电力电气变压器检修技术的应用研究

电力电气变压器检修技术的应用研究

郭玖玲1张伟2

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摘要：在目前电力系统的运作与管理环节，作为核心的电力设施，变压器的稳定性和可靠性对于保障电力供应的不间断和安全至关重要。伴随着电力需求的逐步上升和电网构造的持续复杂化，变压器出现故障的可能性也在逐步上升，这不但会对电力系统的平稳运作造成影响，还可能引发严重的财产损失和安全问题。鉴于此，研究并运用高效率、高精度的变压器维护技术，进行变压器的故障预警和健康管理，已经成为了电力设备维修行业的关键研究课题。本研究的目的是提高变压器维护技术的实际应用成效，确保电力系统的运行效率和安全性。

关键词：电力电气变压器；检修技术；应用

1.1变压器检修技术应用的必要性

作为电力系统中不可或缺的核心元件，变压器在应对不断攀升的电力需求时，其承载的压力也在逐步增大，这往往会导致运行过程中的故障频发和性能逐渐下降。鉴于此，对变压器实施定期的检修作业和细致的检查变得尤为重要。定期的变压器检修不仅能够及时排查并排除潜在的安全隐患，防止重大安全事故的发生，而且有助于提升变压器的使用年限。此外，遵循科学的检修程序，能够降低突发性停电事故的发生率，保障电力供应的稳定性，满足社会各领域对电力的需求。从更广阔的视角来看，变压器检修技术的推广使用，对于促进能源的高效利用和电力资源的持续发展具有积极作用，对于维护国家能源安全、促进社会经济的发展具有深远的影响。

2电力电气变压器的常见故障类型

2.1绝缘问题

在电力电气变压器的持续运作生涯中，其绝缘部件因承受高温、湿润环境、机械压力以及电场压力的侵蚀，极易出现老化、裂缝或损坏，进而削弱其绝缘效能，可能引发绝缘击穿，造成短路、火灾等灾难性后果，严重时甚至波及整个电力系统的稳定运作，造成巨额的经济损失和潜在的安全风险。此外，绝缘问题主要显现为绝缘阻抗的降低和局部放电现象。绝缘阻抗的降低预示着绝缘材料对电流的阻挡能力减弱，易于发生漏电，提升能耗，损害变压器的运行效率和稳定性；而局部放电则是指在绝缘材料中某些区域发生的放电行为，这不仅会加剧绝缘材料的破坏，还会产生高温，导致绝缘状况进一步恶化，甚至可能引发火灾。

2.2设备超温故障

变压器在电力系统中因散热不畅、负荷过重、绝缘材料退化、冷却系统故障或内部短路等原因，可能出现温度异常升高，超出正常工作温度区间。一旦变压器出现超温现象，其内部关键部件，如铁心和线圈，将承受高温带来的热应力，进而引发材料结构破坏或形变。同时，超温还可能促使油浸式变压器中的绝缘油发生分解，生成气体，提升内部压力，严重时甚至可能造成爆炸或火灾。长期处于超温状态还会降低冷却系统的效能，加剧问题，形成不良的循环效应。

2.3短路保护故障

变压器在遭遇短路故障时，其保护系统失效的根源可能在于配置错误、保养不周或保护系统自身的缺陷。若短路故障保护未能得到及时修复，将带来连锁的严重危害。首先，持续的短路电流会导致变压器线圈温度急剧上升，严重时甚至引发火灾，破坏变压器内部构造，使其无法正常工作。其次，过大的故障电流还会削弱电力系统的稳定性，进而影响其他设备的稳定运行。在最坏的情况下，短路电流可能触发火灾或爆炸，对人员及设备构成严重威胁。

