10kV變壓器狀態檢修與故障的研究

趙海波

摘要：在變壓器實際運行過程中，雖然變壓器內部具有較為全面的安全防護設施，但是由于變壓器內部組成構件復雜程度較高，再加上電網電能需求量的不斷調整，致使變壓器在實際運行中出現頻率較高異?，F象。因此，為保證10kV變壓器穩定運行，對10kV變壓器狀態檢修作業進行適當分析具有非常重要的意義。

關鍵詞：10kV;變壓器;狀態檢修;故障

一、電變壓器檢修的工藝要求及質量標準

1.1檢修內容

（1）檢查繞組外觀，繞組表面是否清潔。繞組絕緣，油道有無阻塞現象，必要時可用軟毛刷或綢布輕輕擦拭;檢查引線及引線絕緣，引線接頭的焊接，引線對各部位的絕緣距離，引線的固定情況是否符合要求。檢查絕緣支架有無松動、損壞和位移;檢查鐵芯的上下夾件/方鐵/繞組壓板的緊固程度和絕緣狀況，絕緣壓板有無爬電燒傷和放電痕跡，用扳手逐個緊固個部位的緊固螺栓。

（2）檢查鐵芯接地片的連接及絕緣狀況，測量鐵芯與上下夾件和鋼壓板與鐵芯間的絕緣電阻，清掃油箱內部，清除積存在油箱底部的油污雜質;檢查油箱密封膠墊，接頭是否良好，接頭是否放在油箱的直檢查油箱_上的焊點、焊縫中存在的沙眼等滲漏點進行補焊線部位。

（3）吸濕器安裝應緊固，可固定在變壓器油箱上，將吸濕器從變壓器上卸下，倒出內部吸附劑，檢查玻璃招應完好，并進行清掃。更換變色硅膠。吸濕器的連接口應墊入橡膠墊，在吸濕器油封罩中加入適量的變壓器油，用合格的變壓器油沖洗儲油柜內部，清掃油位計，儲油柜的油門要密封好，更換密封墊。有滲漏油的地方要進行補焊。外部進行清理，擦拭干凈，必要時進行刷漆;氣體繼電器上有一箭頭，標明指向儲油柜的方向，不得裝反。檢查氣體繼電器的安裝，檢查氣體繼電器本體水平及聯通管的升高坡度。

1.2工藝要求及質量標準

（1）繞組應清潔，表面無油垢，無變形，油道保持暢通，無油垢及其他雜物積存，外觀整齊清潔，引線絕緣包扎應完好，無變形、變脆，引線無斷股卡傷情況。引線接頭表面應平整、清潔，光滑無毛刺，并不得有其他雜質。

（2）絕緣支架應無破損、裂紋，變形及燒傷現象。鐵芯只允許--點接地，接地片其外露部分應包扎絕緣，防止鐵芯短路。鐵芯與上下夾件、方鐵、壓板、底腳板間均應保持良好絕緣。剛壓板與鐵芯間要有明顯的均勻間隙，絕緣壓板應保持完整、無破損和裂紋并有適當緊固度，鋼壓板不得構成閉合回路，同時應有一點接地。

（3）鐵芯應平整，絕緣漆膜無脫落，疊片緊密，邊側的硅鋼片不應翹起或成波浪狀，鐵芯各部表面應無油垢和雜質，片間無短路、搭接現象，接縫間隙符合要求絕緣電阻應大于1000MQ（2500V兆歐表），全面消除滲漏點，油箱內部潔凈、無銹蝕、漆膜完整;膠墊接頭粘合牢固，并放置在油箱直線部位，搭接面平放，搭接面長度不小于膠墊寬度的2～3倍，膠墊壓縮量為其厚度的1/3左右（膠棒壓縮量為1/2左右）。

二、10kV變壓器常見故障

2.1 10kV變壓器外部故障

10kV變壓器外部故障主要發生于10kV變壓器表層。發生頻率較高的10kV變壓器外部故障主要有絕緣套管破裂等。

2.2 10kV變壓器內部故障

10kV變壓器內部故障主要包括繞組故障、變壓器鐵芯故障、變壓器瓦斯保護故障等。其中繞組故障主要為繞組匝間短路、繞組出頭接頭開焊、繞組斷線、繞組接地等故障。

三、10kV變壓器狀態檢修措施

3.1 案例概述

某變電站一號主變壓器在停電試驗階段發現10kV套管出現高溫失靈情況。該變電站10kV主變壓器型號為SZ6-6500/36±3*3.5%，連接組別為Z，d13，短路阻抗為6.85%。在更換套管之后，采用色譜跟蹤法對絕緣油進行分析發現變壓器油中總烴、氫氣含量明顯上升。

