四川省地震活動頻繁，可能給變壓器機械結(jié)構(gòu)造成損傷，且損傷具有累積效應(yīng)，進而影響變壓器的性能。國網(wǎng)四川電力試點應(yīng)用以可靠性為中心的設(shè)備檢修策略開展地震帶變壓器檢修，實現(xiàn)——

國網(wǎng)四川省電力公司超高壓分公司在500千伏石棉變電站開展地震帶大型變壓器可靠性提升檢修策略實踐演練。運檢人員在該變電站主控室內(nèi)操作監(jiān)控主機，獲取了變壓器的油色譜、短路阻抗、冷卻器工況等關(guān)鍵狀態(tài)信息，再通過評估設(shè)備健康狀態(tài)、可靠性等關(guān)鍵指數(shù)生成檢修策略，整個操作過程用時不到5分鐘。而此前，發(fā)生地震后要獲取變壓器的狀態(tài)信息，需要讓變壓器停止運行，且至少花費1天時間。

這樣的變化是由于國網(wǎng)四川超高壓公司試點應(yīng)用了以可靠性為中心的設(shè)備檢修（Reliability Centered Maintenance，即RCM）策略。22年10月，國網(wǎng)四川電力“地震帶大型變壓器可靠性提升的檢修策略研究”項目入選國家能源局RCM策略研究試點項目清單。國網(wǎng)四川電力組建研究小組，在國網(wǎng)四川超高壓公司、成都供電公司試點應(yīng)用RCM策略，實現(xiàn)及時發(fā)現(xiàn)、高效處理地震造成的變壓器缺陷隱患，進一步提高了檢修效率和經(jīng)濟性。

一、概述（YDQSF6氣體高壓變壓器適用于各種電力設(shè)備）

YDQ系列高壓試驗變壓器是根據(jù)《試驗變壓器》標準，在油浸式試驗變壓器的基礎(chǔ)上而設(shè)計生產(chǎn)的。SF6氣體具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，其耐壓強度為同一壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓的空氣的2.5倍。在0.25MPa下與油的擊穿電壓相等，在0.45MPa壓力下是油的擊穿電壓的2倍，是一種優(yōu)于油的新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料。該產(chǎn)品技術(shù)要求完全符合《ZBK-41006-89》標準，它是油浸式輕型試驗變壓器的換代產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、不受氣候變化影響、電暈小、現(xiàn)場搬運無需靜止可使用，使用壽命長、免維修等特點。適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門等對各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（YDQSF6氣體高壓變壓器適用于各種電力設(shè)備）

YDQ系列高壓試驗變壓器采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)，初級繞組繞在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產(chǎn)品的外殼為圓柱灌式容器結(jié)構(gòu)，能耐受0.8MPa以上壓力。其結(jié)構(gòu)見圖1：

三、工作原理（YDQSF6氣體高壓變壓器適用于各種電力設(shè)備）

YDQ系列高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標號Ⅰ.Ⅰ. 用工頻220V(10kVA以上為380V)電源接入 (為本公司生產(chǎn)的試驗變壓器配套專用設(shè)備，詳細資料請見其具體使用說明書)系列操作箱(臺)，經(jīng)操作箱內(nèi)自偶調(diào)壓器(50kVA以上調(diào)壓器外附)調(diào)節(jié)至0～200V(或0～400V)電壓輸出至YDQ試驗變壓器的初級繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。

單臺YDQ系列高壓試驗變壓器的工作原理圖見圖2。

單臺YDQ系列交直流高壓試驗變壓器的工作原理圖見圖3，圖中高壓套管中裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作半波整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態(tài)；取消短路桿時，作為直流輸出狀態(tài)。

試驗變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫出，其原理與上圖相同。

三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的接線原理見圖4。串級高壓試驗變壓器有很大的優(yōu)越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經(jīng)濟實惠。圖5中，在**級和第2級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺串級試驗變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗變壓器Ⅰ的初級繞組a1x1上，單臺試驗變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第2級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第2級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第3級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第2級試驗變壓器Ⅱ和第3級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器Ⅰ的箱體是接地的。這樣第1級、第2級、第3級試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。

YDQ系列高壓試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見圖5。

圖中：R1—限流電阻       FRC—阻容分壓器     RF—球間隙保護電阻     G—球間隙          CX—被試品

注：高壓尾必須可靠接地

工頻耐壓試驗中限流電阻R1應(yīng)根據(jù)試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側(cè)額定輸出電流在100～300mA時，可取0.5～1Ω/V(試驗電壓)；高壓側(cè)額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω/V(試驗電壓)。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按150kV/m考慮，管子粗細應(yīng)具有足夠的熱容量(水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值)。

球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時(一般取試驗電壓的110%~120%)，球間隙放電，對被試品起到保護作用。球間隙保護電阻可按1Ω/V(試驗電壓)選取。

在工頻耐壓試驗中，低電壓側(cè)測量電壓(儀表電壓)不是非常準確的，其原因是由于試驗變壓器存在著漏抗，在這個漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側(cè)測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的電壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現(xiàn)象。感應(yīng)耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓(見圖5)。

