1、變壓器維護(hù)
1.變壓器維護(hù)的經(jīng)濟(jì)意義
根據(jù)變壓器管理部門和運(yùn)行部門的經(jīng)驗(yàn)，變壓器在運(yùn)行前 lo年，尤其是運(yùn)行的前3年，其故障率最高。
根據(jù)美國電力部門的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于 765kv超高壓變壓器來說，運(yùn)行的初期故障率很高。有許多故障出現(xiàn)在運(yùn)行頭幾天，甚至出現(xiàn)在剛剛投入運(yùn)行幾小時(shí)內(nèi)，甚至幾十分鐘內(nèi)。因此必須重視和加強(qiáng)對(duì)變壓器投運(yùn)初期的運(yùn)行維護(hù)。
雖然在運(yùn)行的初期階段，檢修和更換部件需要花費(fèi)一定費(fèi)用，但這些費(fèi)用的消耗對(duì)于及時(shí)或較早發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，避免后來產(chǎn)生嚴(yán)重后果是很有價(jià)值的。
實(shí)踐證明，良好的保養(yǎng)程序可以使變壓器壽命延長。因此制定維護(hù)保養(yǎng)程序的經(jīng)濟(jì)意義就是延長變壓器壽命。
2.變壓器維護(hù)戰(zhàn)略
變壓器維護(hù)的戰(zhàn)略一般有三種：預(yù)測性維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)、狀態(tài)性維護(hù)。
預(yù)測性維護(hù)是利用自動(dòng)報(bào)警診斷裝置對(duì)變壓器進(jìn)行監(jiān)測。預(yù)測性維護(hù)需要借助狀態(tài)分析的方式和手段。例如，對(duì)變壓器油的各項(xiàng)性能指標(biāo)分析，進(jìn)行紅外檢測，對(duì)變壓器做外觀檢查，油中溶氣分析等。
預(yù)防性維護(hù)是一種周期性、階段性的維護(hù)戰(zhàn)略。它包括計(jì)劃性檢修，例如，定期對(duì)變壓器進(jìn)行各種檢測，按照計(jì)劃對(duì)變壓器進(jìn)行帶電試驗(yàn)和在線監(jiān)測等。預(yù)防性維護(hù)是在狀態(tài)分析之后，由廠家制定維護(hù)時(shí)間所進(jìn)行的一種維護(hù)。
狀態(tài)性維護(hù)是針對(duì)有問題的變壓器進(jìn)行維護(hù)。它需要詳細(xì)分析、檢查、修理或替換變壓器需要進(jìn)行維修替換的部件。
3、變壓器的現(xiàn)場檢測
1.各種現(xiàn)場檢測方法和檢測內(nèi)容
目前采用的方法主要有外觀檢查和借助于各種便攜裝置 (如檢測器、傳感器等)進(jìn)行檢測，此外，還包括用吸附劑進(jìn)行現(xiàn)場吸附處理以及檢測變壓器繞組變形的方法。
檢測內(nèi)容涉及運(yùn)行狀態(tài)下不同溫度的油中濕度；確定油中機(jī)械雜質(zhì)的碎粒和油的可靠性；測定油中的抗氧化附加劑含量；測定油的剩余穩(wěn)定性；測定油中的呋喃含量；測定不同溫度下油的 tanδ值和導(dǎo)電性；利用熱虹管過濾器分析硅膠；測定繞組和套管的絕緣性能；測定固體絕緣中的水分含量；測量變壓器局部放電；測量變壓器的紅外圖像；測量變壓器聲級(jí)；測量變壓器油箱的振動(dòng)情況；測量油泵和冷卻風(fēng)扇的工作狀態(tài)；測量變壓器短路阻抗；測量變壓器的空載電流和損耗；測量各種溫度下套管的油壓；計(jì)算套管的電氣絕緣強(qiáng)度；測量繞組的直流電阻和分接開關(guān)不同分接位置的觸點(diǎn)電阻；測量分接開關(guān)運(yùn)行的工作狀態(tài)；測量油泵和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的相電流。