3电力电气变压器检修技术的具体应用

3.1油寝式变频调压技术

变频油浸调压技术依托于变频调节的核心理念，通过调节电源的频率来操控变压器的输出电压，从而确保电力系统的稳定与安全。此技术专注于预防及修复变压器绝缘老化、过热等常见故障。通过精确调控变压器的工作电压与频率，显著减少变压器在运行过程中的电压压力，降低绝缘材料的热耗损，从而延长变压器的使用寿命。在具体实施过程中，技术人员需使用变频调压装置与变压器连接，保证所有接合点的安全与稳定，并利用变频器调整输入电源的频率，使其从常规的50Hz或60Hz转变为预设的频率，以此控制变压器的输出电压。此方法能够对高负荷运行或绝缘材料老化的变压器进行检测，并对变压器的工作参数进行精确的测量与控制。油浸变频调压技术不仅能够延长变压器的使用寿命，降低维护费用，还能增强电力系统的稳定性和可靠性。通过调节供电频率，变压器的负载电流和温度上升显著减少，绝缘材料的老化速度减缓，有效防止过热和绝缘故障的发生。同时，这项技术还有助于优化电力负荷的分配，提高整个系统的运行效能。

3.2抽真空干燥技术

真空脱湿工艺通过构建低气压空间，借助水分在低气压下沸点降低的特性，从变压器的油液和绝缘部件中移除水分，以此提升变压器的绝缘效能并延长其使用年限。此技术在实施时需借助特定的设备，包括真空抽取机、真空储存罐、加热装置以及水分检测装置。操作流程如下：（1）将变压器放入真空储存罐内，利用真空抽取机将罐内空气抽出，形成低气压环境。（2）启动加热装置，逐步提升变压器油液和绝缘部件的温度，促进水分的挥发。（3）水分检测装置持续监测水分挥发状况，保证干燥作业的效率和安全性。同时，在操作过程中需精确调控真空度和加热温度等参数。通常，真空度需低于0.5毫巴，以确保水分能充分挥发；加热温度应维持在85°C至105°C范围内，这样既能加快水分挥发，又不会对变压器油液和绝缘部件造成过热损害。经过此技术处理的电力变压器，其油液中的水分含量从50ppm降至5ppm以下，绝缘电阻从起初的数百欧姆提升至数千欧姆，显著增强了变压器的绝缘性能和运行安全性。

3.3在线监测技术

电力变压器在维护与检查过程中，引入实时监控技术，能迅速发现并预防可能出现的故障隐患。这项技术通过实时搜集变压器运作时的关键数据，例如温度、负荷电流、油内溶解气体、绝缘电阻等，让维护团队实时掌握变压器的运行状况，进而实施预防性措施，防止故障的发生。在线监控系统通常由传感器、数据收集模块、通讯接口和数据分析软件等组成。传感器负责检测变压器的关键运作参数，并将数据传输至数据收集模块，随后通过通讯接口将数据传输至监控中心的计算机服务器，数据分析软件对这些数据进行处理和分析，为维护人员提供决策依据。比如，在运用在线监控技术时，温度传感器能够监测变压器线圈和油液的温度变化；负荷电流传感器则监测电流的强度，以评估变压器的负荷状况；油内溶解气体分析（DGA）传感器用于检测油液中的气体成分，气体的存在可能预示着变压器内部出现了故障，如绝缘老化、短路等问题。通过实时监控电力系统参数，能够迅速发现变压器运作中是否存在异常。

结论

经过详尽的研究与实践检验，故障预警与系统维护（PHM）在电力变压器维护中的应用价值得到了全面确认。PHM技术通过对变压器运作状态的全方位监控，并运用先进算法对潜在问题进行精确预判与即时处理，大幅提升了维护工作的前瞻性和主动性。实证分析表明，此技术不仅大幅减少了变压器故障的发生，延长了设备的使用年限，还显著减少了非计划性停机，为电力系统的平稳运行提供了坚实的支持。展望未来，随着相关技术的持续进步与优化，PHM技术在电力变压器维护领域的应用潜力将更加巨大，为电力系统的安全、稳定与高效运行注入更强大的动力。

参考文献：

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