第六節 變壓器的狀態檢修

一、狀態檢修的定義

所謂定期檢修，即不論變壓器的狀態如何，只要到期便進行檢修。它是單純以時間為基礎而安排的檢修。多年來，由于受維護手段及預知診斷技術的限制，對配網設備一直沿用“到期必修”的定期檢修制度，這種檢修制度，不能客觀的反映設備內在的質量和運行工況等因素的差異，既缺乏合理性和科學性，又具有很大的盲目性。許多設備應修而未修，輕則影響其技術性能和使用壽命、重則會造成損壞或事故，也有更多的設備不該修而修，造成人力、物力和財力的嚴重浪費，還有設備因檢修不當而影響正常使用。因此，針

對不同設備的具體情況，開展科學的診斷性狀態檢修勢在必行。

所謂狀態檢修，則是根據各種儀器的監測結果和運行人員的巡查記錄，經過運行技術人員的分析，按照設備運行的實際情況，實事求是地策劃設備的檢修行為。隨著新技術的發展、試驗設備性能的不斷提高和試驗方法的不斷完善，對運行設備幾十年的運行維護和修試所積累的豐富經驗，以及通過城網、農網改造，對配電變壓器從設計、原材料、制造工藝等方面技術升級而使其整體質量大為提高，使得開展配電網設備狀態檢修工作具備了基本條件。但是，設備狀態檢修總體還處于探索階段，缺乏成熟的經驗和相關的技術標準，在此提出一些原則性的思路和操作辦法，在實踐中還需進一步總結、提高和完善。

二、變壓器狀態檢修的必要性和可行性

作為變壓器檢修的常用方式，預防性試驗和定期檢修有很大的盲目性和強制性，主要存在以下幾個方面的問題：

（1）浪費了大量的人力物力。

（2）增加了變壓器的停電次數和停電時間，造成了頻繁的運行操作，增加了誤操作的事故率。

（3）過度檢修造成設備的頻繁拆卸，增加了在檢修過程中產生新的設備隱患。

（4）檢修后按要求進行的耐壓等試驗也會對變壓器造成不可逆損傷，使其總體壽命下降。

（5）事故檢修也增加了變壓器的檢修難度和檢修費用。

變壓器狀態檢修的基礎在于監測技術和診斷技術，即通過各種檢測手段來正確判斷變壓器目前的狀況。隨著傳感技術、人工神經網絡、專家系統、模糊集理論，以及微電子、計算機軟硬件和數字信號處理技術等綜合智能系統，在狀態監測及故障診斷中的應用，使基于變壓器設備狀態監測和先進診斷技術的狀態檢修研究得到發展，成為電力系統中的一個重要研究領域。有關狀態檢修技術的研究大致可以分為壽命預測、故障診斷、信息管理與決策等幾個方面。

三、設備狀態檢修指導思想

（1）設備的狀態檢修是近年來隨著電力工業的迅猛發展，系統自動化水平以及對供電可靠性要求的提高而提出的一種檢修策略，是建立在預知診斷基礎上的科學檢修管理方法，必須依靠先進檢測手段、試驗技術為技術保障，并根據運行經驗和運行工況綜合分析判斷后，確定其檢修周期和項目。

（2）實施配網設備狀態檢修應堅持中長期規劃與總體發展相結合、需要與可能相結合的原則：堅持預防為主、綜合改造、應修必修、修必修好的原則；堅持逐步采用新設備、新材料、新技術、新工藝提高電網裝備，并具有一定的先進水平的原則。

（3）新入網設備應選用無油化、小型化及免維護或少維護的高技術性能設備，按照全面規劃、逐步實施、總結經驗、全面推廣的思路，逐步改造目前運行中的不符合設備狀態檢修要求的低技術性能設備。

（4）當前的配網設備檢修工作應按照計劃檢修和診斷性狀態檢修相結合的方針開展檢修工作，待條件成熟后，則完全實行狀態檢修。

開展設備狀態檢修，應遵循的技術原則必須以相關的國家標準、行業標準和規范、規程為依據。

四、設備狀態檢修基本操作方法

（1）變壓器的狀態檢修，應將一些可能的項目分散在臨時性檢修、小修和維護工作中完成，大修時要做到應修必修、修必修好，依靠嚴格修試質量，適當延長檢修周期，降低運行成本，提高供電可靠性。

