法、电磁波检测法、光检测法、红外检测法等多种检测方法。常规检测方法主要为电脉冲检测法和气相色谱检测法。气相色谱检测法对发现潜伏性的局部过热及电弧放电相当有效，但对局部区域的放电现象却不够灵敏。因为在局放初期或中期，放电能量较小，由此引起油的裂解还不强烈，难以引起整个油箱里油中气体成分的显著变化。这时往

往以电脉冲法及超声波等方法为主来测量局放更灵敏。超声波检测法是通过固定在电气设备表面的超声波传感器接收其内部局部放电产生的超声波，其优点在于可避免电磁干扰的影响，便于空间定位，易于在线检测。但由于超声波在电气设备内部的传播过程非常复杂，造成一些情况下定位实验不能成功，目前主要作为一种辅助的测量方法。电脉冲检测法是通过检测阻抗来检测局部放电引起的脉冲电流，来获得局部放电的基本信息，如视在放电量、放电次数以及放电相位。它是研究最早，应用最广泛的一种检测方法。该方法的优点是灵敏度高，可定量测量局部放电的特征参数。局部放电的检测方法有很多种，这些检测法都有其优缺点，在现场可结合起来应用。

二、状态检修的定义

状态检修是一种全新的检修方式，与以前的定期检修相比，状态检修不需要关闭设备也不需要限定检修时间，状态检修的依据是运行人员的巡查以及计算机的监测记录，结合设备运行状况和技术人员的分析来科学评价变压器的运行状态。

1、状态检修与传统检修的比较

状态检修做为一种全新的检修方式，在许多方面都比传统的预防和定期检修要强不少传统检修一般只考虑时间因素，导致了大量不必要和不及时的检修，而且需要暂停运行相关设备，这样，由于频繁开关以及拆卸变压器，导致变压器的使用寿命受到了极大影响，产生安全问题具体差异见表1