电力变压器诊断性检修策略

电力变压器诊断性检修策略

赵健彬

中油电能供电公司电力设备修试中心 黑龙江 大庆163000

摘要：变压器为电力系统中的重要设备，发挥着电能传输、电压转换等作用，如果变压器存在故障则会对电力系统正常运行带来影响。为了保证电力系统的供电可靠性和稳定性，进一步降低变压器故障率，保证人们的正常用电需要，需要深入了解电力变压器故障类型和原因，提升检修工作人员的技能水平，为保障电力系统正常运行创造良好条件。

［关键词］电力变压器；故障；检修；机制

1 电力变压器的故障诊断技术

1.1 变压器红外诊断

如果电力变压器故障部位人们难以接近，可以采用红外诊断方法。这种非接触式诊断方法可以实时监测变压器故障。红外诊断较溶解气体诊断分析方法监测点更多，应用范围更广，受外界因素干扰小，例如高压电场等，还可以实现变压器带电运行监测，不影响变压器工作效率。红外诊断方法具有经济型、安全性、可靠性，促进变压器诊断的有效性。

1.2 变压器油中溶解气体分析

通过对运行过程中变压器存在的故障诊断分析，将不同时期故障逐一诊断。早期诊断时，应先分析变压器绝缘油溶解气体是否正常。诊断变压器油的方法有特征气体法、比例法及模糊诊断法，根据实际情况选择相适合方法，进一步判定变压器故障，根据故障产生原因及形式采取妥善措施解决。早期诊断可以有效避免故障进一步扩大，提高了变压器故障诊断效率。但变压器油溶解气体诊断法仍存在局限性现象，还不能彻底排除故障，仍不能客观判定导致故障根源。

2.3 推理诊断技术

维修检测技术人员应加强对电力变压器结构及原理的深入认知，才能精准判断各类故障产生原因及排除方法。变压器结构及原理是技术人员推导故障的基础，也是推理诊断技术重点参照。①模式识别诊断。对传统的运行模式相关参数进行检测，便于维修检测人员快速识别故障起因。②限定值比较法。利用变压器理论运行参数以及运行过程中实际产生的参数对比，针对参数的变化推理出故障。③综合故障诊断，也是借助现代化大数据技术、网络技术，结合维修监测人员的经验，综合判定的一种故障诊断方式，针对一些疑难问题，可以采用綜合判定推理诊断。

2 电力变压器保护设置

2.1 瓦斯保护

瓦斯保护具有灵敏度高、动作迅速等优点，是变压器保护中的重要内容，可对内部多相短路、匝间短路、铁芯故障、油面下降、分接开关接触不良等做出保护动作，在对变压器油箱内部故障做出反映的同时，还可以针对差动保护无法反映的匝间短路等做出保护，还可以对变压器内部空气进行反映。但不能对套管和引出线故障做出响应，不可将瓦斯保护作为全能保护，该保护不具备较强的抵抗外界干扰能力，如果外界产生剧烈振动易产生误动作。同时，在安装瓦斯继电器时没有处理好防油问题或继电器不具备防水性能，绝缘油泄漏对电缆产生腐蚀或瓦斯继电器进水引发误动作。

变压器产生轻微故障时，绝缘油面降低会触发瓦斯信号，如果变压器存在严重故障时则会形成较多的气体而触发保护装置跳闸。如果变压器内部存在故障时，会伴随着局部发热问题，绝缘油面也会相应降低，而故障情况严重时则瓦斯气体增多导致内部压强变大，会使绝缘油不断向油枕方向移动，挡板需要抵消弹簧阻力，而磁铁会向弹簧方向持续移动而最终触发跳闸。

2.2 差动保护

当保护区内存在某些短路性故障，变压器高低压两侧电流互感器二次回路会形成幅度相同、相位不同的短路电流，如果电流向量和相位差满足设定值时，会触发变压器高低压两侧断路器动作。如果变压器高低压两侧电流和相位不同，在变压器正常工作时流入流出功率是相同的。如果两侧电压不同，两侧电流也不会相同。稳态不平衡电流比较大，需要考虑变压器正常运行时两侧电流大小和相位的不同，纵差保护两侧不平衡电流也比较大。