（2）必須加強對設備的選型、出廠試驗、運輸安裝、驗收投運及運行監督等全過程的安全管理，建立健全技術檔案，為設備的狀態檢修創造條件。

（3）當前的設備檢修工作應按照計劃檢修和診斷性狀態檢修相結合的方針開展，其目的在于繼續積累設備檢修工作經驗，為全面開展狀態檢修工作奠定基礎。要開展好這項工作，就必須做好以下幾方面的工作：

1）加強配電職工培訓工作，使所有配電運行工作人員熟練掌握設備運行有關標準、規程規定，也就是掌握衡量設備運行狀態是否良好的標尺，這樣既可指導職工正確判斷設備缺陷，又可為全面開展設備狀態檢修工作打好堅實的人員素質基礎。要做好此類工作，不僅要加強規程學習，也要注重實路演練，使職工逐步掌握設備狀態檢修相關技能。

2）重視設備運行中的缺陷管理，教育職工要加深對各自分管設備的了解程度，做到對設備運行狀態心中有數。這是開展設備狀態檢修工作對運行人員的最根本要求，所以要求配電運行人員，要認真對設備缺陷進行準確分類，有針對性地開展設備缺陷對設備運行狀態造成影響的預測，以便合理安排時間進行消除。

3）抓好設備運行技術資料管理。各配電運行班組要做好設備運行技術資料的收集、整理和積累工作，包括設備基礎檔案、日常運行記錄、設備缺陷記錄、檢修驗收記錄、設備預試記錄等資料，務必做到全面、真實、詳細，為開展狀態檢修提供依據。

4）及時掌握設備的更新換代信息，加大新設備、新技術的運用。新入網設備一律采用免維護、少維護和節能型的高技術性能產品，逐步淘汰目前運行中的不符合設備狀態檢修要求的低技術性能設備。

5）對配變應加強負荷管理，城鎮公網配變應每月測量一次負荷，對重要配變加裝配變運行綜合分析儀，實行實時監測。農村綜合配變每季應進行一次負荷測量，如實掌握配變的負荷情況，防止長期超負荷運行，對于超負荷運行的配變應增加絕緣搖測次數。掌握配變的絕緣狀態，為配變大修提供依據。配變大修應根據設備的綜合判定分析后進行，如：絕緣電阻嚴重不合格、油化驗不合格、運行時間超過10年、事故損壞情況等。

6）對于10kV架空線路斷路器的檢查，應結合變電所或饋路停電綜檢，一并進行。運行班站應及時記錄所維管斷路器的斷合次數，并注明是事故短路跳閘或正常負荷開斷。為斷路器狀態檢修提供依據。

7）運行班組應加強對配電網防污閃工作的認識，每年10月底前制訂出切實可行的配電網防污閃措施計劃，條件允許時組織進行鹽密及泄漏電流測量，認真調查污源情況，對所維管的線路設備逐條逐臺進行設備污穢等級劃分，并繪制相應的污區分布圖。

五、用現代化技術支持設備狀態檢修

新型電力設備不斷出現，形成了目前設備多樣化、運行方式復雜化的局面，要得到正

確的狀態判斷，必須對大量的相關信息進行采集、分析。

1.加裝設備狀態在線監測裝置

在設備狀態特征量的采集上，根據其產生、變化特點和目前能夠實現的技術條件，最佳采集方案是人工巡視、在線監測、帶電測量、預防性試驗等多種監測手段相結合。這樣既可及時發現儀器采樣無法獲取的設備表面缺陷，又可彌補在兩次預試中間發生內在缺陷、人工巡視無法發現的缺點。

在線監測能夠實時反映所測量的變化，對配變等設備加裝運行狀態綜合測試儀，可對其負荷情況、氣體密度、油絕緣、接頭溫升、絕緣子表面泄漏電流等重要運行參數進行實時監控。但由于在線監測裝置本身精度、可靠性、運行維護、實施難度、資金等方面的因素，目前不可能全面開展。因此，目前在對設備狀態的判斷過程中，仍以預試數據為主，在此基礎上逐步完善在線監測技術，積累對在線監測數據的判斷標準。

