电厂电力变压器故障分析与检修策略研究

引言

随着社会经济的高速发展，社会对于电力资源的需求也在不断地增长，各地的电厂所面临的运行压力也在不断增长。而变压器作为电厂中最为核心的部件，一旦变压器在实际运行的过程中出现了故障问题，不仅会导致在一定的时间范围内出现停电，同时还有可能会引发严重的安全事故。而从当前我国电厂变压器运行的实际情况来看，在许多电厂当中都存在着变压器老化的问题，同时变压器的运行环境也相对较为复杂多变，传统的故障检修模式已经无法完全满足当前的实际需求，因此如何更加科学地做好变压器常见故障的分析以及检修成为了当前电力企业发展过程中需要重点思考的问题。

一、电厂电力变压器常见故障

1.绕组故障分析

绕组故障属于电厂电力变压器较为常见的故障类型，绕组故障主要分为绕组变形和匝间短路两类。绕组变形这一问题的出现主要是因为出口短路产生的巨大电动力冲击导致的，同时设备在运输过程中受到的机械冲击和支撑结构松动等，也可能会导致出现绕组变形的问题。绕组一旦变形，就会使其出现频率响应曲线异常等问题，而且绕组对地或者相间的电场也会发生相应的改变，增加了安全风险。而匝间短路则是由于绝缘纸老化或者机械振动磨损等原因，使得相邻线圈间绝缘失效。一旦出现了这样的故障，会使得短路匝中产生过大的环流，导致局部温度急剧升高，如果未能及时地处理，甚至还会导致变压器烧毁。

2.绝缘系统故障分析

油纸绝缘系统受到长期高温运行条件的影响，往往会发生不可逆的化学降解反应，同时，各种氧气和水分的存在也会进一步地加速这一过程。一旦油纸绝缘系统出现老化，绝缘纸的聚合度将会持续地下降，甚至会从新值的 1000~1200 降到 200 以下，此时基本失去机械强度。同时，油中糠醛的含量也会逐步地增加，击穿电压明显降低，这种绝缘老化虽然是一个较为缓慢的过程，但是由于持续时间很长，会使得系统整体的绝缘性能逐渐丧失，对于变压器的寿命有着极大的影响。除此之外，局部放电也属于变压器绝缘系统故障当中较为常见的一类。局部放电主要发生在绝缘内部的气隙、金属尖端、悬浮电位体或绝缘表面污秽等电场畸变区域。放电过程会产生超声波信号、电脉冲和化学分解产物，通过超声波检测、特高频检测可以发现放电活动，油中氢气含量会持续增长，严重时绝缘表面会出现树枝状放电痕迹。局部放电虽然能量较小，但长期作用会使绝缘材料逐渐劣化，形成碳化通道，放电能量不断增大，最终发展为贯穿性击穿。同时，产生的可燃气体积累到一定程度时可能引发爆炸事故。

二、电厂电力变压器故障检修策略

1.预防性检修策略

为了做好电厂电力变压器的故障检修工作，技术人员应当采取合适的预防性检修策略，而预防性检修策略涵盖了定期维护和实时故障监测预防。技术人员在每日开展常规的巡检工作时，应当检查变压器的各项核心参数是否在正常范围之内，并且做好相应的数据记录。每月开展的维护工作，应当重点检查呼吸器硅胶是否失效以及测试冷却系统的运行状况等。每年开展的检修工作应当重点测试各个关键子系统的运行状况，确保核心子系统都能够处于正常状态运行。此外，为了更好地做好变压器故障检修工作，技术人员还应当利用各种信息技术工具做好对变压器的状态监测[1]。技术人员可以借助油色谱监测系统，对于变压器当中的氢气、甲烷、乙烷等故障特征气体的含量变化做好相应的监测，同时通过在系统当中设定合理的报警值和增长率曲线，帮助技术人员提前发现各种故障的早期症状并且做好及时的处理，避免进一步故障的发生。同时，针对局部放电现象，也可通过在线超声波监测以及脉冲电流检测等方法对于各种微弱的放电信号进行捕捉，从而评估变压器内部的绝缘状态。

