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【摘要】目前电力变压器广泛应用于各种电力设备中，然而变压器故障时有发生。一旦出现故障将会给生产带来很大的影响，造成巨大的经济损失。本文从介绍变压器常见故障入手，深入分析了电力变压器状态检修技术。以及目前工程实践中常用的几种状态检修技术。
【关键词】变压器；状态检修；技术；分析
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
目前国民经济的发展和人民生活水平的提高，使得对电力设备的可靠性稳定性提出了更高的要求，但是随着电力设备尤其是变压器质量的逐步提高，为了降低检修成本，同时保证供电可靠性，电力变压器状态检修日益受到人们的重视。状态检修就是通过在线的和离线的监测手段，收集电气设备的运行的工况信息，通过系统科学的分析诊断，判断设备的健康状态，在设备接近损坏或对设备的安全性有疑虑时，决定设备的检修对策，进行大修或小修，可在设备检修周期到来之前根据设备状况提前进行检修，也可以根据设备的状况，延长检修周期。
二、电力变压器常见故障
变压器常见故障类型有：
(1)短路故障。主要指变压器出口短路以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。
(2)放电故障。根据放电能量密度的大小，变压器的放电故障常可分为局部放电、火花放电和高能量放电。
(3)绝缘故障。大量的故障统计表明，在电气设备故障中绝缘故障一直占有较高的比重。发生绝缘故障的主要原因是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿。
(4)铁芯故障。除此之外还有油箱密封不良、冷却装置故障、分解开关传动装置外部故障等外部原因产生的故障，这些外部故障常常又会在变压器内部引发故障。
三、电力变压器状态检修技术
设备运行管理工作的最重要一部分就是设备检修。设备检修工作的质量是保证电网安全、可靠运行的基础。随着经济的快速发展，人们的物质文化生活水平了较大的提高，人们对电能和供电的安全性、可靠性有了更高的要求，传统的周期检修模式不能对设备运行时进行持续有效的监测，危及电网的安全运行，已无法适应电网快速发展的需求，所以在当前电网的发展要求下，迫切需要在考虑多方面因素的情况下，探索出一种安全、可靠的检修管理方式，以保证电网的安全运行。
状态检修是一种主动检修的状态，是对电力变压器的预知检修，利用在线或离线的时设备的监测，从而确定对设备的检修对策，这种检修方式在很大程度上减少了盲目修理的次数，同时也很好的实现了检修的效果，有效的降低了检修的费用，提高了电网的供电的可靠性，与传统的检修模式相比具有一定的优越性。
四、压器的日常巡视检查，定期试验检修情况
1、日常巡视检查
变压器在运行过程中，要进行B常巡视检奄。主要是检查变压器附属设备(风扇电机、潜油泵，控制箱等)的运行情况是否良好，变压器温度是否正常。采取红外成像仪测量，能够有效地发现变压器内部过热、缺油等一些故障。
2、定期试验
主要按照《电力设备交接和预防性试验规程》进行。一共有35项内容，常规试验项目有10几项。有些项目坚持执行能够有效地发现变压器的一些故障，及时采取有效措施能够避免事故扩大，是生产中一种行之有效的手段。
3、在线检测技术
变压器在运行过程当中，其不同的状态分发出不同的信号，所以在线监测技术就能根据这些信号的不同而判断出变压器的健康状态及故障情况，如果故障初期对正常的运行还没有较明显的影响时，可同时监测故障的发展情况以便做出及时的处理。目前，电力变压器在线监测技术已成为国内外研究的重点，同时在研究过程中也对监测技术提出了不同的方法。
（1） 油中气体分析技术(DGA)。对于变压器的绝缘诊断可以通过分析变压器油中所产生的气体的不同而达到诊断目的。电力运行管理部门可以定期对变压器油质中的气体的含量、组成部分等分析出与正常值之间的差别，从而判断出隐弊性的故障的存在和是否对安全运行会造成影响等，这种利用油中气体的分析技术即是油色谱分析法。