2.購置設備狀態診斷分析軟件

設備狀態診斷系統是為了對眾多狀態特征量進行綜合分析判斷而建立的一種分析軟件，主要包括基礎信息庫、動態信息庫、知識（判斷）庫和狀態分析單元、策略生成單元等?；A信息庫包含了設備投運或大修后的初始狀態信息，是對設備狀態變化趨勢進行分析的基礎；動態信息庫中的各種數據是設備運行過程信息的積累，不僅反映了設備目前的運行狀態，而且是進行狀態預測和制訂狀態檢修策略的依據；知識庫存放著量化了的標準和專業知識，是對信息庫中信息進行分析、判斷的標準，判據的準確性、合理性直接關系到對斷路器狀態的判定和預測是否正確，知識庫需要在實際運用中不斷學習和完善，是一個開放的系統；狀態分析單元是聯絡軟件系統協調工作的紐帶，負責系統的邏輯推理過程。

六、變壓器狀態檢修的檢測技術1.壽命評估

變壓器剩余壽命的評估是當今監測與需要對變壓器進行綜合分析。2.在線檢測技術

（1）局部放電在線監測技術。變壓器內部出現故障或運行條件惡劣，會由于局部場強過高而產生局部放電，對局部放電的檢測，總體上可分為電氣測量法和非電測量法（包括超聲波法、光學法、測分解物法等）。

（2）油中氣體的在線分析技術。長期以來，油浸變壓器油中的氣體成分和含量的氣相色譜分析法一直是判斷變壓器內部狀態的重要手段。其原理是利用所采集的氣體濃度的相對比值，推測出油或油紙絕緣所處的裂解條件。

（3）紅外測溫技術。紅外熱像技術是利用紅外探測器接受被測目標的紅外輻射信號，經放大處理，轉換成標準視頻信號，然后通過電視屏或監視器顯示紅外熱像圖。當變壓器引線接觸不良、線圈導體接頭虛焊、過負荷運行時都會引起導電回路局部過熱，鐵芯多點接地也會引起鐵芯過熱。

（4）圖像識別技術。運用圖像識別技術，對變壓器內油位、滲漏油及內外封裝情況進行在線監測，可以直觀了解變壓器運行狀態。這種方法的準確率高，但要建立在視頻技術成熟的基礎上。

3.變壓器狀態檢修的系統結構

有了設備的在線監測數據，加上適當的網絡結構和高級分析軟件，便形成了變壓器的狀態檢修系統。

（1）光纖令牌網+modem。當設備出現異常，采集節點測量出信號，記錄幾個工頻周期的數據，節點上的數據通過modem用撥號的方式傳遞到遠方控制中心，以實現整個系統的數據共享。

（2）基于多代理技術的狀態檢修系統。一般將Agent定義為協同計算環境中持續發揮作用的計算實體。它以事故處理為中心，具有獨立性、自主性和互交性。在COMMAS中每一個Agent可以獨立完成與自己相關的那部分分析工作。

（3）高級分析系統。對于檢修系統檢測到的變壓器的狀態數據，光靠人工進行數據的處理、分析，是遠遠不夠的，可以用基于人工智能的專家系統，同時引入模糊數學、人工神經網絡等新技術進行系統分析。

七、開展電氣設備狀態檢修應注意的問題1.在管理方面

（1）人員技術素質有待提高?，F有運行檢修人員還不完全具備實施狀態檢修所需要的較全面的技術知識，對狀態信息的收集方法，尚不熟悉。

（2）數據資料缺乏。尤其是缺乏全國范圍的同類型設備及部件的可靠性統計數據。

（3）現行體制需要完善?，F行檢修工作的計劃制訂、決策實施、經費撥付、效益評定等方式都不利于發揮自身積極性、采用新的檢修技術和體制。

2.技術方面的問題

狀態監測與故障診斷技術需要提高和完善。狀態監測與故障診斷技術正逐步得到廣泛應用。在設備的檢修管理與檢修決策方面做的工作還不能完全滿足設備狀態檢修的需要。在故障診斷的正確率、系統的念定性等方面還存在問題。

八、狀態檢修以掌握設備的運行狀態為依據

使設備盡可能處于良好運行狀態，只有設備到了即將遭受破壞的臨界狀態才停止運行進行檢修，這樣可以延長設備的檢修周期，提高設備的利用率，增加供電量，降低檢修成本。

應熟悉變壓器正常與異常運行時的聲音。變壓器正常運行時發出“嗡嗡”的聲音，當有其他雜音時，應認真查找原因。但產生雜音的因素很多且復雜，發生的部位也不盡相同，主要有以下幾種情況：