2.故障检修技术策略

故障诊断要采用多种方法相结合的方式。单一检测手段容易出现误判，需要综合分析各种信息。发现油中乙炔含量升高时，不能仅凭这一个指标就断定是电弧故障，还要结合局部放电检测、温度测量等其他手段进行确认。建立“电气试验+油质分析+在线监测”的综合诊断模式，三种方法相互验证，提高诊断准确性。制定标准的诊断流程，明确每种检测方法的应用条件和判断标准。同时，故障定位要使用专业的检测设备和方法，对于绕组变形问题，要使用频率响应分析仪进行详细测试，通过对比投运前后的频响曲线来判断变形程度和位置。对于匝间短路，可以使用低压脉冲法精确定位故障点，这种方法能够准确到具体的匝数。铁芯多点接地检测要使用专用的检测仪器，逐个测试铁芯叠片的绝缘状况。开展局部放电定位工作时，技术人员可运用脉冲电流法和超声波检测仪相结合的故障检测方式来做好相应的定位工作[2]。在开展检测工作时，必须做好相关数据的详细记录，包括检测过程中产生的数据以及波形图和照片等资料，做好相应的归档整理，为后续制定解决方案提供准确的数据支持。同时，如果在检修的过程中发现存在较为复杂的问题，应当及时地组织多个专业技术人员共同进行分析，进而避免因为误判而导致问题扩大，提升检修工作的质量和效率。

3.检修管理优化策略

检修管理要基于科学分析，统筹考虑设备状态、安全风险、经济效益等因素，制定合理的检修计划。建立设备档案管理制度，每台变压器要有完整的技术档案，记录从投运开始的所有检测数据、检修记录、故障情况等信息。定期分析这些数据，掌握设备状态变化趋势。建立健康状况评价体系，将各项检测指标进行量化打分，绝缘电阻、介质损耗、油质指标等每项都有对应的评分标准。综合得分可以反映设备整体健康水平，为检修决策提供依据。得分在 80 分以上的设备可以延长检修周期，60 分以下的要缩短检修间隔。同时，档案管理要做到数字化和标准化，建立统一的数据库系统，将所有设备信息录入计算机进行管理。数据录入要及时准确，检修完成后要在 24 小时内更新相关记录。建立数据分析模型，通过历史数据预测设备未来的状态变化趋势。对于关键设备要建立专门的跟踪档案，记录运行过程中的每一次异常情况[3]。同时要制定档案保管制度，确保数据的安全性和完整性。定期备份重要数据，防止数据丢失。要指定专人负责档案管理工作，建立数据录入、审核、更新的规范流程。除此之外，质量管理要建立完善的制度体系。制定检修作业指导书，详细描述每个工序的操作方法和注意事项。建立工序交接制度，前一工序完成后要经过验收才能进入下一道工序。设立质量监督岗位，专门负责检修过程的质量监控。建立质量问题处理机制，发现问题要立即停工整改，查明原因后才能继续施工。

三、结语

电力变压器的安全稳定运行是保障电力系统可靠性的重要基础，技术人员在开展日常管理工作的过程中应当结合实际情况采取最合适的检修手段开展故障检修工作。未来，随着物联网、大数据、人工智能等新技术的不断发展，变压器故障诊断和检修决策将更加智能化、精准化。

参考文献

[1]成理华.电厂干式变压器故障诊断的技术思考[J].江西煤炭科技,2024, (01):209-211.

[2]南华兴.电厂变压器故障的检测与诊断问题研究[J].电工技术,2019,(12):36-37.

[3]林小丽.浅谈电力变压器在运行时巡检及故障处理的方法[J].建材与装饰,2017,(25):211-212.