电力学报bookmark0变压器安全经济运行的几个问题>李震宇/张海荣2，余鹏1（1.太原供电分公司，山西太原030012；。山西大学工程学院，山西太原030013）：2003*11张海荣（1970-），女，山西芮城人，山西大学工程学院讲师，从事电力系统教学和研究；1994-2015（余it鹏男‘湖北武汉人1原供1电：分公司工1程师师从事绝缘监督管理工s%served.http://www.cnki.net题进行了分析，并提出了相应的改进措施。同时对在线监测技术的应用情况以及新型式的SF6气体绝缘变压器存在的问题进行了探讨。

　　变压器是电力系统中的重要设备，其运行安全直接关系到系统的可靠和安全；变压器的损耗在电力系统中所占比例很大，因此，其经济运行也是电力企业重点关注的问题。变压器的安全经济运行问题涉及到多专业的许多方面，本文仅就现场运行中的几个问题进行探讨。

　　1变压器的有载调压为保证低压侧的电压水平，变电站通常采用改变主变压器（以下简称主变）分头位置的方法进行调压，使低压侧电压在允许范围内波动。但从变压器本身经济运行的角度考虑，分头位置应尽量靠近其额定电压水平。从变压器的励磁曲线可看出，为充分利用铁芯，变压器的正常运行点应在磁化曲线直线段上升部分的接近拐点处即a点2.若实际电压（b点）高于此点，将会带来以下问题：a励磁电流I增加，使变压器的一次电流增大，绕组损耗增加，即铜损增大。

　　b.铁芯主磁通Y增加，磁通密度B也随之增加，涡流损耗和磁滞损耗增大，即铁损增大。

　　c由于以上增加的发热量，需要增开风扇和油泵以加强散热，带来更多的附加损耗。

　　在变电站无功潮流较大时，主变的电压降落也较大，若仍按上述调压方式调压，低压侧的电压水平不会有明显的改善，反而会使主变的损耗增大。

　　针对以上问题，可采用下述措施加以解决。a选择有载调压变压器的额定电压及分头范围时，要充分考虑到变电站电源侧的电压水平，使其尽量在分头的调节范围内。如距发电厂较近的110kV变压器，因其出口电压较高，在总分头数不变的情况下，适当放宽分头的上调范围，减小分头的下调范围，即选其额定电压为110士b.在无功潮流较大时，主变的电压降落增加，可采用低压侧投入电容器进行无功补偿的措施来改善低压侧电压质量。

　　2变压器的大修对主变影响国家电力行业标准规定主变的大修周期是投入运行后的5年内和以后每隔10年大修1次，但在实际运行中对不同的变压器大修周期应有区别。

　　对正常运行的变压器，尤其是经过低压侧短路冲击但运行仍较稳定的变压器，应考虑逐步放宽大修周期。有以下理由。

　　a电力系统的迅速发展使设备的数量大大增力口，维护工作量也相应增加，如仍按统一的大修周期，将增加可观的大修费用，生产成本随之增加。

　　b所有设备的故障率P满足所示的浴盆曲线，即在设备开始运行阶段和寿命的比较后阶段故障率很高，而在中间服役期故障率较低。变压器的故障率是由其组成元件的故障率决定的。如果在中间服役期的某时刻大修，意味着更换部分零部件，而所换元件的故障率也满足浴盆曲线，这使变压器故障率曲线在底部形成一个尖顶，从而给变压器的稳定运行造成负面影响。

　　设备故障率曲线因此，实际运行中应该进行针对性的大修，即从周期检修变为状态检修。但要实现状态检修就必须充分掌握变压器的运行状况，包括试验数据、油色谱在线监测数据、冲击次数、分析材料等。

　　3绝缘在线监测对变压器运行的作用状态检修是针对传统设备定期的“计划检修”含以可靠性为中心的维修技术和预测维修技术。

　　这是互相联系而又不同的2个技术领域。以可靠性为中心的维修是在对元件的可能故障、对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种维修策略。预测维修则是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其它信息来安排维修的技术其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析，以决定设备是否需要立即退出运行和应及时采取措施。

　　绝缘在线监测是实现状态检修的一个重要前提，对变压器类设备，绝缘寿命是决定设备寿命的主要因素。绝缘在线监测技术基本原理可简述如下：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期和各种前期征兆，表现为设备的电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。及时取得各种即使是很微弱的数值进行处理和综合分析后，根据其数值的大小及变化趋势，可对设备的可靠性随时作出判断和对剩余寿命作出预测，从而能及早发现潜伏的故障，必要时可提供预警或规定的操作。在线监测技术的特点是可以对电力设备在运行状态下进行连续或随时监测与判断。变压器在线监测技术主要有以下几方面内容。

