摘要：随着经济的提高，电网有了长足的发展。电力设备数量与日俱增，电力设备能否安全可靠地以最佳状态运行，对于提高电力企业生产能力和竞争力，确保能够安全地生产，进而改善整个企业的经济效益，以及整个国家的经济实力，都起着举足轻重的作用。在整个电力系统中，变压器是最关键的设备之一，其工作时的状态会直接影响到整个系统的运行水平。所以，要能及时地、准确地检测出变压器故障和异常状态以及潜在问题，这才能保证采取相应的措施来排除故障，因而变压器的故障诊断技术是值得关注的研究领域。
关键词：变压器；状态检修；技术
引言
当前，随着电网向超高压、大容量方向发展，保证输变电设备的安全运行越来越重要。在提高设备的运行可靠性的同时，也要确保较高的供电可靠率，这就对电力设备的维护提出了更高的要求。以往普遍采用设备定期维修的弊端越来越突出，如定期检修的盲目性、不经济性及周期的不合理性等。以状态检修逐步取代定期检修已成为电网设备检修的必然趋势。变压器作为电网的核心设备，其地位及作用是不可替代的。变压器状态检修是企业以安全、环境、效益等为基础，通过评估设备的运行状态来决定检修决策等手段，开展设备检修工作，达到设备运行安全可靠、检修成本合理的一种设备检修策略。
1变压器故障分类
变压器故障是由电、热、力三种破坏势力引起的，因此相应产生的故障，可以分为下列三种类型：放电故障、过热故障、变形故障。
1.1放电故障
击穿故障：绝缘击穿是变压器最严重的故障形式，变压器差动保护和轻重瓦斯、压力释放装置都可能动作跳闸，严重时变压器油箱爆裂起火，对电网的安全运行威胁最大。常见的击穿部位有绕组静电屏出线、内绕组的引出线、绕组绝缘角环、绕组匝层间和相间等绝缘薄弱处都可能发生击穿。电位悬浮放电故障：可能发生于变压器内的任何连接松动的金属部件，一般来说，电位悬浮放电不至于很快引起绝缘击穿，主要引起油色谱分析异常和局部放电量的增加，比较容易发现和处理。局部放电故障：可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位，如高压引线、高压绕组静电屏出线、相间围屏以及绕组匝间等。
1.2过热故障
变压器的过热故障主要分为两大类：一类是电流回路的过热，如分接开关或引线连接接触不良等；另一类是磁回路的过热，如铁心多点接地、硅钢片局部短路以及全星形变压器的过热故障等。
1.3变形故障
变形故障主要是由变压器的抗短路能力不足导致变形故障。部分生产时间较早的变压器，受当时的设计和制造水平的限制，其抗短路能力不足。部分制造厂设计及制造工艺方面缺乏成熟经验，也会导致产品抗短路能力不足。如果发生出口或近区短路，发生绕组变形损坏的概率将是很高的。变压器导线的抗弯能力差，再加上绕组与铁心之间不易塞紧，因此变压器内绕组在受到向内的辐向力作用下最容易发生变形。同时由于轴向绕组尺寸偏差等原因，也会导致轴向失稳。
2变压器在线监测技术
2.1局部放电在线监测技术
局部放电监测包括特高频监测，超声检测，高频电流，铁心接地异常电流监测等。系统利用小波消噪技术，自适应滤波技术，窄带消干扰技术，消除现场监测的干扰信号，同时能够对单个放电脉冲的时域、频域及时频分析，提供PRPD、PRPS及指纹图谱等统计分析，能够自动识别放电故障类型，能够电声、电电、声声多放电源定位，三维空间显示，能够多放电故障点跟踪，同时提供放电源在线连续跟踪定位模式，能够锁定放电位置，实时跟踪其位移、强度变化，跟踪其放电类型变化。
2.2铁心接地在线监测技术
通过连续监测铁心接地电流，可及时发现由于铁心多点接地所引起的铁心局部过热，可有效避免由铁心局部过热引起的变压器故障。
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2.3振动在线监测技术
通过对变压器振动的连续监测，同时结合历史指纹图以及变压器空载和负载状态的相关振动监测分析结果，达到可及时发现变压器内部的机械类故障（铁心紧固件松动、绕组变形等）水平，通过试验数据总结出故障判据进行故障频谱对比分析。