變壓器外觀檢查的內(nèi)容如下：
1)檢查變壓器聲音是否正常；
2)檢查變壓器一、二次母線連接是否正常，檢查變壓器外殼接地足否正常；
3)檢查瓷套管是否清潔，是否存在破損、裂隙和放電燒毀等；
4)檢查變壓器有無滲漏現(xiàn)象，油色及油量是否正常；
5)檢查氣體繼電器運(yùn)行是否正常，有無動(dòng)作；
6)檢查防爆管膈膜是否完好，是否存在裂紋及存油；
7)檢查硅膠吸濕器是否變色；
8)檢查冷卻裝置運(yùn)行情況是否正常，冷卻器中，油壓應(yīng)比水壓高1～1.5個(gè)大氣壓。冷卻器出水中不應(yīng)有油，水冷卻器部分應(yīng)無漏水。
2.大型變壓器的現(xiàn)場局部放電試驗(yàn)
現(xiàn)場對(duì)大型變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，是保證搶修變壓器能夠重新安全運(yùn)行的保證。
現(xiàn)場局部放電裝置應(yīng)配有放大器和指示器。對(duì)三相變壓器來說，通常采用逐相感應(yīng)的方式進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。采用三倍頻加壓方式進(jìn)行局部放電測量。
現(xiàn)場局部放電是評(píng)定維修變壓器絕緣性能的一種有效方法。它的最優(yōu)越之處是可節(jié)省往返運(yùn)輸變壓器的費(fèi)用，其次是一旦變壓器存在故障，可即時(shí)發(fā)現(xiàn)。
3. 極化和非極化電流測定法
現(xiàn)場評(píng)價(jià)變壓器絕緣性能的另一種方法是測量極化和非極化電流。由于在大故障電流下，變壓器要經(jīng)受嚴(yán)重的短路，這些外部短路可引起繞組變形或位移。特別是對(duì)運(yùn)行多年的老變壓器來說，由于本身機(jī)械強(qiáng)度已經(jīng)降低，所以在經(jīng)受短路力作用下更容易被破壞。
在大多數(shù)情況下，繞組的位移并不會(huì)立即導(dǎo)致變壓器故障。但是繞組的位移卻能夠在后來的過電壓應(yīng)力下，導(dǎo)致變壓器絕緣擊穿。
4.現(xiàn)場檢測裝置
4.1 氫氣現(xiàn)場檢測裝置
多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，不管變壓器的故障是何種類型，也不管故障位置在何處，在油中溶解的氣體中均含有氫氣。這是氫氣容易被檢測出來的主要原因。
眾所周知，變壓器油在500℃高溫下會(huì)產(chǎn)生氫氣。氫氣的生成量主要取決于故障的性質(zhì)和故障部位的溫度。
由于氫分子要比其他烴類氣體的分子都小，而且油中溶解氫氣的注意值是 15o×10 -4 %，所以現(xiàn)場檢測氫氣要比檢測其他烴類氣體更容易。
實(shí)際檢測表明，氫氣雖然容易被檢測出來，但氫氣的提取極大地受油中空氣含量的影響。如果在壓力不足的情況下，油中殘留的空氣則容易形成氣泡，這給氫氣進(jìn)入殘余空氣形成氣泡創(chuàng)造了更為有利的條件，提高了氫氣的容易提取性。此外，由于空氣是提取氫氣的載體，如果絕緣油中存在大量殘余空氣，則會(huì)加速氫氣的反應(yīng)效率，這便是氫氣為什么比其他烴類氣體更容易現(xiàn)場檢測的另一個(gè)原因。
變壓器絕緣油熱分解所需要的溫度和產(chǎn)生的各種烴類氣體見。
