CN106841941A - 一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，按以下流程进行：(1)按照周期要求开展非停电例行试验，若通过试验结果，能够准确掌握设备状态，则直接制定相应检修策略；(2)若需进一步分析设备状态，则根据非停电例行试验结果及相关设备信息的分析，针对性地进行非停电诊断试验；(3)根据非停电例行试验与诊断试验综合评估结果，制定相应检修策略。本发明采用多种非停电试验项目对变压器设备进行带电检测，具有获取设备状态信息量全面、对主要缺陷故障有效覆盖等突出优点，避免现有巡检和例行试验项目存在的诸多问题，能够在不停电情况下实时、准确、方便地掌握变压器设备运行状况，制定相应检修策略，保证设备安全可靠运行。

Description

一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法
技术领域
本发明涉及电气设备状态检测技术领域，具体是一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法。
背景技术
近年来电网公司开始实施状态检修模式，以设备状态评价为基础，加强设备状态检测，科学制定检修计划，将检修工作重点从设备停电检修转移到对设备状态的检测、分析和评价、预控，大幅度减少了设备过修、失修，检修工作量明显下降，降低了设备检修、试验成本，设备可靠性明显提高。但由于技术的限制，状态检修仍然存在停电例行试验周期。
随着用电需求和电力设备制造技术的不断发展，电力设备电压等级越来越高，容量也越来越大，电网规模的持续扩大，相应的电力设备单台造价不断攀升，全面检修时间不断延长，人力物力等各项花费也逐步赠加，这与减少停电时间、降低维护成本的电网运营要求及运维人员减少等现状之间的矛盾不断加大。为解决这一问题，应进一步发展在线监测和带电检测以替代例行停电试验，最终形成基于非停电试验的状态检修模式。
油浸式变压器设备是电力设备最主要最重要的设备之一，是最早开展状态检修的设备之一。油浸式变压器设备主要有六大类十余种缺陷故障，包括：绕组故障(绕组变形、绕组匝间短路、绕组断线)、铁心故障(悬浮放电、铁心多点接地)、主绝缘故障(绝缘老化、击穿、绝缘受潮、围屏放电、油流带电)、引线故障(对地闪络、引线断股、引线过热)、分接故障(机械故障、触头烧损、分接断线)、套管故障(套管绝缘受潮、套管过热、均压球悬浮放电)等。
目前，油浸式变压器设备巡检项目包括：外观检查、油温和绕组温度检查、呼吸干燥剂检查、冷却系统检查等；例行试验项目包括：红外热像检测、油中溶解气体分析、绕组电阻测量、绝缘油例行试验、套管试验、铁心接地电流测量(带电)、铁心绝缘电阻测量、绕组绝缘点则测量、绕组绝缘介质损耗因数、有载分解开关检查、测温装置检查、气体继电器检查、冷却装置检查、压力释放装置检查。它们获取的设备状态信息量冗余、信息滞后，部分试验项目需要停电才能开展，存在过度检修问题，影响了供电可靠性，且难以满足状态评价和状态管控的要求。
在不停电的情况下，现有例行试验项目(红外热像检测、油中溶解气体分析、绝缘油例行试验、铁心接地电流测量、有载分接开关检查)，已经能体现出绕组故障、铁心故障、主绝缘故障、引线故障、分接故障、套管故障等各大类下几乎所有典型故障，并完全覆盖现行状态检修例行试验(含停电试验和非停电试验)所能检测出的故障类型。但仅以非停电试验项目的结果对于准确判断故障类型和程度，进而指导检修策略，以现行方法来说，略显不足，且不如现行状态检修例行试验方法。因此，需要进一步完善非停电试验的结果数据应用方式，并扩充非停电试验项目。
