[科普中国]-电力变压器剩余寿命评估

简介

电力系统稳定性以及安全运行是确保电力系统持续稳定输出电能的关键，随着我国电网规模的快速发展，用户在追求基本用电需求的同时，对电力系统稳定可靠性提出更高的需求。无论是生活用电、工业用电等，一旦出现电力系统故障则会造成严重的经济损失，所以提升电力系统稳定性至关重要。其中，作为电力系统的重要组成部分，电力变压器的使用寿命是系统持续、安全、稳定供电的关键设备。数据调查发现，每年我国由于电气设备而导致的电力系统事故占比在50%左右，因此电力变压器等电力设备稳定运行才能确保电网正常运行，然而考虑到电网经济性，所以在确保电力系统稳定运行的前提下尽可能的延长电力变压器的使用寿命，所以对电力变压器剩余寿命进行评估具有重要意义1。

电力变压器寿命体系生命组成单元电力变压器硬件寿命及附属机构的寿命共同组成电力变压器寿命体系，在电力变压器金属材质故障当中，因为绕组变形而导致变压器故障的比例非常大，所以绕组机械强度成为对变压器寿命进行评估的重要指标，相对于金属材质故障来说，变压器绝缘材料不可避免受到环境温度的影响而设备老化。还有就是电力变压器寿命实际上与运行状态有直接关系，比如过电压、系统短路、变压器过负荷等寿命特点1。

电力变压器寿命评估预测的重要前提是资料统计的顺利开展，现阶段不断发展的变压器状态评价技术、在线检测装置等为以上目的提供一定的技术支持。具体来说，电力变压器寿命特征曲线在一定程度上可以反映其使用期间的一些规律：

(1)变压器在使用期间的性能会逐年递减。

(2)使用初期的性能比较优良，随着使用年限的增大性能下降的速度也降低，经过一段时间后，受到绝缘老化、过电压、系统短路等影响而使得性能降低，最后到达运行性能极限，此时要采取一定对策。

(3)整个使用周期，综合性能和运行时间成反比，然而因为定期维护检修，故障之后的修复会导致变压器性能出现一定的波动，所以变压器性能曲线表现为波动性递减2。

寿命状态信息为促进电力变压器寿命评估的准确性，信息管道应当包括出厂信息、使用期间在线检测数据、检修数据、预防试验数据等，具体来说应当收集以下信息:

(1)基本数据，具体指的是生产信息，比如额定容量、绝缘水平、负载损耗、短路阻抗、冷却方式等;

(2)运行数据，具体指的是运行阶段记录的状态数据，比如负载情况、冷却工况等;

(3维修数据，近五年之内设备故障信息;

(4)试验资料，指的是气象色谱试验、绝缘油分析试验等。

针对于电力变压器剩余寿命的评估，因为试验信息比较容易获取，而且信息比较全面，和其他数据信息相比较来说更加符合预测的要求，所以电力变压器寿命预测一般是试验数据预测输入的方式，以其他信息影响因素作为修正因子进行充分考虑2。

电力变压器寿命的影响因素分析首先，需要对电力变压器类型进行区分，根据其用途、冷却方式等差别而使得分类有所不同，选择电压等级是220kV的大型油浸式电力变压器，以此开展相关研究。因为电力变压器自身结构相对复杂，构成部件也比较多，比如铁芯、绕组、油箱等，大多数均处于液体绝缘状态中，实际上也属于变压器的重要部件，其和侵入其中的其他配件有紧密联系，变压器外部的冷却设备、分接变换设备等均属于重要部件，或多或少会对电力变压器的剩余寿命有直接影响。根据可以影响电力变压器剩余寿命的部件，利用对电力变压器故障原因进行分析，变压器主要部件包括以下几种，具体参考图3

电力变压器的使用寿命大多是和图3中主要部件的运行情况有直接影响，对电力变压器寿命研究，要针对于各个部件运行情况技术性指标进行分析，也就是研究的关键所在3。

总结电力变压器剩余寿命评估是设备维护、设备更新提供决策支持的重要手段，对于电力系统稳定、可靠、安全运行具有重要意义。所以，电力变压器剩余寿命评估的目的可以概括为既能防止过早更换设备而产生浪费，又能避免因为没有及时更换设备而发生设备故障、安全事故等。因此，针对于电力变压器剩余寿命评估至关重要，对此进行深入研究，然而其中也存在不足之处，评估体系的科学性有待提升3。