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    1、變壓器維護

    1.變壓器維護的經濟意義

    根據變壓器管理部門和運行部門的經驗，變壓器在運行前lO年，尤其是運行的前3年，其故障率最高。

    根據美國電力部門的運行經驗，對于765kV超高壓變壓器來說，運行的初期故障率很高。有許多故障出現在運行頭幾天，甚至出現在剛剛投入運行幾小時內，甚至幾十分鐘內。因此必須重視和加強對變壓器投運初期的運行維護。

    雖然在運行的初期階段，檢修和更換部件需要花費一定費用，但這些費用的消耗對于及時或較早發現存在的缺陷，避免后來產生嚴重后果是很有價值的。

    實踐證明，良好的保養程序可以使變壓器壽命延長。因此制定維護保養程序的經濟意義就是延長變壓器壽命。

    2.變壓器維護戰略

    變壓器維護的戰略一般有三種：預測性維護、預防性維護、狀態性維護。

    預測性維護是利用自動報警診斷裝置對變壓器進行監測。預測性維護需要借助狀態分析的方式和手段。例如，對變壓器油的各項性能指標分析，進行紅外檢測，對變壓器做外觀檢查，油中溶氣分析等。

    預防性維護是一種周期性、階段性的維護戰略。它包括計劃性檢修，例如，定期對變壓器進行各種檢測，按照計劃對變壓器進行帶電試驗和在線監測等。預防性維護是在狀態分析之后，由廠家制定維護時間所進行的一種維護。

    狀態性維護是針對有問題的變壓器進行維護。它需要詳細分析、檢查、修理或替換變壓器需要進行維修替換的部件。

    3、變壓器的現場檢測

    1.各種現場檢測方法和檢測內容

    目前采用的方法主要有外觀檢查和借助于各種便攜裝置(如檢測器、傳感器等)進行檢測，此外，還包括用吸附劑進行現場吸附處理以及檢測變壓器繞組變形的方法。

    檢測內容涉及運行狀態下不同溫度的油中濕度；確定油中機械雜質的碎粒和油的可靠性；測定油中的抗氧化附加劑含量；測定油的剩余穩定性；測定油中的呋喃含量；測定不同溫度下油的tanδ值和導電性；利用熱虹管過濾器分析硅膠；測定繞組和套管的絕緣性能；測定固體絕緣中的水分含量；測量變壓器局部放電；測量變壓器的紅外圖像；測量變壓器聲級；測量變壓器油箱的振動情況；測量油泵和冷卻風扇的工作狀態；測量變壓器短路阻抗；測量變壓器的空載電流和損耗；測量各種溫度下套管的油壓；計算套管的電氣絕緣強度；測量繞組的直流電阻和分接開關不同分接位置的觸點電阻；測量分接開關運行的工作狀態；測量油泵和風扇電動機的相電流。

    變壓器外觀檢查的內容如下：

    1)檢查變壓器聲音是否正常；

    2)檢查變壓器一、二次母線連接是否正常，檢查變壓器外殼接地足否正常；

    3)檢查瓷套管是否清潔，是否存在破損、裂隙和放電燒毀等；

    4)檢查變壓器有無滲漏現象，油色及油量是否正常；

    5)檢查氣體繼電器運行是否正常，有無動作；

    6)檢查防爆管膈膜是否完好，是否存在裂紋及存油；

    7)檢查硅膠吸濕器是否變色；

    8)檢查冷卻裝置運行情況是否正常，冷卻器中，油壓應比水壓高1～1.5個大氣壓。冷卻器出水中不應有油，水冷卻器部分應無漏水。

    2.大型變壓器的現場局部放電試驗

    現場對大型變壓器進行局部放電試驗，是保證搶修變壓器能夠重新安全運行的保證。

    現場局部放電裝置應配有放大器和指示器。對三相變壓器來說，通常采用逐相感應的方式進行局部放電試驗。采用三倍頻加壓方式進行局部放電測量。

    現場局部放電是評定維修變壓器絕緣性能的一種有效方法。它的最優越之處是可節省往返運輸變壓器的費用，其次是一旦變壓器存在故障，可即時發現。

    3.極化和非極化電流測定法

    現場評價變壓器絕緣性能的另一種方法是測量極化和非極化電流。由于在大故障電流下，變壓器要經受嚴重的短路，這些外部短路可引起繞組變形或位移。特別是對運行多年的老變壓器來說，由于本身機械強度已經降低，所以在經受短路力作用下更容易被破壞。

