1 实施变压器状态检修的必要性
长期以来电力变压器检修体制主要实行的是以事后维修, 预防性维修为主的计划检修体制。这种检修体制一般采取定期维护形式, 检修项目、工期安排和检修周期均由管理部门根据相应的规程或经验确定, 电力变压器运行到了规定的检修周期, 不论设备处于什么样的运行工况, 也不论设备供应商的差异、设计材料的优劣、工艺质量的好坏、运行方式的区别、有无影响安全运行的缺陷等, 都必须“到期必修”。“到期必修”的依据是设备检修周期, 从保证设备安全运行的角度来看, 计划检修似乎不会出现大的问题, 但从综合管理的角度看却不合理, 主要表现在设备到期必修按固定模式检修, 并非根据设备的实际情况确定, 因此, 从维护设备正常运行的角度看, 定期维修有利于消除电力变压器的隐含故障或缺陷, 但对于运行状况良好的电力变压器并不能有效地提高设备运行率;同时会造成检修单位人力、物力的浪费, 有时还会把好的设备修坏, 变成“劳而无功, 劳而有过”。这种检修模式使设备运行维护单位对于设备检修没有自主权, 不能根据设备实际状况决定检修项目。
2 状态检修的优越性
(1) 合理安排生产和检修, 做到该修必修, 可以使检修人员现场定期试验和测量工作减轻到最小, 从而节约大量的人力物力, 减少停电检修时间, 使现有的运行变压器创造更大的安全和经济效益。
(2) 减少变压器停电试验和维修的盲目性, 减少变压器因检修而引发故障的可能性, 延长变压器运行寿命, 使变压器维护更加科学。
(3) 减少停电时间和开关操作量, 提高电力系统供电可靠性、经济性和安全性。
(4) 通过电力变压器的状态分析, 可以及时发现变压器运行中的发展性绝缘缺陷, 防止突发性绝缘事故发生, 降低变压器事故率, 对于预防类似事故、改进产品质量、提高设备监督管理水平具有重要的指导意义。
(5) 实现电力变压器的状态检修后, 把计划性停电降低到最少, 可增加售电收入, 提高供电可靠性和用户满意度。
3 电力变压器在线监测与诊断装置GD—30e系统在供电公司的应用
(1) 2006年3月, 某供电公司与普瑞电力控制系统设备有限公司合作开发了开发和集成了GD—30e变压器在线监视和诊断系统, 在该电力公司的变电站共安装了5套GD—30e变压器在线监视和诊断系统, 经过2年的运行实践检验, 该系统积累了大量的变压器运行数据, 并成功捕捉了多起变压器潜在故障, 产生了巨大的经济效益。
(2) 孙村变压器故障捕捉实例。
1) 变压器型号及检测情况。
2007年3月5日, 某供电公司孙村变电站#1主变压器 (SFPS—120000/220) , 系统报警总烃超标, 高达1100μl/l以上, 系统给出初步诊断意见:变压器内部存在过热性故障。由于该变电站为220k V枢纽站, 在系统中位置十分重要, 所供区域工业负荷集中, 变压器停运将造成大面积限电和系统长期的非正常方式运行, 而更新变压器还有资金需求巨大、设备制造周期长的问题。在将该缺陷汇报省公司之后, 公司对该变压器的运行采取了连续跟踪分析油样色谱的措施, 藉以判断变压器缺陷的根本原因和发展, 从而在不得不停电时采取措施实施紧急的、必要的检修, 并结合数据变化提出了限负荷运行管理要求, 主变油样色谱分析历次数据如表1所示。 (μl/l) 。
2) 故障诊断与分析。
由各次的色谱分析进行三比值对照, 编码均为0、2、2, 故障属于高于700℃高温范围的过热性故障, 而油中分解气体无乙炔和氢气, 所以不属于放电性过热和油纸过热, 初步判断应为裸导体接触性过热或铁芯局部过热。厂方专家分析讨论取得一致意见, 认为故障特征的可能范围。
(1) 引线部分故障。穿缆引线绝缘损坏与套管中的铜管内壁接触, 造成等电位分流过热。
(2) 有载调压开关故障。调压开关本身接触不良或与绕组尾线连接松动, 但这种可能性不大, 因该主变压器测量直流电阻正常。
(3) 铁芯多点接地。铁芯的穿芯螺杆绝缘损坏, 螺母松落触及铁芯, 杂质在大电流冲击下移动, 木垫块受潮或表面有大量油泥等原因, 造成铁芯的稳态或暂态多点接地故障。这种故障在变压器停运状态下从顶部的接地小套管处用兆欧表测量铁芯对地的绝缘电阻是否正常可以判断。
(4) 铁芯层间短路。硅钢片片间绝缘损坏, 产生涡流或环流。这种故障可以用测量变压器空载损耗的办法查出。
3) 变压器处理。
#1主变压器经省公司同意后于7月6日退出运行, 进行停电检查, 首先解开接地小套管的接地扁铁, 用兆欧表摇测正常, 排除了铁芯多点接地的故障。之后对变压器放油, 当油放至分接开关窥视孔以下时, 打开窥视孔, 检查分接开关的选择部分良好。然后拆除套管进行检查, 当吊出C相高压套管时, 发现套管铜管内壁下端口有烧焦的黑迹, 呈椭圆形状, 面积约2cm×1cm, 端口有毛刺且较锋利。再检查穿缆引线, 发现引线与端口接触处的白纱带散股脱落, 引线烧断2股, 且上面留有大量烧焦的黑迹和积碳。据此断定变压器内部过热性故障由此引起。该变压器曾发生过几次近区出口短路故障, 短路电动力使引线与铜管下部锋利的端口摩擦, 白纱带磨破散股, 引线与铜管接触, 产生等电位分流。因其接触电阻较大, 所以产生高温过热, 致使引线烧伤, 总烃超标。
