變壓器預防性檢測提高可靠性

及關鍵設備定期檢測研討2013年5月9日技術支持服務中心維修部2025年6月17日2目錄變壓器預防性檢測的背景變壓器預防性檢測的情況變壓器預防性檢測提高可靠性的案例分享變壓器預防性維護的情況討論變壓器的定期檢測周期及內容關鍵電氣設備定期檢測的設備、內容、周期2025年6月17日3變壓器預防性檢測的背景電力變壓器是電力系統電網安全性運行的重要設備，它的安全運行是具有極其重要意義的。變壓器的壽命一般只有20至25年，決定其壽命的不是機械壽命，而是絕緣的化學壽命，實際許多變壓器的絕緣化學壽命只能達到18至20年，黃石公司K4的電力變壓器已經接近使用年限，預防性試驗是保證其安全運行的重要措施,對變壓器故障診斷具有確定性影響。通過各種試驗項目，獲取準確可靠的試驗結果是提前發現變壓器故障的基本前提。加強對絕緣油的監控，及時掌握絕緣的老化程度，制定科學的維修策略，對工廠設備的安全運行有著及其重要。2025年6月17日4變壓器預防性檢測的背景--事故案例2010年8月，陽新公司窯主傳變壓器因外部電纜短路導致變壓器嚴重損壞，造成2#窯停窯180小時以上；2010年12月26日，郴州公司原料變壓器在遇到低壓設備短路故障后，因未及時采取科學檢測，重復送電操作導致變壓器嚴重損壞，影響停電十小時以上；2011年1月8日，襄城公司一臺1600KW電力變壓器因低壓短路導致變壓器燒壞。......變壓器故障的技術分析由于變壓器出口短路產生數倍與滿載額定電流的瞬變短路電流，導致收到額定滿載近400倍的機械應力沖擊，變壓器內部絕緣和固定經受強烈沖擊，在未檢查判定解除故障隱患，采取再次送電操作，根據“雙倍效應”零電壓短路的機械沖擊應力將達到滿載時的1600倍，致使變壓器內部絕緣變形、位移破壞其絕緣，最終擊穿嚴重損壞。2025年6月17日6變壓器預防性檢測的背景--現狀在公司目前電力變壓器的運行中，經常會遇到誤操作、振動、高溫、雷電或涌流、過負荷、三相負載不平衡、對控制設備的維護不夠、清潔不良等情況，這些因素會影響到變壓器絕緣材料的預期壽命，最終導致變壓器的故障發生。并且由于變壓器長期缺乏科學的預防性維護和試驗檢查，上述不良影響無法被發現，這將嚴重威脅到電力變壓器的可靠運行，是供配電系統的重大安全隱患。2025年6月17日7變壓器維護的過去情況黃石公司每兩年對變壓器油進行耐壓試驗，也對部分時間較長有缺陷的變壓器（例如漏油等）進行抽芯維護；陽新公司、武穴公司、宜都公司、襄樊公司、赤壁公司等各工廠對配電電力變壓器均只在年修時進行清灰，緊固常規維護，如有漏油做密封件更換維修。相關的預防性試驗和維修尚未實施，且都希望工廠維修管理部能給予支持和幫助。2025年6月17日8變壓器預防性檢測的依據2025年6月17日9電力設備預防性試驗規程電力設備預防性試驗規程PreventivetestcodeforelectricpowerequipmentDL/T596—1996

中華人民共和國電力行業標準DL/T596—1996電力設備預防性試驗規程

Preventivetestcodeforelectricpowerequipment中華人民共和國電力工業部1996-09-25批準1997-01-01實施

2025年6月17日10電力變壓器及電抗器的試驗項目、周期和要求電力變壓器及電抗器的試驗項目、周期和要求序號項目周期要求說明1

油中溶解氣體色譜分析

1)220kV及以上的所有變壓器、容量120MVA及以上的發電廠主變壓器和330kV及以上的電抗器在投運后的4、10、30天(500kV設備還應增加1次在投運后1天)

2)運行中：a)330kV及以上變壓器和電抗器為3個月；b)220kV變壓器為6個月；c)120MVA及以上的發電廠主變壓器為6個月；d)其余8MVA及以上的變壓器為1年；e)8MVA以下的油浸式變壓器自行規定

3)大修后

4)必要時

1)運行設備的油中H2與烴類氣體含量(體積分數)超過下列任何一項值時應引起注意：總烴含量大于150×10-6

H2含量大于150×10-6

C2H2含量大于5×10-6

(500kV變壓器為1×10-6)