2.4温度在线监测技术
绝大多数高压电气设备出现故障之前都会出现温升异常，而局部过热又是导致绝缘下降的主要因素之一，因此通过红外测温技术对设备的温升异常进行监测，是目前电力领域的一种重要故障检测方法，是状态检测工作的重要组成部分。温度监测采用采用一体化的在线式红外热像仪和可见光摄像机，在现场预置各测量点，自动对高负荷设备进行数次温度和图像扫描，重点监测部位进行连续测温、发展趋势连续成像，实现变压器的温度监测，可清晰地观测故障点位置和严重程度。
2.5油色谱在线监测技术
油气监测采用色谱法实现对油中七种溶解气体（H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6）的检测。采用微水传感器实现对油中微水（H2O）的检测。油中气体和微水的检测采用专门的进油/回油管路，能在变压器不停电的条件下进行维护。采用先进的油气分离方式不存在将外部气体带入变压器油的风险。
3变压器状态检修技术的应用
3.1带电测试技术的应用
带电测试技术的选择，首先必须是成熟、可靠的测试技术，且有一定的运行经验。大力推广成熟带电测试技术，如：红外检测、容性设备带电测试及局放超声波定位等；同时深入研究引入新型带电测试技术，如：紫外检测、局放超高频检测等。以变压器超高频局放测试为例，2005年就开展了上述研究应用工作，对全网500kV主变及部分重要或疑似有缺陷的变压器进行了普查，发现了几起潜在故障，并及时消除。
3.2在线监测系统的应用
状态监测是状态检修工作的核心技术手段，大力开展状态监测工作，将状态监测列为状态检修核心，实现检修从常规检测到状态监测的过渡。结合广东电网远程监测诊断中心的建设，逐次规范整合已有的在线监测系统，适度加强监测技术的应用。在综合分析变压器绝缘状态监测的原理、方法和目前各种监测方法的优缺点的前提下，对不同监测参量对设备的影响程度进行评估，从而提出合理的监测方案和手段，有序开展相关工作。
3.3相关技术标准及规范的制定
规范设备技术标准及规范的管理是状态检修工作开展的必要条件，合理制定包含设备检修范围、周期、技术要求等具体内容的检修策略是状态检修工作的目标之一，建立涵盖各种设备状态检修策略的系列检修标准体系，从而制定合理的有针对性的检修方案。
结语
总之，以上就是我个人见解。首先通过研究变压器的结构和性能特性及其工作原理，为分析变压器监测手段和变压器故障提供理论支持。对各种故障进行分类分析，为故障诊断提供实践依据。
其次介绍了变压器在线状态监测技术，包括油色谱的在线监测、局部放电的在线监测、振动的在线监测、铁心接地电流的在线监测、温度的在线监测以及负荷电流的在线监测。不同在线监测的技术手段评估变压器方面不同，相互结合才能更全部的综合评估变压器的状态，判断其健康程度。
最后研究以变压器油色谱分析为主线的故障诊断方法，通过油中溶解气体分析来检测变压器内部潜伏性故障，了解故障发生的原因，掌握故障的发展趋势和严重程度，及时提出处理意见，主要包括判断有无故障、故障类型、故障的严重程度并提出相应的处理意见。并且需要根据油色谱分析数据并结合其他试验项目对变压器故障进行综合诊断。某些非故障原因也会使设备油中存在一定量的故障特征气体，因此判断设备内部有无故障时，应特别注意防止这些非故障因素产生气体干扰判断结果。
参考文献：
[1]梁艳丽，曹阳.变压器油色谱分析技术在设备状态检修中的应用[J].变压器，2011，48（12）：67-71.
[2]李明，潭亚娟，张帅.变压器内部潜伏性故障的分析和判断实例[J].变压器，2011，48（2）：74-75.
论文作者:张金明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/12
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