故障处理后, #1主变压器于2007年7月26日投入运行, 投运后第3天和第15天, 分别取油样再次进行色谱分析, 总烃值分别为62μl/l和88μl/l, 数据如表2所示。
这种故障几率小, 平时对变压器的故障分析时很少注意到, 其特点是乙炔为0或很小, 总烃增长不快, 三比值编码为0, 2, 2的高温过热故障, 高压试验、直流电阻测量和其他实验都难以发现。
大型变压器穿缆引线烧伤事故, 如不及时处理, 会使故障程度加重, 甚至烧断正根引线造成重大事故, 将会造成直接经济损失将达150万元以上, 间接的停电损失将更大。
4 某供电公司变压器状态检修导则的制定
通过变压器在线监测和诊断装置的成功应用, 结合变压离线试验、变压器的历史数据、运行数据、变压器的状态评估方法的综合应用, 制定某供电公司变压器的状态检修导则。
4.1 变压器状态检修实施原则
变压器状态检修应遵循“应修必修, 修必修好”的原则, 依据设备状态评价的结果, 考虑设备风险因素, 制定动态的变压器检修计划, 合理安排变压状态检修的计划和内容。变压器状态检修工作内容包括停电、不停电测试和实验以及停电、不停电检修维护工作。
4.2 变压器状态检修的分类
4.2.1 A类检修
A类检修是指变压器本体的整体性检查、维修、更换和实验。
4.2.2 B类检修
B类检修是指变压器局部性的检修, 部件的解体检查、维修、更换和试验。
4.2.3 C类检修
C类检修是对变压器进行常规性检查、维修和试验。
4.2.4 D类检修
D类检修是对变压器在不停电状态下进行的带电测试、外观检查和维修。
4.3 变压器状态维修策略
根据变压器绝缘状况的评估, 制定维修策略。维修策略主要指维修周期, 包括试验、检修等, 每一类设备有一个维修策略。维修策略分两个部分, 一部分是按照传统模式, 规定了电气设备的预试、检修周期。考虑到电压等级不同, 周期可能也不同, 因此35k V、110k V、220k V等级的变压器的试验和检修周期有所不同。因小修一般总是结合预试进行, 所以小修周期应等同于预试周期或是其整数倍数。
另外一部分反映了状态检修思想, 即依据设备状态评分对维修策略进行调整。这种调整分五种:立即维修或更换、限期维修或更换、缩短周期、正常周期、延长周期。
立即维修或更换是指设备状态及其危急, 随时有发生事故的风险, 表现为状态评分很低, 在此情况下, 相应单位是小时。
限期维修或更换是指设备状态比较危急, 若继续长时间运行可能有发生事故的风险, 表现为状态评分较低, 在此情况下, 相应单位是天。
缩短周期是指设备状态稍差, 按正常周期试验可能存在风险, 表现为状态评分偏低, 在此情况下, 相应单位是%, 此时如果相应要求是30, 意为将上部分规定的周期缩短30%。
正常周期是指设备状态正常, 完全可以按上部分规定的周期进行试验, 即不能延长也不需缩短。
延长周期是指设备状态良好, 比如试验结果与交接试验基本一致、也没有经历不良运行工况、没有家族缺陷记录、巡视也没有异常, 表现为状态评分较高, 可以适当延长试验周期。
具体地, 针对变压器的检修周期如下。
(1) 大修周期。
1) 新安装的变压器投运前要进行吊罩检查, 以后根据运行情况确定大修。如果新装变压器连续三年试验情况良好, 运行正常, 可考虑把该变压器的大修周期后延一年。
2) 全封闭变压器确认内部有故障时安排检修。
(2) 小修周期。
两年进行一次。
(3) 临时检修。
1) 运行中的变压器发现异常状况或经试验判明内部有故障时应进行检修。
2) 变压器在承受出口短路后应考虑临检。
5 某供电公司实施状态检修的效果
5.1 状态检修使设备健康水平逐步提高, 安全生产水平不断提高
统计数据表明, 本公司由于频繁开展变电站检修预试, 不断地倒母线操作, 加之值班人员水平及责任心欠缺, 误操作事故、人身事故时有发生, 搞得全公司不得安宁, 以误操作为例, 基本上是平均每年1次以上, 而自从开展状态检修近十年来, 每年预试中10k V~220k V设备检缺率只占总数的千分之一到二, 没有发生一起误操作事故, 这也是对设备没问题不修, 有了问题必修, 修必修好的状态检修指导思想得以在全企业员工中落实的有力促进。
5.2 减少了现场工作量, 节约了生产成本
由于实施状态检修, 延长检修预试周期, 使现场工作量大大下降, 工人们十分高兴, 他们又把高兴满意之情反过来用于“修一保一”提高检修质量上来, 检修材料、备品备件在原检修模式中的随意消耗, 随着状态检修的执行而悄然下降, 节省的资金更多。
6 结语
美国电力研究院 (EPRI) 和工业电力设备维护公司 (CSI) 的统计数据表明:在电力系统实施适当的状态检修可以提高变压器可用率2%~10%, 节约检修费用25%~30%, 延长变压器寿命10%~15%。综上所述, 状态检修将为电力企业带来巨大的经济效益和社会效益。
摘要：本文在分析了实施变压器状态检修的必要性及变压器状态检修的优越性, 针对某电力公司的具体情况, 通过电力变压器在线监测与诊断装置GD—30e系统的成功应用, 制定了变压器状态检修导则, 在某供电司初步实现了变压器的状态检修。
关键词：变压器,状态检修,检修导则
参考文献
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