變壓器絕緣油熱分解所需要的溫度和產(chǎn)生的各種烴類氣體
4.2 乙炔現(xiàn)場檢測裝置
大約在 750℃高溫下，變壓器油中可產(chǎn)生乙炔。超高壓變壓器的乙炔注意值為3×10 -4 %，在1000℃以上高溫過熱故障和各種放電型故障(變壓器局部放電、火花放電、油中電弧放電故障)中，都會(huì)出現(xiàn)乙炔。
乙炔現(xiàn)場檢測裝置由脫氣裝罱、乙炔傳感器、控制裝置和數(shù)據(jù)處理以及輸出幾大部分組成。它的主要特點(diǎn)是通過現(xiàn)場分析檢測，研究故障的發(fā)展趨勢。對(duì)及早發(fā)現(xiàn)異常、預(yù)防潛伏性故障很有必要。
乙炔現(xiàn)場檢測步驟如下：
脫氣。通過循環(huán)氣泵的作用，使油樣中的微量乙炔被載氣送到吸收比色池，然后當(dāng)載氣通過脫氣瓶時(shí)，乙炔從載氣中脫出，循環(huán)往復(fù)，達(dá)到脫氣的目的。
采用比色法區(qū)分乙炔的工作原理是乙炔通過吸收發(fā)色液而發(fā)生反應(yīng)，生成有色化合物。有色化合物濃度與乙炔濃度成正比。通過測量有色化合物的濃度便可確定乙炔的含量?，F(xiàn)場乙炔脫氣裝置流程
3、現(xiàn)場干燥受潮變壓器
一臺(tái)變壓器的干燥程度直接影響絕緣系統(tǒng)的可靠性及其他性能指標(biāo)。因此要延長變壓器壽命，首先要保證絕緣系統(tǒng)的干燥。
現(xiàn)場干燥受潮變壓器之前，應(yīng)該先確定變壓器的受潮程度和狀況：
1)暴露在空氣中的時(shí)間是否超過規(guī)定值；
2)繞組受潮程度和絕緣電阻是否超標(biāo)；
3)空氣干燥器中的硅膠受潮變色程度；
4)繞組是否經(jīng)過重新繞制；
5)變壓器油的濕度是否超標(biāo)；
6)是否有滲漏油現(xiàn)象；
如果變壓器具備上述一種情況，則應(yīng)該實(shí)施現(xiàn)場干燥處理。
干燥方法如下：
1)熱油循環(huán)法。
熱油循環(huán)法針對(duì)受潮程度不太嚴(yán)重的變壓器較為有效。
熱油循環(huán)法的工作原理是用熱油作為干燥變壓器的介質(zhì)，通過渦流加熱變壓器器身后，能夠使纖維絕緣受熱，從而使水分得以揮發(fā)和擴(kuò)散。這種方法需要每隔幾小時(shí)抽一次真空。油箱的真空程度應(yīng)保持在 l33pa以下。熱油循環(huán)溫度要保持在60～70℃。
2)熱油噴淋干燥法。
熱油噴淋干燥法也是現(xiàn)場干燥較常用的一種方法。它適用于大中型油浸變壓器。
熱油噴淋干燥法的工作原理是通過采用專門的噴嘴，把 io0℃高溫霧化后的油注入到變壓器油箱中，再用噴嘴向變壓器器身噴淋，從而達(dá)到器身溫度上升的目的。
通過抽真空的方式可排除掉器身的水蒸氣。這種熱油噴淋方法干燥處理設(shè)備簡單，對(duì)于進(jìn)水較多的大型變壓器的現(xiàn)場干燥較為有效。
3)現(xiàn)場繞組帶電干燥法。
現(xiàn)場繞組帶電干燥法的工作原理是將變壓器的二次繞組短接，對(duì)一次繞組通電，使一次、二次繞組通過的電流熱效應(yīng)達(dá)到烘干絕緣的目的。
這種方法必須借助真空濾油機(jī)排除油中的潮氣。通過對(duì)比烘烤前后的高壓、中壓、低壓三相對(duì)地絕緣電阻可以看出，經(jīng)過干燥處理后，絕緣電阻的介質(zhì)損耗和泄漏電流值均出現(xiàn)明顯的降低。
4)油箱空載損耗真空干燥法和感應(yīng)渦流法。
這種方法的工作原理是通過給繞在箱壁上的勵(lì)磁繞組供電，由箱壁感應(yīng)出的交變磁通會(huì)產(chǎn)生一種渦流能量。利用這種渦流能量可以提高油箱內(nèi)部溫度，達(dá)到加熱器身的目的。
