第六节 变压器的状态检修

一、状态检修的定义

所谓定期检修，即不论变压器的状态如何，只要到期便进行检修。它是单纯以时间为基础而安排的检修。多年来，由于受维护手段及预知诊断技术的限制，对配网设备一直沿用“到期必修”的定期检修制度，这种检修制度，不能客观的反映设备内在的质量和运行工况等因素的差异，既缺乏合理性和科学性，又具有很大的盲目性。许多设备应修而未修，轻则影响其技术性能和使用寿命、重则会造成损坏或事故，也有更多的设备不该修而修，造成人力、物力和财力的严重浪费，还有设备因检修不当而影响正常使用。因此，针

对不同设备的具体情况，开展科学的诊断性状态检修势在必行。

所谓状态检修，则是根据各种仪器的监测结果和运行人员的巡查记录，经过运行技术人员的分析，按照设备运行的实际情况，实事求是地策划设备的检修行为。随着新技术的发展、试验设备性能的不断提高和试验方法的不断完善，对运行设备几十年的运行维护和修试所积累的丰富经验，以及通过城网、农网改造，对配电变压器从设计、原材料、制造工艺等方面技术升级而使其整体质量大为提高，使得开展配电网设备状态检修工作具备了基本条件。但是，设备状态检修总体还处于探索阶段，缺乏成熟的经验和相关的技术标准，在此提出一些原则性的思路和操作办法，在实践中还需进一步总结、提高和完善。

二、变压器状态检修的必要性和可行性

作为变压器检修的常用方式，预防性试验和定期检修有很大的盲目性和强制性，主要存在以下几个方面的问题：

（1）浪费了大量的人力物力。

（2）增加了变压器的停电次数和停电时间，造成了频繁的运行操作，增加了误操作的事故率。

（3）过度检修造成设备的频繁拆卸，增加了在检修过程中产生新的设备隐患。

（4）检修后按要求进行的耐压等试验也会对变压器造成不可逆损伤，使其总体寿命下降。

（5）事故检修也增加了变压器的检修难度和检修费用。

变压器状态检修的基础在于监测技术和诊断技术，即通过各种检测手段来正确判断变压器目前的状况。随着传感技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论，以及微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术等综合智能系统，在状态监测及故障诊断中的应用，使基于变压器设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展，成为电力系统中的一个重要研究领域。有关状态检修技术的研究大致可以分为寿命预测、故障诊断、信息管理与决策等几个方面。

三、设备状态检修指导思想

（1）设备的状态检修是近年来随着电力工业的迅猛发展，系统自动化水平以及对供电可靠性要求的提高而提出的一种检修策略，是建立在预知诊断基础上的科学检修管理方法，必须依靠先进检测手段、试验技术为技术保障，并根据运行经验和运行工况综合分析判断后，确定其检修周期和项目。

（2）实施配网设备状态检修应坚持中长期规划与总体发展相结合、需要与可能相结合的原则：坚持预防为主、综合改造、应修必修、修必修好的原则；坚持逐步采用新设备、新材料、新技术、新工艺提高电网装备，并具有一定的先进水平的原则。

（3）新入网设备应选用无油化、小型化及免维护或少维护的高技术性能设备，按照全面规划、逐步实施、总结经验、全面推广的思路，逐步改造目前运行中的不符合设备状态检修要求的低技术性能设备。

（4）当前的配网设备检修工作应按照计划检修和诊断性状态检修相结合的方针开展检修工作，待条件成熟后，则完全实行状态检修。

开展设备状态检修，应遵循的技术原则必须以相关的国家标准、行业标准和规范、规程为依据。

四、设备状态检修基本操作方法

（1）变压器的状态检修，应将一些可能的项目分散在临时性检修、小修和维护工作中完成，大修时要做到应修必修、修必修好，依靠严格修试质量，适当延长检修周期，降低运行成本，提高供电可靠性。