2)烴類氣體總和的產氣速率大于0.25ml/h(開放式)和0.5ml/h(密封式)，或相對產氣速率大于10%/月則認為設備有異常

3)對330kV及以上的電抗器，當出現痕量(小于5×10-6)乙炔時也應引起注意；如氣體分析雖已出現異常，但判斷不至于危及繞組和鐵芯安全時，可在超過注意值較大的情況下運行

1)總烴包括：CH4、C2H6、C2H4和C2H2四種氣體

2)溶解氣體組分含量有增長趨勢時，可結合產氣速率判斷，必要時縮短周期進行追蹤分析

3)總烴含量低的設備不宜采用相對產氣速率進行判斷

4)新投運的變壓器應有投運前的測試數據

5)測試周期中1)項的規定適用于大修后的變壓器2025年6月17日11變壓器預防性檢測的依據2

繞組直流電阻

1)1～3年或自行規定

2)無勵磁調壓變壓器變換分接位置后

3)有載調壓變壓器的分接開關檢修后(在所有分接側)

4)大修后

5)必要時

1)1.6MVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應大于三相平均值的2%，無中性點引出的繞組，線間差別不應大于三相平均值的1%

2)1.6MVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%

3)與以前相同部位測得值比較，其變化不應大于2%

4)電抗器參照執行

1)如電阻相間差在出廠時超過規定，制造廠已說明了這種偏差的原因，按要求中3)項執行

2)不同溫度下的電阻值按下式換算式中R1、R2分別為在溫度t1、t2時的電阻值；T為計算用常數，銅導線取235，鋁導線取225

3)無勵磁調壓變壓器應在使用的分接鎖定后測量2025年6月17日12變壓器預防性檢測的依據3

繞組絕緣電阻、吸收比或(和)極化指數

1)1～3年或自行規定

2)大修后

3)必要時

1)絕緣電阻換算至同一溫度下，與前一次測試結果相比應無明顯變化

2)吸收比(10～30℃范圍)不低于1.3或極化指數不低于1.5

1)采用2500V或5000V兆歐表

2)測量前被試繞組應充分放電

3)測量溫度以頂層油溫為準，盡量使每次測量溫度相近

4)盡量在油溫低于50℃時測量，不同溫度下的絕緣電阻值一般可按下式換算式中R1、R2分別為溫度t1、t2時的絕緣電阻值

5)吸收比和極化指數不進行溫度換算2025年6月17日13變壓器預防性檢測的依據6

絕緣油試驗

1)1～3年或自行規定

2)大修后

3)必要時見第13章7交流耐壓試驗

1)

1～5年(10

kV及以下)

2)大修后(66kV及以下)

3)更換繞組后

4)必要時

1)油浸變壓器(電抗器)試驗電壓值按表6(定期試驗按部分更換繞組電壓值)

2)干式變壓器全部更換繞組時，按出廠試驗電壓值；部分更換繞組和定期試驗時，按出廠試驗電壓值的0.85倍1)可采用倍頻感應或操作波感應法

2)66kV及以下全絕緣變壓器，現場條件不具備時，可只進行外施工頻耐壓試驗

3)電抗器進行外施工頻耐壓試驗8

鐵芯(有外引接地線的)絕緣電阻

1)1～3年或自行規定

2)大修后

3)必要時

1)與以前測試結果相比無顯著差別

2)運行中鐵芯接地電流一般不大于0.1A

1)采用2500V兆歐表(對運行年久的變壓器可用1000V兆歐表)

2)夾件引出接地的可單獨對夾件進行測量2025年6月17日14變壓器預防性檢測的依據10

油中含水量見第13章11

油中含氣量見第13章12

繞組泄漏電流

1)1～3年或自行規定

2)必要時1)試驗電壓一般如下：讀取1min時的泄漏電流值繞組額定電壓kV36～1020～3566～330500直流試驗電壓kV5102040602)與前一次測試結果相比應無明顯變化變壓器油的試驗項目和要求變壓器油的試驗項目和要求序號項目要求說明投入運行前的油運行油1外觀透明、無雜質或懸浮物

將油樣注入試管中冷卻至5℃在光線充足的地方觀察2水溶性酸pH值≥5.4≥4.2

按GB7598進行試驗3酸值mgKOH/g≤0.03≤0.1

按GB264或GB7599進行試驗4閃點(閉口)℃≥140(10號、25號油)≥135(45號油)1)不應比左欄要求低5℃2)不應比上次測定值低5℃

按GB261進行試驗2025年6月17日16變壓器油的試驗項目和要求5水分mg/L66～110kV≤20220kV≤15330～500kV≤1066～110kV≤35220kV≤25330～500kV≤15