具體匝數(shù)的繞制、施加電流的大小和通電時(shí)間的長短，以箱壁溫度達(dá)到 90～100℃時(shí)為準(zhǔn)。
5)零序電流干燥法。
零序電流干燥法的工作原理是選擇合適的三相繞組，以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。其他電壓等級(jí)的繞組開路。在所選繞組上施加零序電壓，以在鐵心中產(chǎn)生零序磁通，該零序磁通經(jīng)油箱而閉合，并在油箱中產(chǎn)生渦流損耗，從而達(dá)到干燥器身的目的。
零序電流干燥法適合對(duì)中小型配電變壓器現(xiàn)場干燥。
4、現(xiàn)場對(duì)大型變壓器繞組的替換維修
現(xiàn)場搶修大型變壓器繞組必須保證以下幾點(diǎn)：
1）保證變壓器器身不受潮；
2）要將更換的繞組和其絕緣件均放在抽真空的容器中。真空度必須保持在133pa；
3）如果需要更換或進(jìn)行拆除的是兩相繞組，在拆除或重新繞制繞組的過程中，繞組故障線段的纏繞順序須由里到外，先里后外纏繞目的是避免導(dǎo)線絕緣受到損傷，同時(shí)還能保證繞組能夠繞得較緊；
4）具體工作過程中要逐相進(jìn)行繞制；
5）需要對(duì)繞組做浸泡處理。必須用干凈的絕緣油浸泡后，再用干凈的棉白布擦凈沾在墊塊以及上、下鐵軛、絕緣筒、油道撐條上的油污；
6）替換工作結(jié)束后，需要對(duì)油箱填充0．2pa大氣壓的干燥壓縮空氣。填充干燥壓縮空氣的目的是避免在現(xiàn)場檢修過程中吸入潮氣；
7）對(duì)強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷大型變壓器來說，在對(duì)油箱注油之前，必須要抽真空，以保證排除器身中的潮氣。除油箱以外，其他需要排除潮氣的各個(gè)部件是：潛油泵、凈油器、冷卻器、冷卻器組支架、集油槽、高、中壓及中性點(diǎn)套管式電流互感器升高座、氣體繼電器、儲(chǔ)油柜、壓力釋放閥、有載分接開關(guān)油室。
現(xiàn)場對(duì)油箱的放油和注油必須要借助真空濾油機(jī)。經(jīng)過真空脫氣和注油后，還需要對(duì)高壓大型變壓器靜置停放后才能進(jìn)行油性能指標(biāo)的測試。測試目的是檢測油中是否存在氣泡，如果存在氣泡，則是以后發(fā)生電暈放電的隱患。
現(xiàn)場更換 220kv和500kv大型變壓器繞組的技術(shù)關(guān)鍵是搶時(shí)間，爭速度。變壓器油紙絕緣暴露于空氣的時(shí)間最長不能超過14h。因?yàn)樵?2～14h的時(shí)間段內(nèi)，水分對(duì)絕緣紙的入侵僅限于表面，也就是說，油紙絕緣僅表面受潮，通過抽真空的方式比較容易去除。
根據(jù)現(xiàn)場維護(hù)人員得出的經(jīng)驗(yàn)，抽真空的時(shí)間必須持續(xù)或大于繞組暴露于空氣的時(shí)間。
現(xiàn)場更換變壓器繞組的做法最好是分成兩步：白天搶修繞組，晚上對(duì)油箱抽真空。這樣安排使水分沒有滯留時(shí)間。完成全部維修任務(wù)后，應(yīng)立即對(duì)油箱填充氮?dú)饣蚋稍锟諝猓乐钩睔膺M(jìn)入。
此外，對(duì)于現(xiàn)場需要替換的其他絕緣部件來說，均應(yīng)處于干燥狀態(tài)。
引線必須妥善放置，不能使其受到擠壓或其他損傷。
在完成全部搶修工作后，最好進(jìn)行現(xiàn)場局部放電試驗(yàn)。這是保證重新投入運(yùn)行變壓器可靠性的有效措施。