水电之家讯：1、变压器维护

1.变压器维护的经济意义

根据变压器管理部门和运行部门的经验，变压器在运行前 lO年，尤其是运行的前3年，其故障率最高。

根据美国电力部门的运行经验，对于 765kV超高压变压器来说，运行的初期故障率很高。有许多故障出现在运行头几天，甚至出现在刚刚投入运行几小时内，甚至几十分钟内。因此必须重视和加强对变压器投运初期的运行维护。

虽然在运行的初期阶段，检修和更换部件需要花费一定费用，但这些费用的消耗对于及时或较早发现存在的缺陷，避免后来产生严重后果是很有价值的。

实践证明，良好的保养程序可以使变压器寿命延长。因此制定维护保养程序的经济意义就是延长变压器寿命。

2.变压器维护战略

变压器维护的战略一般有三种：预测性维护、预防性维护、状态性维护。

预测性维护是利用自动报警诊断装置对变压器进行监测。预测性维护需要借助状态分析的方式和手段。例如，对变压器油的各项性能指标分析，进行红外检测，对变压器做外观检查，油中溶气分析等。

预防性维护是一种周期性、阶段性的维护战略。它包括计划性检修，例如，定期对变压器进行各种检测，按照计划对变压器进行带电试验和在线监测等。预防性维护是在状态分析之后，由厂家制定维护时间所进行的一种维护。

状态性维护是针对有问题的变压器进行维护。它需要详细分析、检查、修理或替换变压器需要进行维修替换的部件。

3、变压器的现场检测

1.各种现场检测方法和检测内容

目前采用的方法主要有外观检查和借助于各种便携装置 (如检测器、传感器等)进行检测，此外，还包括用吸附剂进行现场吸附处理以及检测变压器绕组变形的方法。

检测内容涉及运行状态下不同温度的油中湿度；确定油中机械杂质的碎粒和油的可靠性；测定油中的抗氧化附加剂含量；测定油的剩余稳定性；测定油中的呋喃含量；测定不同温度下油的 tanδ值和导电性；利用热虹管过滤器分析硅胶；测定绕组和套管的绝缘性能；测定固体绝缘中的水分含量；测量变压器局部放电；测量变压器的红外图像；测量变压器声级；测量变压器油箱的振动情况；测量油泵和冷却风扇的工作状态；测量变压器短路阻抗；测量变压器的空载电流和损耗；测量各种温度下套管的油压；计算套管的电气绝缘强度；测量绕组的直流电阻和分接开关不同分接位置的触点电阻；测量分接开关运行的工作状态；测量油泵和风扇电动机的相电流。

变压器外观检查的内容如下：

1)检查变压器声音是否正常；

2)检查变压器一、二次母线连接是否正常，检查变压器外壳接地足否正常；

3)检查瓷套管是否清洁，是否存在破损、裂隙和放电烧毁等；

4)检查变压器有无渗漏现象，油色及油量是否正常；

5)检查气体继电器运行是否正常，有无动作；

6)检查防爆管膈膜是否完好，是否存在裂纹及存油；

7)检查硅胶吸湿器是否变色；

8)检查冷却装置运行情况是否正常，冷却器中，油压应比水压高1～1.5个大气压。冷却器出水中不应有油，水冷却器部分应无漏水。

2.大型变压器的现场局部放电试验

现场对大型变压器进行局部放电试验，是保证抢修变压器能够重新安全运行的保证。

现场局部放电装置应配有放大器和指示器。对三相变压器来说，通常采用逐相感应的方式进行局部放电试验。采用三倍频加压方式进行局部放电测量。

现场局部放电是评定维修变压器绝缘性能的一种有效方法。它的最优越之处是可节省往返运输变压器的费用，其次是一旦变压器存在故障，可即时发现。

3. 极化和非极化电流测定法

现场评价变压器绝缘性能的另一种方法是测量极化和非极化电流。由于在大故障电流下，变压器要经受严重的短路，这些外部短路可引起绕组变形或位移。特别是对运行多年的老变压器来说，由于本身机械强度已经降低，所以在经受短路力作用下更容易被破坏。