3.2 10kV變壓器狀態檢修流程

首先，借鑒絕緣油色譜分析理論，變壓器維修人員應對主變壓器鐵芯接地電流進行測量。測得鐵芯接地電流為90.0mA，在正常值上限以下。在獲得鐵芯接地電流數據之后，組織開展停電試驗。測得10kV直流電阻測試三相不平衡度為55%。

其次，綜合采用色譜分析、紅外測溫等技術，對變壓器油進行色譜分析，確定該10kV變壓器中主要成分為乙烯。且后期10kV變壓器內部溫度遠超正常數值。

再次，對10kV主變壓器側端調壓開關、10kV主變壓器出線連接點、導電桿連接點進行逐一測試。并在10kV主變壓器油放出后，對10kV主變壓器側調壓開關進行測量。發現10kV主變壓器三相觸頭位置均出現不同程度的燒灼情況。

最后，通過對一號10kV主變壓器鐵芯接地直流電阻、絕緣電阻數值分析，可首先排除該10KV主變壓器接地短路風險、環流風險。隨后對直流電阻進行進一步測試，確定該10kV主變壓器存在高溫過熱故障。即高溫繞組接頭接觸不良。

通過對10kV主變壓器故障位置進一步分析，確定該10kV主變壓器故障位置為低壓相接頭連接位置。結合紅外線測溫圖像分析結果，發現繞組接頭位置為主要熱力故障源頭。即由于10kV主變壓器繞組接頭長時間處于箱體油浸內。再加上絕緣油良好的散熱性及導電桿良好的熱傳導性，促使整體變壓器熱量向上部套管傳遞，最終致使整體套管出現高壓套組故障。

在確定變壓器故障原因及變壓器故障部位之后，依據IEC標準、國際標準GB1094的相關規定，10kV主變壓器維修人員可對變壓器吊芯低壓相進行解體整修。在10kV主變壓器解體整修過程中，發現該10kV主變壓器低壓相繞組軟連接位置、導電桿連接螺栓位置均出現不同程度的松動情況。且導電桿連接螺栓位置無備帽。隨后在10kV主變壓器低壓相接頭位置緊固處理后，測得三相直流電阻測試結果為58.98mΩ、55.96mΩ、52.10mΩ，低于標準值限度。同時考慮到10kV主變壓器吊芯整修費用、設備運行要求，在整體套管位置主要采用了微創型修復模式，10kV主變壓器恢復正常運行。

3.3 10kV變壓器狀態檢修要點

一方面，基于10kV變壓器電壓適應范圍廣、電流適應頻譜寬的特點，在實際10kV變壓器狀態檢修過程中，10kV變壓器狀態檢修人員可以10kV變壓器油位、電流為檢測要點，利用色譜頻譜分析技術、油箱頻譜分析技術，對10kV變壓器各模塊技術參數進行全方位在線監測。如在油氣監測色譜法應用過程中，可對油中溶解的一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷等氣體進行檢測。隨后采用溫水傳感器對油中微水進行測量。結合專門進水、回油管路的應用，可以在變壓器正常運行的情況下進行維護管理。

另一方面，在10kV變壓器狀態檢測過程中，10kV變壓器檢測干擾信號為檢測主要影響因素。因此，在10KV變壓器狀態檢測過程中，相關檢測人員可以利用局部放電檢測技術，減弱變壓器檢測階段產生的異常電流干擾信號。如利用自適應濾波技術可以對單一放電脈沖時域、時頻、頻域進行逐一分析。結合指紋圖譜，自動識別聲聲多放電源定位及三維空間構型。

四、結束語

綜上所述，相較于傳統定期檢修模式而言，10kV變壓器狀態維修可以全天候不間斷開展監控維修作業，在保證每項檢測工作穩定運行的同時，也可以降低人力資源及物資資源損耗。因此，在10kV變壓器運行過程中，10kV變壓器維修人員可依據具體10kV變壓器故障因素，合理采用紅外測溫技術、鐵芯接地測試技術、色譜分析技術等狀態檢測技術。結合對應檢修方案的合理規劃，可有效提高10kV變壓器檢修效率。

參考文獻：

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