2.3 过电流保护

过电流保护为变压器相间短路最重要内容，是瓦斯保护、差动保护等的后备保护。由于该保护具有接线简单可靠等优点，在变压器保护中得到广泛应用，可针对变压器箱体外部故障做出反应。中小容量变压灵敏度达到要求时，可通过与瓦斯保护进行结合，采用电流速断保护来将电源侧套管引出线和绕组进行切除，电流速断保护装置安装于变压器电源侧，动作电流以躲过变压器外部故障最大断路电流进行整定，灵敏度需要根据变压器电源侧引出端最小短路电流来进行校验。

但该保护范围有限，只能保护变压器电源侧线圈，电流速段保护需要与过电流保护结合，针对负荷侧的线圈与套管以外部分，还需要借助延时过电流保护，但切除延时会对电力系统可靠性带来影响。采取并联运行的变压器，如果负荷侧存在运行故障，会受到过电流保护无选择切除将并联变压器都切除掉。

2.4 后备保护

变压器后备保护多采用带时限过电流保护，灵敏度应该满足继电保护规程相关规定，用于远后备时应该适当减小灵敏度。后备保护动作是由于变压器高压侧短路、差动保护失灵、低压侧短路等。如果出现过电流保护，需要组织工程技术人员进行检查，排除故障后可以试送一次。绝缘检测首先应判断温度及电磁场因素，检测外部因素对变压器带来的损害，辨别变压器是否受潮，绝缘层老化等。电阻检测时，应选择R60 绝缘电阻，在短时间内快速确定电阻指数。绝缘电阻干燥工艺不断推陈出新，测量过程中，通过观察比值变化可以快速识别电力变压器电阻是否出现问题。当检查发现是低压出线故障，而线路保护拒绝动作，可以采用手动方式消除故障再对变压器送电。当差动保护范围内产生故障，差动保护又没起到作用，需要以差动保护进行处理。当检查为二次回路故障时，多是由于误动或误差，要以尝试送电。

3 电力变压器故障检修措施

3.1 加强检查预防工作

变压器作为电力系统中重要的电力设备，应该科学合理地开展检查与预防工作，可以有效降低电力变压器故障概率。巡检人员应该学习和掌握电力设备检查相关规范和标准，通过不断实践来提升检修能力，进一步提升变压器检修效率，减少或消除电网运营企业经济损失，确保电力系统的正常运行。在进行实际的变压器检测时，需要将变压器运行状态纳入检测内容，查看变压器是否可以可靠运行。开展变压器定期检测，可以定期查找变压器运行中的问题，对变压器性能进行评估，提出预记性的检修和保护措施，及时消除变压器故障隐患。同时，还应与维修部门联合消除潜在故障，开展有针对性的维修工作，即建立起变压器定期检测管理制度，开展预防性维修工作有效降低故障发生率。

3.2 安装监测设备

随着电力技术的不断进步，很多大型电力变压器被应用于电力系统中，该类变压器体积大且内部结构复杂，开展变压器检修工作时会面临困難，给维修人员带来更多的工作量。可以安装技术先进的变压器监测设备，可以实时对变压器运行状态和内部故障进行检测，如果发生潜在故障时会向管理人员发出报警信息，及时安排检修人员即可以快速排除故障，有利于提升变压器运行可靠性和降低变压器故障率。

3.3 继电保护系统的设置

在对变压器保护系统进行设计时，应该严格遵守相关规范，合理选择变压器规格型号和调整设计参数，确保选择的继电保护装置与变压器相匹配。在对变压器开展维修工作时，应该检查继电保护装置设定和定值计算结果。对设定的保护定值过行验算，校验母差保护、差动保护等数值，满足电力系统设计要求。在对端子箱和继电保护装置进行检查，应该关注继电保护装置运行情况，充分利用好纵差保护、母差保护进行状态监测，发现异常情况时应该组织人员进行排查。做好户外电力设备和防尘情况的检查，对二次回路和自动投保装置完好性进行分析，确保变压器可以安全稳定运行。

5 结语

变压器在电力系统中发挥着重要作用，需要加强对变压器运行故障诊断和检修工作，深入了解电力变压器故障原因，并学会如何采取有效的检修措施，掌握多种电力变压器的故障诊断技术，了解电力变压器保护机制，通过组建高水平的检修队伍，为电力系统正常运行提供坚实保障。

参考文献

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