本发明人在实现本发明的过程中通过研究发现：带电检测/在线监测技术(红外热像检测、油中溶解气体分析、绝缘油例行试验、铁心接地电流测量、高频局部放电检测、套管SF6气体湿度检测(充气)、套管相对介质损耗因数(有条件时)、套管相对电容量比值(有条件时)、有载分接开关检查)能够对油浸式变压器设备主要缺陷故障做到相对有效的全覆盖。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是彻底解决油浸式变压器设备检测方法中存在的设备状态信息量冗余、信息滞后、过度检修等问题，提供一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，对形成基于非停电试验的状态检修模式具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，其特征在于：油浸式变压器设备取消例行停电试验所需进行的非停电试验检测项目分为非停电例行试验与诊断试验，所述非停电例行试验包括：红外热像检测、油中溶解气体分析、绝缘油例行试验、铁心接地电流测量、高频局部放电检测、套管SF6气体湿度检测(充气)、套管相对介质损耗因数(有条件时)、套管相对电容量比值(有条件时)、有载分接开关检查；所述非停电诊断试验包括：绝缘油诊断性试验、声级及振动测定、超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、套管高频局部放电检测(有条件时)；所述状态检修方法按以下流程进行：
(1)按照周期要求开展非停电例行试验，若通过试验结果，能够准确掌握设备状态，则直接制定相应检修策略；若需进一步分析设备状态，则继续开展非停电诊断试验进行综合评估；
(2)若设备更换/添加新油，例行试验后怀疑油质有问题，承受短路冲击或发现明显内部故障时，应有选择地进行绝缘油诊断试验。具体来说：凭视觉检查，怀疑油质老化，应进行界面张力测量；界面张力小于25mN/m时，进行油泥与沉淀物检测；对于添加了抗氧化的油，当油变色或酸值达到注意值时，应测量抗氧化剂含量；油中含水量达到注意值时，应测量体积电阻率；凭视觉检查，发现油有浑浊现象或体积电阻率下降时，应测量油中颗粒数，必要时进行金属成分及含量分析；特别的，当发现介损异常上升和绝缘油明显劣化时，应进行铜金属含量测量；一般不宜将不同牌号的油混合使用，如混合使用，应进行油的相容性试验。
当巡检发现变压器噪声异常，排除附件(如防雨罩、有载分解开关控制柜元件)松脱、螺丝未拧紧等外部缺陷或故障，怀疑噪声来自变压器邮箱内部时，应定量测量变压器声级；如果巡检发现变压器振动异常，应定量测量振动水平。
当例行试验中发现高频局部放电测量异常，绝缘油中溶解气体成分异常，根据其故障分析方法分析而怀疑有局部放电时，应进行超声波局部放电检测、特高频局部放电检测及套管高频局部放电检测，结合多种检测方法的结果进行综合分析。
(3)根据非停电例行试验与诊断试验综合评估结果，制定相应检修策略。
进一步的，所述步骤(3)中的检修策略分为按正常周期开展非停电例行试验、缩短带电检测周期加强跟踪、停电检修三种。
进一步的，若检修策略为停电检修，则根据需要开展感应耐压和局部放电测量、绕组频率响应分析、绕组各分接位置电压比、绕组电阻、绕组绝缘电阻和铁心绝缘电阻测量等停电试验后进行相应检修处理。
本发明的有益效果是显然的，采用多种非停电试验项目对油浸式变压器设备进行带电检测，具有获取设备状态信息量全面、对主要缺陷故障有效覆盖等突出优点，避免了现有巡检和例行试验项目存在的诸多问题，能够在不停电情况下实时、准确、方便地掌握油浸式变压器设备运行状况，制定相应检修策略，保证设备安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法其中一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法其中一个实施例的流程示意图，所述油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法需进行的非停电试验检测项目分为非停电例行试验与诊断试验。