    在大多數情況下，繞組的位移并不會立即導致變壓器故障。但是繞組的位移卻能夠在后來的過電壓應力下，導致變壓器絕緣擊穿。

    4.現場檢測裝置

    4.1氫氣現場檢測裝置

    多年的運行經驗表明，不管變壓器的故障是何種類型，也不管故障位置在何處，在油中溶解的氣體中均含有氫氣。這是氫氣容易被檢測出來的主要原因。

    眾所周知，變壓器油在500℃高溫下會產生氫氣。氫氣的生成量主要取決于故障的性質和故障部位的溫度。

    由于氫分子要比其他烴類氣體的分子都小，而且油中溶解氫氣的注意值是15O×10-4%，所以現場檢測氫氣要比檢測其他烴類氣體更容易。

    實際檢測表明，氫氣雖然容易被檢測出來，但氫氣的提取極大地受油中空氣含量的影響。如果在壓力不足的情況下，油中殘留的空氣則容易形成氣泡，這給氫氣進入殘余空氣形成氣泡創造了更為有利的條件，提高了氫氣的容易提取性。此外，由于空氣是提取氫氣的載體，如果絕緣油中存在大量殘余空氣，則會加速氫氣的反應效率，這便是氫氣為什么比其他烴類氣體更容易現場檢測的另一個原因。

    變壓器絕緣油熱分解所需要的溫度和產生的各種烴類氣體見。

    變壓器絕緣油熱分解所需要的溫度和產生的各種烴類氣體

    4.2乙炔現場檢測裝置

    大約在750℃高溫下，變壓器油中可產生乙炔。超高壓變壓器的乙炔注意值為3×10-4%，在1000℃以上高溫過熱故障和各種放電型故障(變壓器局部放電、火花放電、油中電弧放電故障)中，都會出現乙炔。

    乙炔現場檢測裝置由脫氣裝罱、乙炔傳感器、控制裝置和數據處理以及輸出幾大部分組成。它的主要特點是通過現場分析檢測，研究故障的發展趨勢。對及早發現異常、預防潛伏性故障很有必要。

    乙炔現場檢測步驟如下：

    脫氣。通過循環氣泵的作用，使油樣中的微量乙炔被載氣送到吸收比色池，然后當載氣通過脫氣瓶時，乙炔從載氣中脫出，循環往復，達到脫氣的目的。

    采用比色法區分乙炔的工作原理是乙炔通過吸收發色液而發生反應，生成有色化合物。有色化合物濃度與乙炔濃度成正比。通過測量有色化合物的濃度便可確定乙炔的含量。現場乙炔脫氣裝置流程

    3、現場干燥受潮變壓器

    一臺變壓器的干燥程度直接影響絕緣系統的可靠性及其他性能指標。因此要延長變壓器壽命，首先要保證絕緣系統的干燥。

    現場干燥受潮變壓器之前，應該先確定變壓器的受潮程度和狀況：

    1)暴露在空氣中的時間是否超過規定值；

    2)繞組受潮程度和絕緣電阻是否超標；

    3)空氣干燥器中的硅膠受潮變色程度；

    4)繞組是否經過重新繞制；

    5)變壓器油的濕度是否超標；

    6)是否有滲漏油現象；

    如果變壓器具備上述一種情況，則應該實施現場干燥處理。

    干燥方法如下：

    1)熱油循環法。

    熱油循環法針對受潮程度不太嚴重的變壓器較為有效。

    熱油循環法的工作原理是用熱油作為干燥變壓器的介質，通過渦流加熱變壓器器身后，能夠使纖維絕緣受熱，從而使水分得以揮發和擴散。這種方法需要每隔幾小時抽一次真空。油箱的真空程度應保持在l33Pa以下。熱油循環溫度要保持在60～70℃。