在大多数情况下，绕组的位移并不会立即导致变压器故障。但是绕组的位移却能够在后来的过电压应力下，导致变压器绝缘击穿。

4.现场检测装置

4.1 氢气现场检测装置

多年的运行经验表明，不管变压器的故障是何种类型，也不管故障位置在何处，在油中溶解的气体中均含有氢气。这是氢气容易被检测出来的主要原因。

众所周知，变压器油在500℃高温下会产生氢气。氢气的生成量主要取决于故障的性质和故障部位的温度。

由于氢分子要比其他烃类气体的分子都小，而且油中溶解氢气的注意值是 15O×10 -4 %，所以现场检测氢气要比检测其他烃类气体更容易。

实际检测表明，氢气虽然容易被检测出来，但氢气的提取极大地受油中空气含量的影响。如果在压力不足的情况下，油中残留的空气则容易形成气泡，这给氢气进入残余空气形成气泡创造了更为有利的条件，提高了氢气的容易提取性。此外，由于空气是提取氢气的载体，如果绝缘油中存在大量残余空气，则会加速氢气的反应效率，这便是氢气为什么比其他烃类气体更容易现场检测的另一个原因。

变压器绝缘油热分解所需要的温度和产生的各种烃类气体见。

变压器绝缘油热分解所需要的温度和产生的各种烃类气体

4.2 乙炔现场检测装置

大约在 750℃高温下，变压器油中可产生乙炔。超高压变压器的乙炔注意值为3×10 -4 %，在1000℃以上高温过热故障和各种放电型故障(变压器局部放电、火花放电、油中电弧放电故障)中，都会出现乙炔。

乙炔现场检测装置由脱气装罱、乙炔传感器、控制装置和数据处理以及输出几大部分组成。它的主要特点是通过现场分析检测，研究故障的发展趋势。对及早发现异常、预防潜伏性故障很有必要。

乙炔现场检测步骤如下：

脱气。通过循环气泵的作用，使油样中的微量乙炔被载气送到吸收比色池，然后当载气通过脱气瓶时，乙炔从载气中脱出，循环往复，达到脱气的目的。

采用比色法区分乙炔的工作原理是乙炔通过吸收发色液而发生反应，生成有色化合物。有色化合物浓度与乙炔浓度成正比。通过测量有色化合物的浓度便可确定乙炔的含量。现场乙炔脱气装置流程

3、现场干燥受潮变压器

一台变压器的干燥程度直接影响绝缘系统的可靠性及其他性能指标。因此要延长变压器寿命，首先要保证绝缘系统的干燥。

现场干燥受潮变压器之前，应该先确定变压器的受潮程度和状况：

1)暴露在空气中的时间是否超过规定值；

2)绕组受潮程度和绝缘电阻是否超标；

3)空气干燥器中的硅胶受潮变色程度；

4)绕组是否经过重新绕制；

5)变压器油的湿度是否超标；

6)是否有渗漏油现象；

如果变压器具备上述一种情况，则应该实施现场干燥处理。

干燥方法如下：

1)热油循环法。

热油循环法针对受潮程度不太严重的变压器较为有效。

热油循环法的工作原理是用热油作为干燥变压器的介质，通过涡流加热变压器器身后，能够使纤维绝缘受热，从而使水分得以挥发和扩散。这种方法需要每隔几小时抽一次真空。油箱的真空程度应保持在 l33Pa以下。热油循环温度要保持在60～70℃。