　　3.1变压器油气体监测油气体监测是对运行油中的特征气体进行在线的定量分析。油中溶解气体分析（DGA）对于发现油浸式变压器内部潜伏性故障相当有效。DGA已作为检测潜伏性故障的主要试验项目列于DL/T596生速率。一个简单的油在线监测系统通过在变压器的冷却器出口处安装气体检测器，将气体含量转换成数字信号送至通讯机，通讯机负责全站所有检测器的信号收集，比较后上传至主控室的监控计算机，由专业分析软件对数据进行分析，并得出相应结论，给管理人员提供相关的报警信息。该计算机还可与局域网相联，实现数据共享。

　　3.2局部放电存在的各种弊端而提出的e种全新的检修概念包伽油1中由于某些缺陷状态而产。生的固体绝缘的空间局部放电（PD）是导致变压器故障的原因之一。PD水平及其增长速率的明显增加，能够指示变压器内部正在发生的变化。变压器的PD源反映了绝表1SF6与变压器油的性质比较性质变压器油SF6密度/kg°m38956. 16（标准状态下）酸值/agDg1<30<0.3热传导系数金属粒子和气泡。

　　变压器的剩余寿命与PD指标间的相关性不存在一般的规则。PD检测高于规定值时只起警示作用而一般不能作为设备失效的依据。考虑到干扰信号的频率范围，目前电力变压器PD的超高频法（PD的超高频特征、PD值定标、PD定位和超高频传感器）的应用研究得到广泛的开展，对解决PD在线监测干扰的问题起到积极的作用。

　　3.3套管介损及电容量的测量预防性试验中常采用交流10kV作为试验电压来检测介损和电容量；而在实际的运行电压（220kV或500kV）下，设备介损值的测量对设备来讲更有意义。通过监测运行电压和泄漏电流可以计算出相应设备的介损。

　　3.4其它监测项目包括有载开关、绕组温度、油温、负荷电压电流、功率因数、铁芯接地电流等项目。铁芯接地电流的监测可以判断铁芯是否有多点接地故障。有载开关、绕组温度分布及纸绝缘的老化参量（例如糠醛）等项目的在线监测，国内外都在积极探索中。

　　4新型SF6气体绝缘变压器的使用由于用户对变压器运行环境的特殊要求，出现了气体绝缘（SF6）变压器。该产品的优点是没有燃烧的危险，防爆性好，可靠率高，符合环保要求，同时对附属设备的要求也相应减少，如充氮灭火装置、油池、防火墙等设施。目前在我国只有少数地区在使用。

　　以SF6代替传统变压器油，变压器省去了储油柜、消防和报警系统，结构更加紧凑，占地面积更小，布置更灵活。SF6和变压器油两种绝缘介质的物理和化学特性比较如表1所示。

　　SF6作为绝缘介质，其介电常数比绝缘油要小，但介损也比绝缘油小；从冷却效果看，其热传导系数在标准状态下比绝缘油要高，所以是替代变压器油的良好的介质。但从变压器运行角度来看，在使用中应考虑以下2方面问题。aSF6绝缘变压器不存在渗漏油，但是需要对其进行泄漏检测，要配备专门的检测设备。如果变压器安装在室内，必须有良好的通风。

　　b.作为检测项目之一的变压器油试验，可以发现变压器的潜伏性故障，如热、局部放电等。而SF6由于性质较稳定，对于变压器的类似缺陷还不能通过检测SF6的性质来发现。目前电力预防性试验规程中只对SF6检测规定了湿度、密度、毒性、酸度、四氟化碳、空气、可水解氟化物、矿物油等项目。

　　对SF6色谱（纯度）的检测则要靠专业的检测部门。而且SF6在过热和放电环境下的性质目前还没有相关的标准。如何通过检测SF6气体来分析变压器的运行状况仍需作进一步研究。

　　5结束语变压器的安全经济运行问题涉及到从变压器订货、设计、生产、运行到检修的全过程管理，应全面考虑。而绝缘在线监测是实现变压器状态检修、节约成本的前提。目前SF6绝缘变压器的使用要结合环境条件慎重选用。