（2）必须加强对设备的选型、出厂试验、运输安装、验收投运及运行监督等全过程的安全管理，建立健全技术档案，为设备的状态检修创造条件。

（3）当前的设备检修工作应按照计划检修和诊断性状态检修相结合的方针开展，其目的在于继续积累设备检修工作经验，为全面开展状态检修工作奠定基础。要开展好这项工作，就必须做好以下几方面的工作：

1）加强配电职工培训工作，使所有配电运行工作人员熟练掌握设备运行有关标准、规程规定，也就是掌握衡量设备运行状态是否良好的标尺，这样既可指导职工正确判断设备缺陷，又可为全面开展设备状态检修工作打好坚实的人员素质基础。要做好此类工作，不仅要加强规程学习，也要注重实路演练，使职工逐步掌握设备状态检修相关技能。

2）重视设备运行中的缺陷管理，教育职工要加深对各自分管设备的了解程度，做到对设备运行状态心中有数。这是开展设备状态检修工作对运行人员的最根本要求，所以要求配电运行人员，要认真对设备缺陷进行准确分类，有针对性地开展设备缺陷对设备运行状态造成影响的预测，以便合理安排时间进行消除。

3）抓好设备运行技术资料管理。各配电运行班组要做好设备运行技术资料的收集、整理和积累工作，包括设备基础档案、日常运行记录、设备缺陷记录、检修验收记录、设备预试记录等资料，务必做到全面、真实、详细，为开展状态检修提供依据。

4）及时掌握设备的更新换代信息，加大新设备、新技术的运用。新入网设备一律采用免维护、少维护和节能型的高技术性能产品，逐步淘汰目前运行中的不符合设备状态检修要求的低技术性能设备。

5）对配变应加强负荷管理，城镇公网配变应每月测量一次负荷，对重要配变加装配变运行综合分析仪，实行实时监测。农村综合配变每季应进行一次负荷测量，如实掌握配变的负荷情况，防止长期超负荷运行，对于超负荷运行的配变应增加绝缘摇测次数。掌握配变的绝缘状态，为配变大修提供依据。配变大修应根据设备的综合判定分析后进行，如：绝缘电阻严重不合格、油化验不合格、运行时间超过10年、事故损坏情况等。

6）对于10kV架空线路断路器的检查，应结合变电所或馈路停电综检，一并进行。运行班站应及时记录所维管断路器的断合次数，并注明是事故短路跳闸或正常负荷开断。为断路器状态检修提供依据。

7）运行班组应加强对配电网防污闪工作的认识，每年10月底前制订出切实可行的配电网防污闪措施计划，条件允许时组织进行盐密及泄漏电流测量，认真调查污源情况，对所维管的线路设备逐条逐台进行设备污秽等级划分，并绘制相应的污区分布图。

五、用现代化技术支持设备状态检修

新型电力设备不断出现，形成了目前设备多样化、运行方式复杂化的局面，要得到正

确的状态判断，必须对大量的相关信息进行采集、分析。

1.加装设备状态在线监测装置

在设备状态特征量的采集上，根据其产生、变化特点和目前能够实现的技术条件，最佳采集方案是人工巡视、在线监测、带电测量、预防性试验等多种监测手段相结合。这样既可及时发现仪器采样无法获取的设备表面缺陷，又可弥补在两次预试中间发生内在缺陷、人工巡视无法发现的缺点。

在线监测能够实时反映所测量的变化，对配变等设备加装运行状态综合测试仪，可对其负荷情况、气体密度、油绝缘、接头温升、绝缘子表面泄漏电流等重要运行参数进行实时监控。但由于在线监测装置本身精度、可靠性、运行维护、实施难度、资金等方面的因素，目前不可能全面开展。因此，目前在对设备状态的判断过程中，仍以预试数据为主，在此基础上逐步完善在线监测技术，积累对在线监测数据的判断标准。