2)热油喷淋干燥法。

热油喷淋干燥法也是现场干燥较常用的一种方法。它适用于大中型油浸变压器。

热油喷淋干燥法的工作原理是通过采用专门的喷嘴，把 IO0℃高温雾化后的油注入到变压器油箱中，再用喷嘴向变压器器身喷淋，从而达到器身温度上升的目的。

通过抽真空的方式可排除掉器身的水蒸气。这种热油喷淋方法干燥处理设备简单，对于进水较多的大型变压器的现场干燥较为有效。

3)现场绕组带电干燥法。

现场绕组带电干燥法的工作原理是将变压器的二次绕组短接，对一次绕组通电，使一次、二次绕组通过的电流热效应达到烘干绝缘的目的。

这种方法必须借助真空滤油机排除油中的潮气。通过对比烘烤前后的高压、中压、低压三相对地绝缘电阻可以看出，经过干燥处理后，绝缘电阻的介质损耗和泄漏电流值均出现明显的降低。

4)油箱空载损耗真空干燥法和感应涡流法。

这种方法的工作原理是通过给绕在箱壁上的励磁绕组供电，由箱壁感应出的交变磁通会产生一种涡流能量。利用这种涡流能量可以提高油箱内部温度，达到加热器身的目的。

具体匝数的绕制、施加电流的大小和通电时间的长短，以箱壁温度达到 90～100℃时为准。

5)零序电流干燥法。

零序电流干燥法的工作原理是选择合适的三相绕组，以串联或并联方式连接。其他电压等级的绕组开路。在所选绕组上施加零序电压，以在铁心中产生零序磁通，该零序磁通经油箱而闭合，并在油箱中产生涡流损耗，从而达到干燥器身的目的。

零序电流干燥法适合对中小型配电变压器现场干燥。

4、现场对大型变压器绕组的替换维修

现场抢修大型变压器绕组必须保证以下几点：

1）保证变压器器身不受潮；

2）要将更换的绕组和其绝缘件均放在抽真空的容器中。真空度必须保持在133Pa；

3）如果需要更换或进行拆除的是两相绕组，在拆除或重新绕制绕组的过程中，绕组故障线段的缠绕顺序须由里到外，先里后外缠绕目的是避免导线绝缘受到损伤，同时还能保证绕组能够绕得较紧；

4）具体工作过程中要逐相进行绕制；

5）需要对绕组做浸泡处理。必须用干净的绝缘油浸泡后，再用干净的棉白布擦净沾在垫块以及上、下铁轭、绝缘筒、油道撑条上的油污；

6）替换工作结束后，需要对油箱填充0．2Pa大气压的干燥压缩空气。填充干燥压缩空气的目的是避免在现场检修过程中吸入潮气；

7）对强油循环风冷大型变压器来说，在对油箱注油之前，必须要抽真空，以保证排除器身中的潮气。除油箱以外，其他需要排除潮气的各个部件是：潜油泵、净油器、冷却器、冷却器组支架、集油槽、高、中压及中性点套管式电流互感器升高座、气体继电器、储油柜、压力释放阀、有载分接开关油室。

现场对油箱的放油和注油必须要借助真空滤油机。经过真空脱气和注油后，还需要对高压大型变压器静置停放后才能进行油性能指标的测试。测试目的是检测油中是否存在气泡，如果存在气泡，则是以后发生电晕放电的隐患。

现场更换 220kV和500kV大型变压器绕组的技术关键是抢时间，争速度。变压器油纸绝缘暴露于空气的时间最长不能超过14h。因为在12～14h的时间段内，水分对绝缘纸的入侵仅限于表面，也就是说，油纸绝缘仅表面受潮，通过抽真空的方式比较容易去除。

根据现场维护人员得出的经验，抽真空的时间必须持续或大于绕组暴露于空气的时间。

现场更换变压器绕组的做法最好是分成两步：白天抢修绕组，晚上对油箱抽真空。这样安排使水分没有滞留时间。完成全部维修任务后，应立即对油箱填充氮气或干燥空气，防止潮气进入。

此外，对于现场需要替换的其他绝缘部件来说，均应处于干燥状态。

引线必须妥善放置，不能使其受到挤压或其他损伤。

在完成全部抢修工作后，最好进行现场局部放电试验。这是保证重新投入运行变压器可靠性的有效措施。

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