工頻耐壓試驗操作注意事項

1）試驗人員應(yīng)做好分工，明確相互間聯(lián)系方法。并有專門人監(jiān)護現(xiàn)場**及觀察試品狀態(tài)。

2）被試品應(yīng)先清掃干凈，并優(yōu)良干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。

3）對于大型試驗，一般都應(yīng)先進行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調(diào)整球間隙。

4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調(diào)壓器不在零位時突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時拉閘。

5）當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降壓到1/3試驗電壓以下時，才能拉開電源。

6）在升壓或耐壓試驗過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時，應(yīng)立即降壓，切斷電源。停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發(fā)現(xiàn)絕緣燒焦或冒煙；③被試品內(nèi)有不正常的聲音。

7）耐壓試驗前后應(yīng)測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄露試驗時接線原理圖如圖6。

注：此試驗應(yīng)先抽出短路桿“D”，圖6中所示。

圖中：VD—高壓硅堆     R1—限流電阻      C1—高壓濾波電容    FRC—阻容分壓器     CX—被試品    μA—帶保護微安表

泄露試驗中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時，輸出端短路電流不超過高壓硅堆的*大整流。如電壓硅堆的*大整流電流為100mA時用于60kV的試驗裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇。限流電阻還應(yīng)具有足夠的容量和沿面放電距離。

高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF，當被試品的電容量很大時，C1可省略不用。

泄露試驗的操作及注意事項

1）試驗前應(yīng)先檢查被試品是否停電，接地放電，一切對外連線是否擦干凈。要嚴防將試驗電壓加到有人工作的部位上去。

2）接好試驗裝置的接線后，應(yīng)復(fù)查無誤后才可加壓。應(yīng)特別注意檢查高壓設(shè)備及引線與地、與操作人員的**距離，被試品的外殼是否可靠接地，要按**規(guī)程中所規(guī)定的內(nèi)容進行試驗。

3）對于大電容量設(shè)備應(yīng)緩慢升壓，防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時應(yīng)分級加壓，分別讀取各級電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。

4）試驗過程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試品、試驗裝置、微安表，一旦發(fā)生擊穿、閃爍等異?，F(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細記錄。

5）試驗完畢，降壓，切斷電源后應(yīng)將被試品及試驗裝置本身充分放電。

四川電網(wǎng)位于地震帶上的變壓器數(shù)量達273臺。一般情況下，地震后對變壓器開展全方位檢查需要采取停電試驗的方式。

RCM策略是根據(jù)設(shè)備的可靠性狀況及設(shè)備當前狀態(tài)，以很小的檢修資源消耗，制訂有針對性的檢修策略，實現(xiàn)風險、成本、效能綜合*優(yōu)。相較于采用傳統(tǒng)的周期檢修策略，采用RCM策略能更及時地發(fā)現(xiàn)地震帶來的設(shè)備風險隱患，有助于高效處理缺陷故障。

“實行RCM策略首先要評估變壓器當前狀態(tài)，而前提是搞清楚地震是如何損傷變壓器的?！眹W(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院輸變電技術(shù)中心專責介紹。從2月份起，研究小組全方位收集地震帶變壓器故障案例，梳理地震相關(guān)變壓器故障模式，發(fā)現(xiàn)地震易造成變壓器機械、絕緣性能等方面的問題，且對變壓器的影響具有累積效應(yīng)。

研究小組在掌握地震相關(guān)變壓器故障模式基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)計分析、仿真計算等方式，提出變壓器位移加速度、油色譜、短路阻抗等與地震相關(guān)的關(guān)鍵狀態(tài)信息，構(gòu)建地震帶變壓器狀態(tài)評價體系，用于評估變壓器的狀態(tài)。針對地震相關(guān)的關(guān)鍵狀態(tài)信息監(jiān)測手段不足的問題，研究小組引入地震烈度監(jiān)測、短路阻抗在線監(jiān)測、冷卻系統(tǒng)工況感知等技術(shù)手段，建設(shè)了智能監(jiān)測系統(tǒng)，提升了地震帶變壓器狀態(tài)感知能力。這些新技術(shù)手段的引入如同給變壓器裝上了健康監(jiān)測儀，實時反映變壓器是否發(fā)生“病變”。

地震發(fā)生后，需要根據(jù)變壓器的受損部位與受損程度制訂不同的檢修方案。為得到地震發(fā)生后變壓器很好的檢修策略，3月份開始，研究小組開展設(shè)備因地震造成的結(jié)構(gòu)損壞、部件失效規(guī)律分析和檢修成本分析等理論研究，基于設(shè)備故障模式分析，綜合考慮風險、成本等因素制訂了地震帶變壓器差異化檢修策略庫。檢修策略庫包含糾正性檢修、狀態(tài)檢修以及定期檢修三大類檢修策略213項檢修方案。檢修策略庫可輔助檢修人員精準高效地執(zhí)行檢修任務(wù)。

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