2.购置设备状态诊断分析软件

设备状态诊断系统是为了对众多状态特征量进行综合分析判断而建立的一种分析软件，主要包括基础信息库、动态信息库、知识（判断）库和状态分析单元、策略生成单元等。基础信息库包含了设备投运或大修后的初始状态信息，是对设备状态变化趋势进行分析的基础；动态信息库中的各种数据是设备运行过程信息的积累，不仅反映了设备目前的运行状态，而且是进行状态预测和制订状态检修策略的依据；知识库存放着量化了的标准和专业知识，是对信息库中信息进行分析、判断的标准，判据的准确性、合理性直接关系到对断路器状态的判定和预测是否正确，知识库需要在实际运用中不断学习和完善，是一个开放的系统；状态分析单元是联络软件系统协调工作的纽带，负责系统的逻辑推理过程。

六、变压器状态检修的检测技术1.寿命评估

变压器剩余寿命的评估是当今监测与需要对变压器进行综合分析。2.在线检测技术

（1）局部放电在线监测技术。变压器内部出现故障或运行条件恶劣，会由于局部场强过高而产生局部放电，对局部放电的检测，总体上可分为电气测量法和非电测量法（包括超声波法、光学法、测分解物法等）。

（2）油中气体的在线分析技术。长期以来，油浸变压器油中的气体成分和含量的气相色谱分析法一直是判断变压器内部状态的重要手段。其原理是利用所采集的气体浓度的相对比值，推测出油或油纸绝缘所处的裂解条件。

（3）红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、线圈导体接头虚焊、过负荷运行时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

（4）图像识别技术。运用图像识别技术，对变压器内油位、渗漏油及内外封装情况进行在线监测，可以直观了解变压器运行状态。这种方法的准确率高，但要建立在视频技术成熟的基础上。

3.变压器状态检修的系统结构

有了设备的在线监测数据，加上适当的网络结构和高级分析软件，便形成了变压器的状态检修系统。

（1）光纤令牌网+modem。当设备出现异常，采集节点测量出信号，记录几个工频周期的数据，节点上的数据通过modem用拨号的方式传递到远方控制中心，以实现整个系统的数据共享。

（2）基于多代理技术的状态检修系统。一般将Agent定义为协同计算环境中持续发挥作用的计算实体。它以事故处理为中心，具有独立性、自主性和互交性。在COMMAS中每一个Agent可以独立完成与自己相关的那部分分析工作。

（3）高级分析系统。对于检修系统检测到的变压器的状态数据，光靠人工进行数据的处理、分析，是远远不够的，可以用基于人工智能的专家系统，同时引入模糊数学、人工神经网络等新技术进行系统分析。

七、开展电气设备状态检修应注意的问题1.在管理方面

（1）人员技术素质有待提高。现有运行检修人员还不完全具备实施状态检修所需要的较全面的技术知识，对状态信息的收集方法，尚不熟悉。

（2）数据资料缺乏。尤其是缺乏全国范围的同类型设备及部件的可靠性统计数据。

（3）现行体制需要完善。现行检修工作的计划制订、决策实施、经费拨付、效益评定等方式都不利于发挥自身积极性、采用新的检修技术和体制。

2.技术方面的问题

状态监测与故障诊断技术需要提高和完善。状态监测与故障诊断技术正逐步得到广泛应用。在设备的检修管理与检修决策方面做的工作还不能完全满足设备状态检修的需要。在故障诊断的正确率、系统的念定性等方面还存在问题。

八、状态检修以掌握设备的运行状态为依据

使设备尽可能处于良好运行状态，只有设备到了即将遭受破坏的临界状态才停止运行进行检修，这样可以延长设备的检修周期，提高设备的利用率，增加供电量，降低检修成本。

应熟悉变压器正常与异常运行时的声音。变压器正常运行时发出“嗡嗡”的声音，当有其他杂音时，应认真查找原因。但产生杂音的因素很多且复杂，发生的部位也不尽相同，主要有以下几种情况：