（2）局部放电在线监测技术(PD)。变压器在运行过程中会发生局部放电的现象，就是由于这一部分场强过高所致，局部放电简称PD，产生这一现象的原因是因为变压器内部有故障，或是运行时所处的环境十分恶劣。根据分析局部放电的水平及其放电速率的不同变化，可以准确的指示出变压器内部因故障所引起的变化及绝缘中的缺陷所引起的空洞、金属粒子和气泡等。
（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、过负荷运行等情况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。
五、应用物联网技术的状态检修
在智能电网框架前提下研究，基于物联网的变电设备状态检修，有必要将其与常规的状态检修区分。已有文献对此进行了研究，在此仅做出总结归纳，主要有以下几点：
1、多种先进智能感知设备的支持
在智能电网框架下，提供了多种全新的智能感知设备，为状态检修提供了全新的信息支持，无论多么先进的分析方法和判斷能力，没有更多更准确的信息支持，都是无法完成的。对于位移、速度、加速度、压力、液面、流量、振动多种传统方法难以测量的状态量，在新的框架下都能够实时准确的测量。此外，智能高压设备还采用了内部结构可视化技术及手段，如可移动探头、x射线、红外监测窗口等技术，在不影响内部绝缘、密封性能的前提下，实现对不同类型设备采用不同的检测方法。新的感知设备，为数据的获得和存储提供了可能，更为全面系统的分析提供了支持。成为了基于物联网状态检修的关键。以二次设备，如继电保护的状态检修为例，传统的状态检修，由于没有感知设备的支持，只能依靠人工巡视和设备自身的错误监测功能完成，根本无法达到实时、准确的效果，为状态检修的成果埋下了隐患。
2、 数据传输和存储的便利
物联网技术，为数据更方便、更可靠的传输提供了可能，采用的信号传输一般为光缆，光缆不受外界电磁干扰，信号不失真，且传输量大，对于设备内部的状态量，或者不便于直接连接的信号，还可以采用无线传输，保证数据可以随时传送到主站。在主站，由于传输来的数据为数字量，因此可以直接存储，为日后的分析和比较做好准备。
3、更为智能的专家系统
专家系统在当前的设备状态检修中也有应用，但由于数据量、信号源的限制，无法发挥其应有的作用。由专家系统的特点可知，越多越准确的信息，可以为专家的准确决策提供帮助。但更多的信息，也为专家系统的构建提高了难度，为了解决这一问题，采用了数据权值的方法，即对于不同的信息，使用不同的比重；进行决策。
六、ＳＰＭ型变电设备状态检修系统
目前，国内开展变压器状态检修的研究一般从两个方面进行，一类是对设备进行不间断实时动态的在线监测，用在线的数据来判别设备状态。另一类是以离线检测为主，通过各种离线数据分析对设备状态进行综合诊断。就我国目前情况而言，在线监测需运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段来实时反映设备状态，对相当一部分变电站来说，在经济、技术及硬件设施等方面存在着或多或少的困难，因此多采用以预防性试验为基础的设备健康状态评估。这种方法的明显缺点是包含的变压器状态信息量不够丰富。
福建省电力试验研究院研制的ＳＰＭ型变电设备状态检修系统是从整个变电站电气设备状态检修的角度，按照变电站自动化系统分层分布的发展趋势，研制而成的状态检修系统。其系统结构如图1。这个系统主要采用在线监测技术来获得状态量具有很好的状态评估实时性，但在目前状态监测技术还不是太成熟之前对其监测状态量的可信度有影响。
图1 SPM 型变电设备状态检修系统
七、结束语
目前国内外对于电力变压器状态检修技术都展开了深入的研究，并取得了一些进展。本文介绍了变压器的一些常见故障，进而分析了目前工程实践中常用的几种状态检修技术，希望能够在最大限度节约成本下实现变压器安全稳定的运行，同时希望能够对读者有所启示。
参考文献
[1]张红洁,吴伟.电力设备状态检修的实践[J].江苏电机工程，2002.
[2]王谦,王勇.电力变压器状态检修技术研究分析[M]. 中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集，2010.