所述非停电例行试验是指定周期进行的各种带电检测，包括：红外热像检测、油中溶解气体分析、绝缘油例行试验、铁心接地电流测量、高频局部放电检测、套管SF6气体湿度检测(充气)、套管相对介质损耗因数(有条件时)、套管相对电容量比值(有条件时)、有载分接开关检查；所述非停电诊断试验是指巡检、在线监测、非停电例行试验等发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行的带电检测，包括：绝缘油诊断性试验、声级及振动测定、超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、套管高频局部放电检测(有条件时)。
所述油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态检修方法，按以下流程开展状态试验：
1)按照表1非停电例行试验的检测周期和技术要求开展非停电例行试验。若通过试验结果，能够准确掌握设备状态，则直接制定相应检修策略。
表1油浸式变压器非停电例行试验
(1)红外热像检测
A、检测变压器箱体、储油柜、套管、引线接头及电缆等，红外热像图显示应无异常温升、温差和/或相对温差。检测和分析方法参考DL/T 664。
B、利用红外热像检测观测储油柜及套管(充油式)的油位，且比较油位计显示油位与其是否相符。
(2)油中溶解气体分析
A、除例行试验外，新投运、对核心部件或主体进行解体性检修后重新投运的变压器，在投运后的第1、4、10、30天各进行一次本项试验。若有增长趋势，即使小于注意值，也应缩短试验周期。烃类气体含量较高时，应计算总烃的产气速率。取样及测量程序参考GB/T7252，同时注意设备技术文件的特别提示(如有)。
B、当怀疑有内部缺陷(如听到异常声响)、气体继电器有信号、经历了过负荷运行以及发生了出口或近区短路故障，应增加取样分析。
C、油浸式变压器宜装设油中溶解气体在线分析装置，在线监测数据异常是应采用带电取油的方式进行油中溶解气体分析，分析结果以取油测量方式为准。
(3)绝缘油例行试验
A、绝缘油例行试验项目如表2所示。油样提取应遵循GB/T 7597规定。
表2绝缘油例行试验项目
B、视觉检查
凭视觉检测油的颜色，粗略判断油的状态。评估方法见表3。可参考DL 429.1和DL429.2。
表3油质视觉检查及油质初步评估
视觉检测 淡黄色 黄色 深黄色 棕褐色
油质评估 好油 较好油 轻度老化的油 老化的油
C、击穿电压
击穿电压值达不到规定要求时，应进行处理或更换新油。测量方法参考GB/T 507或DL/T 429.9。
D、水分
测量时应注意油温，并尽量在顶层油温40℃—60℃时取样。测量方法参考GB/T7600或GB/T7601。怀疑受潮时，应随时测量油中水分。
E、介质损耗因数
介质损耗因数测量方法参考GB/T 5654。
F、酸值
酸值大于注意值时(参见表4)，应进行再生处理或更换新油。油的酸值按GB/T 264测定。
表4酸值及油质评估
G、油中含气量
油中含气量测量方法参考DL/T 703、DL/T 450或DL/T 423。
(4)铁心接地电流测量
当铁心接地电流无异常时，可不进行铁心绝缘电阻测量测试。
(5)高频局部放电检测
A、检测从套管末屏接地线、高压电缆接地线(变压器为电缆出线结构)、铁心和夹件接地线上取信号。
B、当怀疑有局部放电时，比较其它检测方法，如油中溶解气体分析、特高频局部放电检测、超声波局部放电检测等方法对该设备进行综合分析。
(6)套管SF6气体湿度检测(充气)
A、有下列情况之一，开展本项目：
a)新投运测一次，若接近注意值，半年之后应再测一次；
b)新充(补)气48小时之后至2周之内应测量一次；
c)气体压力明显下降时，应定期跟踪测量气体湿度。
B、SF6气体可从密度监视器处取样，取样方法参见DL/T 1032，测量方法可参考DL/T 506、DL/T 914和DL/T 915。测量完成之后，按要求恢复密度监视器，注意按力矩要求紧固。测量结果应满足新充气后≤220μL/L，运行中≤375μL/L(注意值)(20℃，0.1013MPa)。
(7)套管相对介质损耗因数
A、可取同相的电流互感器末屏电流与本身末屏电流相位差值的正切值。
B、变化量＝|本次试验值-初值|。初值宜选取设备停电状态下的介质损耗因数为合格、带电后一周内检测的数值。相对设备宜选择同相异类设备，如果因距离原因可选择同类异相设备，但一经确定就不可更改。当达到缺陷标准时，应停电进行例行试验。