（1）仍是“嗡嗡”声，但比原来大，且无杂音，也可能随着负荷的变化而变化，呈现低而较大的“轰轰”声，这时变压器指示仪表的指针同时晃动。这种情况可能是过电压引起的。

（2）听到“吧啦吧啦”的金属撞击声，但仪表指示正常，油位及油温均正常。这种情况可能是夹紧铁芯的螺栓松动或内部有些零件松动引起的。

（3）当听到“噼噼啪啪”的放电声音时，应引起重视，可能是变压器内部绝缘有局部放电或铁芯接地片已断开。

（4）听到“咕嘟咕嘟”像水开了似的声音，这时应特别重视，可能是线圈匝间短路、引线接触不良或分接开关接触不良所致。

九、加强对变压器的直观检查

（1）如果发现变压器的油颜色变暗，黏度增大。可以判断变压器油老化，这时变压器油的绝缘强度降低，易引起绕组与外壳的击穿。

（2）如果发现油色变黑，且有特殊气味，油温升高。一般是铁芯片熔化或铁芯两点接地造成的。

（3）定期用红外线测温仪检测变压器的高、低压绝缘子与导线连接处及变压器的各个部位，看有无过热现象。

（4）定期检查变压器呼吸器，防止呼吸堵塞。呼吸器发生堵塞，如果不及时处理，变压器不能呼吸可能造成防爆膜破裂、漏油、进水或假油面等现象。

（5）经常察看变压器和放油阀、散热片及油门、箱体、绝缘子等有无渗漏油，各种胶垫有无老化现象。

（6）在环境温度变化较大时，加强对油枕油位的观测，防止油位出现急剧变化。十、正确分析保护动作

瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的部分故障，一般是先轻瓦斯动作发出信号，重瓦斯动作跳闸。但是当变压器发生较大穿越性故障电流时，在穿越故障电流的作用下，绕组或多或少产生辐向位移，将使一次和二次绕组间的油隙增大，油隙内和绕组外侧产生一定的压力差，加速油的流动，当压力差变化大时，瓦斯继电器可能误动。另外，穿越性故障电流使绕组发热，虽然短路时间较短，但当短路电流很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成瓦斯继电器误动。因此，当变压器瓦斯动作后，电气试验变压器无异常，应检查瓦斯继电器内气体性质，如果气体不可燃，且无色无味，油的闪点不降低，则可认为是空气进入继电器或瓦斯误动，此时变压器可继续运行。若气体为黄色不易燃的，可判断为木质绝缘损坏。气体为灰色或黑色易燃者，可能是油故障；气体为淡灰色带强烈臭味且可燃的，是纸或纸板绝缘损坏。当变压器的差动保护和瓦斯保护同时动作，在未查明原因和消除故障前，不准合闸送电。

十一、加强对变压器的化学分析和电气试验1.化学分析

每年对变压器油进行一次气相色谱分析，三年左右进行一次酸值测定、水溶液性酸和碱测定、闪点测定、微水量测定及电气强度测试。油中气体的主要成分是氧气和氮气，另外，由于绝缘材料在运行中受电、热吸氧的作用，会发生缓慢的化学反应，而产生少量的氢、低分子烃类和碳的氧化物等气体。变压器在正常运行条件下，产生的热量不足以使油原子的碳键断裂或烃类化合物脱氢。但当变压器内部发生故障，产生的能量会使烃类化合物的键断裂，而产生低分子烃类气体或氢气以及碳的氧化物等气体，因此，发生故障时各种气体成分变化很大，从而为故障判断提供了依据。

2.电气试验

对运行中的变压器周期性进行定期试验，主要试验项目有：绝缘电阻和吸收比试验、44

介质损失角正切试验、直流电阻试验。把历次试验结果进行认真比较，对变压器的健康状况作出正确分析。