（1）仍是“嗡嗡”聲，但比原來大，且無雜音，也可能隨著負荷的變化而變化，呈現低而較大的“轟轟”聲，這時變壓器指示儀表的指針同時晃動。這種情況可能是過電壓引起的。

（2）聽到“吧啦吧啦”的金屬撞擊聲，但儀表指示正常，油位及油溫均正常。這種情況可能是夾緊鐵芯的螺栓松動或內部有些零件松動引起的。

（3）當聽到“噼噼啪啪”的放電聲音時，應引起重視，可能是變壓器內部絕緣有局部放電或鐵芯接地片已斷開。

（4）聽到“咕嘟咕嘟”像水開了似的聲音，這時應特別重視，可能是線圈匝間短路、引線接觸不良或分接開關接觸不良所致。

九、加強對變壓器的直觀檢查

（1）如果發現變壓器的油顏色變暗，黏度增大?？梢耘袛嘧儔浩饔屠匣@時變壓器油的絕緣強度降低，易引起繞組與外殼的擊穿。

（2）如果發現油色變黑，且有特殊氣味，油溫升高。一般是鐵芯片熔化或鐵芯兩點接地造成的。

（3）定期用紅外線測溫儀檢測變壓器的高、低壓絕緣子與導線連接處及變壓器的各個部位，看有無過熱現象。

（4）定期檢查變壓器呼吸器，防止呼吸堵塞。呼吸器發生堵塞，如果不及時處理，變壓器不能呼吸可能造成防爆膜破裂、漏油、進水或假油面等現象。

（5）經常察看變壓器和放油閥、散熱片及油門、箱體、絕緣子等有無滲漏油，各種膠墊有無老化現象。

（6）在環境溫度變化較大時，加強對油枕油位的觀測，防止油位出現急劇變化。十、正確分析保護動作

瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監視變壓器內部發生的部分故障，一般是先輕瓦斯動作發出信號，重瓦斯動作跳閘。但是當變壓器發生較大穿越性故障電流時，在穿越故障電流的作用下，繞組或多或少產生輻向位移，將使一次和二次繞組間的油隙增大，油隙內和繞組外側產生一定的壓力差，加速油的流動，當壓力差變化大時，瓦斯繼電器可能誤動。另外，穿越性故障電流使繞組發熱，雖然短路時間較短，但當短路電流很大時，繞組溫度上升很快，使油的體積膨脹，造成瓦斯繼電器誤動。因此，當變壓器瓦斯動作后，電氣試驗變壓器無異常，應檢查瓦斯繼電器內氣體性質，如果氣體不可燃，且無色無味，油的閃點不降低，則可認為是空氣進入繼電器或瓦斯誤動，此時變壓器可繼續運行。若氣體為黃色不易燃的，可判斷為木質絕緣損壞。氣體為灰色或黑色易燃者，可能是油故障；氣體為淡灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。當變壓器的差動保護和瓦斯保護同時動作，在未查明原因和消除故障前，不準合閘送電。

十一、加強對變壓器的化學分析和電氣試驗1.化學分析

每年對變壓器油進行一次氣相色譜分析，三年左右進行一次酸值測定、水溶液性酸和堿測定、閃點測定、微水量測定及電氣強度測試。油中氣體的主要成分是氧氣和氮氣，另外，由于絕緣材料在運行中受電、熱吸氧的作用，會發生緩慢的化學反應，而產生少量的氫、低分子烴類和碳的氧化物等氣體。變壓器在正常運行條件下，產生的熱量不足以使油原子的碳鍵斷裂或烴類化合物脫氫。但當變壓器內部發生故障，產生的能量會使烴類化合物的鍵斷裂，而產生低分子烴類氣體或氫氣以及碳的氧化物等氣體，因此，發生故障時各種氣體成分變化很大，從而為故障判斷提供了依據。

2.電氣試驗

對運行中的變壓器周期性進行定期試驗，主要試驗項目有：絕緣電阻和吸收比試驗、44

介質損失角正切試驗、直流電阻試驗。把歷次試驗結果進行認真比較，對變壓器的健康狀況作出正確分析。