(8)套管相对电容量比值
A、具备条件时做本项试验，检测从套管末屏接地线上取信号，单根测试线长度应保证在15米以内。可取同相的电流互感器电容与本身电容的比值。
B、初值宜选取设备停电状态下的电容量为合格、带电后一周内检测的数值。相对设备宜选择同相异类设备，如果因距离原因可选择同类异相设备，但一经确定就不可更改。当达到缺陷标准时，应停电进行例行试验。
(9)有载分接开关检查
A、以下步骤可能会因制造商或型号的不同有所差异，必要时参考设备技术文件。基准周期为1年的检查项目：
a)储油柜、呼吸器和油位指示器，应按其技术文件要求检查；
b)打开电动机构箱，检查是否有任何松动、生锈；检查加热器是否正常；
c)记录动作次数；
B、110(66)kV及以上基准周期为3年、35kV及以下基准周期为4年的检查项目：
d)油质试验：要求油耐受电压≥30kV；不满足要求时，需要对油进行过滤处理，或者换新油。
2)若需进一步分析设备状态，则继续按表5非停电诊断试验的检测周期和技术要求开展诊断试验综合评估。
表5油浸式变压器非停电诊断试验
序号 项目 技术要求
1 绝缘油诊断性试验 见(1)
2 声级及振动测定 符合设备技术文件要求
3 超声波局部放电检测 无异常放电
4 特高频局部放电检测 无异常放电
5 机械振动检测 出具报告，积累数据
6 套管高频局部放电检测 见(3)
(1)绝缘油诊断试验
A、绝缘油诊断试验项目
新油，或例行试验后怀疑油质有问题时应进行诊断试验，试验结果应符合要求。
表6绝缘油诊断性试验项目
B、界面张力
油对水的界面张力测量方法参考GB/T 6541，低于注意值时宜换新油。
C、抗氧化剂含量
对于添加了抗氧化剂的油，当油变色或酸值偏高时应测量抗氧化剂含量。抗氧化剂含量减少，应按规定添加新的抗氧化剂；采取上述措施前，应咨询制造商的意见。测量方法参考GB 7602。
D、体积电阻率
体积电阻率测量方法参考GB/T 5654或DL/T 421。
E、油泥与沉淀物
当界面张力小于25mN/m时，进行本项目。测量方法参考GB/T 14542-2005附录A。
F、颗粒数
本项试验可以用来表征油的纯净度。每100mL油中大于5μm的颗粒数一般不大于3000个大于3000个应予注意，查明原因，必要时用精密滤油机对油进行处理。对于变压器，过量的金属颗粒是潜油泵磨损的一个信号，必要时应进行金属成分及含量分析。测量方法和要求可参考DL/T 432和DL/T 1096。
G、油的相容性试验
一般不宜将不同牌号的油混合使用。如混合使用，应进行本项目。测量方法和要求参考GB/T14542。
H、铜金属含量测量
当发现介损和绝缘油发现明显劣化时，进行本项目。测量方法参考DL/T 263。
(2)声级及振动测定
当噪声异常时，可定量测量变压器声级，测量参考GB/T 1094.10。如果振动异常，可定量测量振动水平，振动波主波峰的高度应不超过规定值，且与同型设备无明显差异。
(3)套管高频局部放电检测
A、检测从套管末屏接地线上取信号。
B、当怀疑有局部放电时，应结合其它检测方法的检测结果进行综合分析。当套管应用于变压器或电抗器时，其内部局部放电会在套管测试数据表征出来，因此要结合变压器或电抗器本体测试结果综合分析。
3)根据非停电例行试验与诊断试验综合评估结果，制定相应检修策略。检修策略分为按正常周期开展非停电例行试验、缩短带电检测周期加强跟踪、停电检修三种。
4)若停电检修，可根据需要开展感应耐压和局部放电测量、绕组频率响应分析、绕组各分接位置电压比、绕组电阻、绕组绝缘电阻和铁心绝缘电阻测量等停电试验等停电试验后进行相应检修处理。