    2)熱油噴淋干燥法。

    熱油噴淋干燥法也是現場干燥較常用的一種方法。它適用于大中型油浸變壓器。

    熱油噴淋干燥法的工作原理是通過采用專門的噴嘴，把IO0℃高溫霧化后的油注入到變壓器油箱中，再用噴嘴向變壓器器身噴淋，從而達到器身溫度上升的目的。

    通過抽真空的方式可排除掉器身的水蒸氣。這種熱油噴淋方法干燥處理設備簡單，對于進水較多的大型變壓器的現場干燥較為有效。

    3)現場繞組帶電干燥法。

    現場繞組帶電干燥法的工作原理是將變壓器的二次繞組短接，對一次繞組通電，使一次、二次繞組通過的電流熱效應達到烘干絕緣的目的。

    這種方法必須借助真空濾油機排除油中的潮氣。通過對比烘烤前后的高壓、中壓、低壓三相對地絕緣電阻可以看出，經過干燥處理后，絕緣電阻的介質損耗和泄漏電流值均出現明顯的降低。

    4)油箱空載損耗真空干燥法和感應渦流法。

    這種方法的工作原理是通過給繞在箱壁上的勵磁繞組供電，由箱壁感應出的交變磁通會產生一種渦流能量。利用這種渦流能量可以提高油箱內部溫度，達到加熱器身的目的。

    具體匝數的繞制、施加電流的大小和通電時間的長短，以箱壁溫度達到90～100℃時為準。

    5)零序電流干燥法。

    零序電流干燥法的工作原理是選擇合適的三相繞組，以串聯或并聯方式連接。其他電壓等級的繞組開路。在所選繞組上施加零序電壓，以在鐵心中產生零序磁通，該零序磁通經油箱而閉合，并在油箱中產生渦流損耗，從而達到干燥器身的目的。

    零序電流干燥法適合對中小型配電變壓器現場干燥。

    4、現場對大型變壓器繞組的替換維修

    現場搶修大型變壓器繞組必須保證以下幾點：

    1）保證變壓器器身不受潮；

    2）要將更換的繞組和其絕緣件均放在抽真空的容器中。真空度必須保持在133Pa；

    3）如果需要更換或進行拆除的是兩相繞組，在拆除或重新繞制繞組的過程中，繞組故障線段的纏繞順序須由里到外，先里后外纏繞目的是避免導線絕緣受到損傷，同時還能保證繞組能夠繞得較緊；

    4）具體工作過程中要逐相進行繞制；

    5）需要對繞組做浸泡處理。必須用干凈的絕緣油浸泡后，再用干凈的棉白布擦凈沾在墊塊以及上、下鐵軛、絕緣筒、油道撐條上的油污；

    6）替換工作結束后，需要對油箱填充0．2Pa大氣壓的干燥壓縮空氣。填充干燥壓縮空氣的目的是避免在現場檢修過程中吸入潮氣；

    7）對強油循環風冷大型變壓器來說，在對油箱注油之前，必須要抽真空，以保證排除器身中的潮氣。除油箱以外，其他需要排除潮氣的各個部件是：潛油泵、凈油器、冷卻器、冷卻器組支架、集油槽、高、中壓及中性點套管式電流互感器升高座、氣體繼電器、儲油柜、壓力釋放閥、有載分接開關油室。

    現場對油箱的放油和注油必須要借助真空濾油機。經過真空脫氣和注油后，還需要對高壓大型變壓器靜置停放后才能進行油性能指標的測試。測試目的是檢測油中是否存在氣泡，如果存在氣泡，則是以后發生電暈放電的隱患。

    現場更換220kV和500kV大型變壓器繞組的技術關鍵是搶時間，爭速度。變壓器油紙絕緣暴露于空氣的時間最長不能超過14h。因為在12～14h的時間段內，水分對絕緣紙的入侵僅限于表面，也就是說，油紙絕緣僅表面受潮，通過抽真空的方式比較容易去除。

    根據現場維護人員得出的經驗，抽真空的時間必須持續或大于繞組暴露于空氣的時間。

    現場更換變壓器繞組的做法最好是分成兩步：白天搶修繞組，晚上對油箱抽真空。這樣安排使水分沒有滯留時間。完成全部維修任務后，應立即對油箱填充氮氣或干燥空氣，防止潮氣進入。

    此外，對于現場需要替換的其他絕緣部件來說，均應處于干燥狀態。

    引線必須妥善放置，不能使其受到擠壓或其他損傷。

    在完成全部搶修工作后，最好進行現場局部放電試驗。這是保證重新投入運行變壓器可靠性的有效