運行中設備，測量時應注意溫度的影響，盡量在頂層油溫高于50℃時采樣，按GB7600或GB7601進行試驗

6擊穿電壓kV15kV以下≥3015～35kV≥3566～220kV≥40330kV≥50500kV≥6015kV以下≥2515～35kV≥3066～220kV≥35330kV≥45500kV≥50

按GB/T507和DL/T429.9方法進行試驗7界面張力(25℃)

mN/m≥35≥19

按GB/T6541進行試驗8tgδ(90℃)%330kV及以下≤1500kV≤0.7300kV及以下≤4500kV≤2

按GB5654進行試驗2025年6月17日17變壓器油的試驗項目和要求9體積電阻率(90℃)Ω·m≥6×1010500kV≥1×1010330kV及以下≥3×109

按DL/T421或GB5654進行試驗10油中含氣量(體積分數)%

330kV500kV)≤1一般不大于3

按DL/T423或DL/T450進行試驗11油泥與沉淀物(質量分數)%—一般不大于0.02

按GB/T511試驗，若只測定油泥含量，試驗最后采用乙醇—苯(1∶4)將油泥洗于恒重容器中，稱重12油中溶解氣體色譜分析變壓器、電抗器見第6章互感器見第7章套管見第9章電力電纜見第11章

取樣、試驗和判斷方法分別按GB7597、SD304和GB7252的規定進行2025年6月17日18株洲公司變壓器故障案例--20110608事件：2011年6月8日，華新水泥（株洲）有限公司碼頭用變壓器由保定小星天威變壓器有限公司2009年05月制造（S11-M-1000kVA/10-0.4）；變壓器在正常運行時，因負載發生急劇變化，后備保護動作顯示過流速斷。當排除負載故障點再次投點運行時，變壓器運行聲音異常，后備保護再次動作顯示過流速斷；顧客初步判定該變壓器內部故障，更換備用變壓器。株洲公司變壓器故障案例--20110608現地吊芯檢查狀況：HV側狀況LV側狀況株洲公司變壓器故障案例--20110608現地吊芯檢查狀況：線圈端絕緣墊塊松動1線圈端絕緣墊塊松動2A相線圈下部可視銅渣B相線圈下部可視銅渣株洲公司變壓器故障案例--20110608故障原因淺析從變壓器運行情況、現地吊芯檢查心體線圈受損狀況可以判定：該變壓器在運行過程中，A、B相低壓側外部負載相間或對地發生短路極端變化，超過低壓線圈能承受額定短路電流時間，線圈導線在交變機械力作用下整體相互擠壓；外包紙絕緣破損發生匝間短路，短路電流產生的瞬時高溫使導線融化，大量銅渣從故障點處溢出。株洲公司變壓器故障案例--20110608維修方案：1、依照《DL-T573-95電力變壓器檢修導則》執行返廠大修。2、更換兩相高、低線圈。3、原變壓器油真空加熱脫氣處理，補充新品絕緣油。4、受損絕緣材料更換為新品。5、變壓器心體重新真空干燥處理。6、變壓器完成品依照《JBT501-2006電力變壓器試驗導則》試驗。2025年6月17日23長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例2011年6月，華新水泥（長陽）有限公司在收購以后，為了掌握變壓器的運行情況，根據總部維修部簽訂的《變壓器維護保養框架協議》，委托華城電機（武漢）有限公司對該公司所屬16臺油浸式變壓器運行狀態進行分析評估。取油樣做油中特征性氣體分析發現：2#線35kV主變內部存在電弧放電現象，建議吊心排查（詳摘要①-2011華新（長陽）2#線35kV主變運行狀態評估報告）。2025年6月17日24長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例摘要①---2011華新（長陽）2#線35kV主變運行狀態評估報告

2025年6月17日25長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

根據監測數據和相關的分析，會同技術中心電氣自動化部專家和華城電機（武漢）有限公司負責設計及品保的專家、工廠的專業管理一起商定，綜合考慮維修條件、維修費用等諸多因素，決定先采取選擇合適的時間進行現地檢測研判，逐步逐項排查故障源，并繼續通過對變壓器油質及油中溶解性氣體的數據變化，判定變壓器的運行風險。2025年6月17日26長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

2012年2月19日，華城電機工程技術人員對2#主變進行檢測排查故障源工作（詳摘要②-2011華新（長陽）2#線35kV主變運行狀態評估報告）,結果及建議如下：1、存在低能量高溫電弧放電故障源；2、排除引出線接續不良、有載開關分接線接續不良；3、排除因鐵芯多點接地產生故障源；4、持續監測油中特征性氣體的產氣量和產氣速率；5、真空脫氣加熱過濾變壓器油，提高絕緣特性；2025年6月17日27長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例摘要②---2012華新（長陽）2#線35kV主變排查故障源報告

