干式變壓器內(nèi)部故障發(fā)展過程的分析，變壓器在線監(jiān)測裝置應(yīng)具備的基本功能

式變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其狀態(tài)好壞，直接影響電網(wǎng)的安全運行。因此，對干式變壓器進行在線監(jiān)測，及時掌握設(shè)備的狀態(tài)，一直是電力工作者的夢想和追求。干式變壓器的狀態(tài)監(jiān)測，就是通過對有關(guān)參數(shù)、信號的采集和分析，檢出內(nèi)部的初期故障及其發(fā)展趨勢，生產(chǎn)主管部門立即組織人員進行綜合分析，診斷設(shè)備的狀態(tài)，減少損失, 避免惡性事故的發(fā)生, 將傳統(tǒng)的定期維護轉(zhuǎn)為狀態(tài)維護，從而提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，改善對用戶的服務(wù)質(zhì)量。

 

由于干式變壓器在設(shè)計、制造、安裝和運行維護等方面原因使絕緣存在缺陷，抗短路能力降低, 因此近年來主變的事故較多，其中威脅安全最嚴(yán)重的為繞組局部放電性故障。根據(jù)國家電力公司對2012年全國110kV及以上主變事故的調(diào)查，得知繞組的事故占總事故臺數(shù)的65.6%［1］（福建省網(wǎng)為80%）。因此，提高干式變壓器安全運行的最主要任務(wù)是早期檢出繞組內(nèi)部的局部放電性缺陷。

 

油中氣體含量分析，是檢測干式變壓器內(nèi)部故障的好方法。在原電力部頒發(fā)的DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中，已將其列為干式變壓器首位的試驗項目。據(jù)初步統(tǒng)計，我國通過油中氣體含量分析，每年都能檢出近350臺左右的故障或異常的設(shè)備，為電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要的作用。但是常規(guī)的油中氣體分析為離線監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)督規(guī)程，取樣周期一般在3個月至1年，這樣的間斷檢測，對過熱和懸浮電位放電性故障的檢測是可以勝任的，而對于嚴(yán)重威脅設(shè)備安全的繞組內(nèi)部的匝層間和圍屏的局部放電性故障，則難以被及時檢出。為此，國內(nèi)外學(xué)者多年來一直致力于油中氣體和局部放電等在線監(jiān)測的研究。我國90年代成立了《高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測協(xié)作網(wǎng)》，2012年5月在福州市召開了年會，國家電科院高壓所和全國高壓專委會于2012年12月中在北海市召開了研討會，組織編寫《在線監(jiān)測管理導(dǎo)則》，這將有力地推動了我國絕緣在線監(jiān)測的開展，為設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測提供法規(guī)依據(jù)。

 

目前干式變壓器在線監(jiān)測項目可分為油中氣體、水分和絕緣兩大類。絕緣監(jiān)測項目主要有介損、泄漏電流和局部放電，其中介損和泄漏電流只能反映總體絕緣狀態(tài)，難以檢出局部缺陷；而局部放電在線監(jiān)測的抗干擾技術(shù)尚未得到解決［2］，因此，目前干式變壓器在線監(jiān)測在很大程度上是油中氣體和水分在線監(jiān)測。本人長期從事油中氣體、水分檢測和內(nèi)部故障的診斷，80年代還與北京、吉林、陜西、安徽和貴州等省市的電力試研所合作，研制了以氫敏器件為傳感器的油中氫氣在線監(jiān)測裝置，雖然在全國應(yīng)用200多套，但因當(dāng)時傳感器的穩(wěn)定性差而告終。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，對電網(wǎng)的安全可靠性提出了很高的要求，希望能將目前的定期維護逐步過渡到狀態(tài)維護，這就要求對干式變壓器進行狀態(tài)監(jiān)測。近年來，傳感器技術(shù)、微機技術(shù)和油氣分離技術(shù)得到迅速的發(fā)展，為干式變壓器在線監(jiān)測的實施創(chuàng)造了條件。