例如，检测人员发现某发电厂500kV单相主变压器，在经受冲击送电后，油中溶解气体在线监测装置显示出现乙炔，含量为0.4ppm左右，且总烃由历史数据6ppm上升至8ppm。约20天后，该变压器负荷达到峰值，其总烃增长较快，从14.25ppm上升至41.69ppm，乙炔无明显增长。同时，开展多种手段的带电检测评估设备状态：带电测量铁心接地电流为0.2A，无异常，排除了铁心多点接地可能；高频局部放电检测无异常，排除内部持续放电故障可能；带电取油进行进一步分析，发现CO和CO2无明显增长，排除固体绝缘受损可能。综合多项例行试验检测结果判断，变压器存在局部过热故障，可能发生过放电性故障，但放电已消失。初步诊断故障点为内部裸金属部分。根据设备状态，调整状态检修策略为：持续在线监测油中溶解气体含量，视气体含量变化趋势决定停电检修周期。经20天在线监测，发现油中溶解气体上升缓慢，趋于平稳，判断为过热故障已缓解或消失，再次调整状态检修策略为：正常周期开展带电例行试验。后来，该变压器大修时发现：(1)高低压夹件与靠近高压引线的第一根衬板接触面有两处明显放电过热灼烧点。同时，在两侧衬板的下方发现少量的金属颗粒，散落在铁心上，最大金属颗粒直径约2mm；(2)主变器身定位螺栓垫圈与低压夹件有过热痕迹；(3)高压引线装置支撑板紧固螺栓有过热灼烧痕迹。后对夹件与衬板的连接螺栓、定位螺栓垫片进行了清理。
本发明的有益效果：采用多种非停电试验项目对油浸式变压器设备进行带电检测，具有获取设备状态信息量全面、对主要缺陷故障有效覆盖等突出优点，避免了现有巡检和例行试验项目存在的诸多问题，能够在不停电情况下实时、准确、方便地掌握油浸式变压器设备运行状况，制定相应检修策略，保证设备安全可靠运行。

Claims (3)

1.一种油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，其特征在于：油浸式变压器设备取消例行停电试验所需进行的非停电试验检测项目分为非停电例行试验与诊断试验，所述非停电例行试验包括：红外热像检测、油中溶解气体分析、绝缘油例行试验、铁心接地电流测量、高频局部放电检测、套管SF6气体湿度检测、套管相对介质损耗因数、套管相对电容量比值、有载分接开关检查；所述非停电诊断试验包括：绝缘油诊断性试验、声级及振动测定、超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、套管高频局部放电检测；所述状态检修方法按以下流程进行：
(1)按照周期要求开展非停电例行试验，若通过试验结果，能够准确掌握设备状态，则直接制定相应检修策略；若需进一步分析设备状态，则继续开展非停电诊断试验进行综合评估；
(2)若设备更换/添加新油，例行试验后怀疑油质有问题，承受短路冲击或发现明显内部故障时，有选择地进行绝缘油诊断试验，具体的：凭视觉检查，怀疑油质老化，进行界面张力测量；界面张力小于25mN/m时，进行油泥与沉淀物检测；对于添加了抗氧化的油，当油变色或酸值达到注意值时，测量抗氧化剂含量；油中含水量达到注意值时，测量体积电阻率；凭视觉检查，发现油有浑浊现象或体积电阻率下降时，测量油中颗粒数，必要时进行金属成分及含量分析；当发现介损异常上升和绝缘油明显劣化时，进行铜金属含量测量；
当巡检发现变压器噪声异常，排除附件松脱、螺丝未拧紧等外部缺陷或故障，怀疑噪声来自变压器邮箱内部时，定量测量变压器声级；如果巡检发现变压器振动异常，应定量测量振动水平；
当例行试验中发现高频局部放电测量异常，绝缘油中溶解气体成分异常，根据其故障分析方法分析而怀疑有局部放电时，应进行超声波局部放电检测、特高频局部放电检测及套管高频局部放电检测，结合多种检测方法的结果进行综合分析；
(3)根据非停电例行试验与诊断试验综合评估结果，制定相应检修策略。
2.如权利要求1所述的油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，其特征在于：所述步骤(3)中的检修策略分为按正常周期开展非停电例行试验、缩短带电检测周期加强跟踪、停电检修三种。
3.如权利要求2所述的油浸式变压器设备取消例行停电试验的状态试验方法，其特征在于：若检修策略为停电检修，则根据需要开展感应耐压和局部放电测量、绕组频率响应分析、绕组各分接位置电压比、绕组电阻、绕组绝缘电阻和铁心绝缘电阻测量等停电试验后进行相应检修处理。
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