[3]于晓刚.变压器状态检修技术分析[J]. 2010年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文，2010.
[4]李生青.电力变压器状态检修技术分析[J].科技创新与应用,2012.
【关键词】变压器；状态检修；技术；分析
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
目前国民经济的发展和人民生活水平的提高，使得对电力设备的可靠性稳定性提出了更高的要求，但是随着电力设备尤其是变压器质量的逐步提高，为了降低检修成本，同时保证供电可靠性，电力变压器状态检修日益受到人们的重视。状态检修就是通过在线的和离线的监测手段，收集电气设备的运行的工况信息，通过系统科学的分析诊断，判断设备的健康状态，在设备接近损坏或对设备的安全性有疑虑时，决定设备的检修对策，进行大修或小修，可在设备检修周期到来之前根据设备状况提前进行检修，也可以根据设备的状况，延长检修周期。
二、电力变压器常见故障
变压器常见故障类型有：
(1)短路故障。主要指变压器出口短路以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。
(2)放电故障。根据放电能量密度的大小，变压器的放电故障常可分为局部放电、火花放电和高能量放电。
(3)绝缘故障。大量的故障统计表明，在电气设备故障中绝缘故障一直占有较高的比重。发生绝缘故障的主要原因是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿。
(4)铁芯故障。除此之外还有油箱密封不良、冷却装置故障、分解开关传动装置外部故障等外部原因产生的故障，这些外部故障常常又会在变压器内部引发故障。
三、电力变压器状态检修技术
设备运行管理工作的最重要一部分就是设备检修。设备检修工作的质量是保证电网安全、可靠运行的基础。随着经济的快速发展，人们的物质文化生活水平了较大的提高，人们对电能和供电的安全性、可靠性有了更高的要求，传统的周期检修模式不能对设备运行时进行持续有效的监测，危及电网的安全运行，已无法适应电网快速发展的需求，所以在当前电网的发展要求下，迫切需要在考虑多方面因素的情况下，探索出一种安全、可靠的检修管理方式，以保证电网的安全运行。
状态检修是一种主动检修的状态，是对电力变压器的预知检修，利用在线或离线的时设备的监测，从而确定对设备的检修对策，这种检修方式在很大程度上减少了盲目修理的次数，同时也很好的实现了检修的效果，有效的降低了检修的费用，提高了电网的供电的可靠性，与传统的检修模式相比具有一定的优越性。
四、压器的日常巡视检查，定期试验检修情况
1、日常巡视检查
变压器在运行过程中，要进行B常巡视检奄。主要是检查变压器附属设备(风扇电机、潜油泵，控制箱等)的运行情况是否良好，变压器温度是否正常。采取红外成像仪测量，能够有效地发现变压器内部过热、缺油等一些故障。
2、定期试验
主要按照《电力设备交接和预防性试验规程》进行。一共有35项内容，常规试验项目有10几项。有些项目坚持执行能够有效地发现变压器的一些故障，及时采取有效措施能够避免事故扩大，是生产中一种行之有效的手段。
3、在线检测技术
变压器在运行过程当中，其不同的状态分发出不同的信号，所以在线监测技术就能根据这些信号的不同而判断出变压器的健康状态及故障情况，如果故障初期对正常的运行还没有较明显的影响时，可同时监测故障的发展情况以便做出及时的处理。目前，电力变压器在线监测技术已成为国内外研究的重点，同时在研究过程中也对监测技术提出了不同的方法。
（1） 油中气体分析技术(DGA)。对于变压器的绝缘诊断可以通过分析变压器油中所产生的气体的不同而达到诊断目的。电力运行管理部门可以定期对变压器油质中的气体的含量、组成部分等分析出与正常值之间的差别，从而判断出隐弊性的故障的存在和是否对安全运行会造成影响等，这种利用油中气体的分析技术即是油色谱分析法。
（2）局部放电在线监测技术(PD)。变压器在运行过程中会发生局部放电的现象，就是由于这一部分场强过高所致，局部放电简称PD，产生这一现象的原因是因为变压器内部有故障，或是运行时所处的环境十分恶劣。根据分析局部放电的水平及其放电速率的不同变化，可以准确的指示出变压器内部因故障所引起的变化及绝缘中的缺陷所引起的空洞、金属粒子和气泡等。