2025年6月17日28長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例2013年1月，華城電機工程技術人員檢測2#線35kV主變油中特征性氣體的產氣量和產氣速率(詳見華新長陽2#線35kV油中特征性氣體監測對照表)；綜合分析故障源擴大趨勢明顯，如不及時排除將引發重大運行事故；

2025年6月17日29長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例根據再次監測數據的對比分析，變壓器的故障隱患在不斷地增大，運行風險極大，我們隨即提交設備重大風險報告（見插件），與技術中心電氣自動化部專家和華城電機（武漢）有限公司負責設計及品保的專家、工廠的專業管理商定，決定先采取現地吊芯檢查并爭取現地排除故障點，如無法現地處理，只能返廠修復。

2025年6月17日30長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

2013年1月16日，華城電機工程技術人員對2#主變進行現地排查故障源工作；經吊罩檢查發現：A.有載分接開關內部絕緣油異常劣化現象(詳照片);B.心體部分的A相高壓側線圈分接線有局部電弧過熱段（詳照片）；C.A相高壓側線圈調壓分接線松動且有滑落現象（詳照片）；根據實際情況，變壓器的故障現地無法排除，需返廠處理。最終選擇返廠處理。2025年6月17日31長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例現地吊罩狀況開關內部狀況線圈過熱現象線圈松動2025年6月17日32長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例返廠吊芯檢查，確定重大設備隱患2025年6月17日33長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

打開A相線圈外圍屏，檢查調壓線圈第1段導線外包絕緣局部有過異常劣化現象且發現有壹個碳化點2025年6月17日34長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

打開B、C線圈外部圍屏，發現調壓線圈導線均有松動失穩現象長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例導線外包絕緣異常劣化出現碳化點變壓器在運行過程中，失穩滑落的導線出現震動摩擦逐步損壞外部絕緣層，隨著絕緣能力的減弱，導線匝間會出現間歇性的局部閃絡放電現象（詳示意圖一）。長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例線圈失穩滑落原廠制造工藝缺陷，套裝外部調壓線圈作業時內層絕緣筒松弛，心體烘干后絕緣材料因水分揮發而進一步收縮，調壓線圈內部無支撐導線失穩滑落。

淺析低能量高溫電弧放電故障源HV側調壓線圈采用2段6列圓筒卷繞制工藝，檢查閃絡點是在第一匝出頭線與第二匝之間，在間歇性的局部閃絡放電時該匝段內部產生短路環；因為壹匝短路環產生的功率較小溫度較低，所以產氣速率和產氣量較低，僅是電弧產生的C2H2(乙炔)含量較高。如不及時排除逐步破壞到周邊導線絕緣，最終將爆發成嚴重的線圈短路事故。2025年6月17日37長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

其他異常點及隱患分析和改善：

異常點一：拆解有載分接開關過程中發現芯子部分C相主觸頭支架斷裂；原因分析：原廠組裝缺陷，驗證了有載分接開關油室內絕緣油異常劣化的原因；改善方案：聯絡貴州長征開關，購置新品配件更換；

觸頭支架斷裂照片更換后觸頭支架照片2025年6月17日38長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

異常點二：拆解有載分接開關過程中發現：油室內碳化污染嚴重；原因分析：觸點支架斷裂，異常電弧閃絡污染絕緣油；改善方案：新品絕緣油沖洗清理污漬，研磨觸點；

油室清洗前的照片清洗后的照片2025年6月17日39長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例異常點三：心體各部存在金屬顆粒物及非金屬顆粒；原因分析：原廠制造工藝缺陷；改善方案：真空煤油氣相干燥爐清洗烘干處理心體；

心體清洗前的照片心體清洗后的照片2025年6月17日40長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例維修過程及其他處理維護的圖片記錄煤油氣相爐干燥心體更換手孔密封件檢查各部螺絲螺絲增加防滑措施2025年6月17日41長陽公司主變預防性檢測提高可靠性案例

變壓器維修完成的圖片（維修前后）2025年6月17日42變壓器預防性檢測的初步統計（2011~2012）序號設備使用單位檢測數量（臺）檢測時間外部狀態缺陷臺數內部狀態缺陷臺數運行風險評價處理結果備注1黃石公司222011年17臺不同程度存在漏油6臺油質氣體超標嚴重，14臺油質不合格運行風險大部