（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、过负荷运行等情况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。
五、应用物联网技术的状态检修
在智能电网框架前提下研究，基于物联网的变电设备状态检修，有必要将其与常规的状态检修区分。已有文献对此进行了研究，在此仅做出总结归纳，主要有以下几点：
1、多种先进智能感知设备的支持
在智能电网框架下，提供了多种全新的智能感知设备，为状态检修提供了全新的信息支持，无论多么先进的分析方法和判斷能力，没有更多更准确的信息支持，都是无法完成的。对于位移、速度、加速度、压力、液面、流量、振动多种传统方法难以测量的状态量，在新的框架下都能够实时准确的测量。此外，智能高压设备还采用了内部结构可视化技术及手段，如可移动探头、x射线、红外监测窗口等技术，在不影响内部绝缘、密封性能的前提下，实现对不同类型设备采用不同的检测方法。新的感知设备，为数据的获得和存储提供了可能，更为全面系统的分析提供了支持。成为了基于物联网状态检修的关键。以二次设备，如继电保护的状态检修为例，传统的状态检修，由于没有感知设备的支持，只能依靠人工巡视和设备自身的错误监测功能完成，根本无法达到实时、准确的效果，为状态检修的成果埋下了隐患。
2、 数据传输和存储的便利
物联网技术，为数据更方便、更可靠的传输提供了可能，采用的信号传输一般为光缆，光缆不受外界电磁干扰，信号不失真，且传输量大，对于设备内部的状态量，或者不便于直接连接的信号，还可以采用无线传输，保证数据可以随时传送到主站。在主站，由于传输来的数据为数字量，因此可以直接存储，为日后的分析和比较做好准备。
3、更为智能的专家系统
专家系统在当前的设备状态检修中也有应用，但由于数据量、信号源的限制，无法发挥其应有的作用。由专家系统的特点可知，越多越准确的信息，可以为专家的准确决策提供帮助。但更多的信息，也为专家系统的构建提高了难度，为了解决这一问题，采用了数据权值的方法，即对于不同的信息，使用不同的比重；进行决策。
六、ＳＰＭ型变电设备状态检修系统
目前，国内开展变压器状态检修的研究一般从两个方面进行，一类是对设备进行不间断实时动态的在线监测，用在线的数据来判别设备状态。另一类是以离线检测为主，通过各种离线数据分析对设备状态进行综合诊断。就我国目前情况而言，在线监测需运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段来实时反映设备状态，对相当一部分变电站来说，在经济、技术及硬件设施等方面存在着或多或少的困难，因此多采用以预防性试验为基础的设备健康状态评估。这种方法的明显缺点是包含的变压器状态信息量不够丰富。
福建省电力试验研究院研制的ＳＰＭ型变电设备状态检修系统是从整个变电站电气设备状态检修的角度，按照变电站自动化系统分层分布的发展趋势，研制而成的状态检修系统。其系统结构如图1。这个系统主要采用在线监测技术来获得状态量具有很好的状态评估实时性，但在目前状态监测技术还不是太成熟之前对其监测状态量的可信度有影响。
图1 SPM 型变电设备状态检修系统
七、结束语
目前国内外对于电力变压器状态检修技术都展开了深入的研究，并取得了一些进展。本文介绍了变压器的一些常见故障，进而分析了目前工程实践中常用的几种状态检修技术，希望能够在最大限度节约成本下实现变压器安全稳定的运行，同时希望能够对读者有所启示。
参考文献
[1]张红洁,吴伟.电力设备状态检修的实践[J].江苏电机工程，2002.
[2]王谦,王勇.电力变压器状态检修技术研究分析[M]. 中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集，2010.
[3]于晓刚.变压器状态检修技术分析[J]. 2010年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文，2010.
[4]李生青.电力变压器状态检修技术分析[J].科技创新与应用,2012.