淺談配電變壓器的常見故障

【摘 要】配電變壓器作為能量轉(zhuǎn)換及輸出的重要電力設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行更是具有決定性的作用。由于電網(wǎng)對(duì)變壓器不可間斷的要求，使變壓器的工作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)也就產(chǎn)生各種不可避免的故障。本文通過對(duì)配電變壓器的常見故障進(jìn)行分析，提出一些預(yù)防措施和檢修建議，給配電運(yùn)行人員提供參考，以減少配電變壓器的故障發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；常見故障；預(yù)防；故障檢修

隨著社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)用電客戶對(duì)供電的質(zhì)量要求也日益提高，這些都對(duì)電力系統(tǒng)能提供穩(wěn)定、安全的電能源提出了更高的要求。配電變壓器是電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要基礎(chǔ)組成部分，也是保證供電安全的首要前提?？墒桥潆娮儔浩髟诙嗄甑膶?shí)際運(yùn)行工作中，我們發(fā)現(xiàn)一些故障還是經(jīng)常發(fā)生的。不論是對(duì)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還是社會(huì)綜合效益，都是一種極大的損害。

一、配電變壓器簡(jiǎn)述

我國(guó)變壓器產(chǎn)品按電壓等級(jí)一般可分為特高壓（750kV及以上）、超高壓（500kV）變壓器、220-110kV變壓器、35kV及以下變壓器。配電變壓器通常是指運(yùn)行在配電網(wǎng)中電壓等級(jí)為10-35kV、容量為6300kVA及以下直接向終端用戶供電的電力變壓器。目前10kV電壓等級(jí)是我國(guó)應(yīng)用最廣的配電電壓等級(jí)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，10kV線路占我國(guó)配電線路總長(zhǎng)度的80%以上。

配電變壓器主要由輸入線圈、輸出線圈、鐵芯三部分構(gòu)成。輸入線圈繞在鐵芯上，稱之為一次繞組，輸出先前繞在鐵芯上，稱之為二次繞組。當(dāng)一次繞組上面輸入交流電時(shí)，由于電能產(chǎn)生磁場(chǎng)，交流電就會(huì)產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，則會(huì)在一次繞組上產(chǎn)生交變的磁通量。交變磁通量在鐵芯導(dǎo)磁的作用下，會(huì)在二次繞組中形成感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流也是交變的感應(yīng)電流。如果二次繞組的匝數(shù)比一次繞組的匝數(shù)，多出許多倍，則會(huì)在二次繞組中產(chǎn)生較高的電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的高低與繞組的匝數(shù)成正比。因此在二次繞組中產(chǎn)生的電能的電壓值就可以擴(kuò)大很多，電壓擴(kuò)大了其電阻上面的損耗就可以減少，也使得電能傳輸?shù)酶h(yuǎn)。從而可以將電力網(wǎng)絡(luò)遍布很廣泛的區(qū)域，其損耗也不會(huì)很多，節(jié)約了電能。

二、配電變壓器的常見故障

1.外部引起的故障

（1）過電壓引起故障

雷擊等因素會(huì)引起電網(wǎng)內(nèi)部的電磁能量異常轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致電壓驟然升高，嚴(yán)重時(shí)可能危及變壓器的內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)，甚至燒毀變壓器。變壓器的高低壓線路是架空線路，且架設(shè)在平原地區(qū)時(shí)受雷擊的概率高，線路遭遇雷擊時(shí)，會(huì)在變壓器繞組上產(chǎn)生比額定電壓高幾十倍或以上的異常電壓。此外，無功補(bǔ)償引起諧振、鐵磁諧振及間歇電弧接地等也會(huì)引起過電壓。

（2）低壓斷線引起故障

此類故障往往發(fā)生在變壓器低壓側(cè)的低壓引線與接線柱連接處，一般是先出現(xiàn)局部發(fā)熱，產(chǎn)生油質(zhì)受氧化狀況。如果沒有得到及時(shí)處理，就會(huì)逐步發(fā)展為發(fā)熱、甚至跳火，造成接線柱表面過熱，變壓器內(nèi)部溫度過高，絕緣被破壞，線路被燒斷。

（3）接地不良引起故障

我們知道變壓器的中性點(diǎn)電阻增大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流而燒斷線路，如果中性點(diǎn)接地接觸不良即會(huì)產(chǎn)生如短路、危及人員生命安全并使設(shè)備燒毀的嚴(yán)重事故。

（4）二次短路引起故障

如果二次側(cè)產(chǎn)生過高的短路電流，同時(shí)在一次側(cè)也要有一個(gè)很大的電流去和二次側(cè)短路的電流，這種形式叫去磁作用。其后果直接使變壓器在承受短路電流的同時(shí)也受到強(qiáng)大的電磁力，同時(shí)形成強(qiáng)大的機(jī)械應(yīng)力在線圈的內(nèi)部。

那么后果就是線圈壓縮、鐵芯夾板螺絲松動(dòng)、繞組變形、變壓器油質(zhì)劣化、高壓線圈畸形或開裂，甚至是鐵芯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性的傷害。

2.內(nèi)部發(fā)生的故障

（1）鐵芯出現(xiàn)故障

鐵芯故障主要包括：鐵心多點(diǎn)接地，鐵心與穿心螺桿間的絕緣損壞，鐵芯硅鋼片短路，鐵心表面金屬間短接，硅鋼片絕緣老化短路等。這類故障會(huì)造成鐵心環(huán)流損耗異常，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤цF心。如鐵心多點(diǎn)接地時(shí)，鐵芯和夾板之間有金屬粉塵，在電磁力的作用下構(gòu)成橋狀，引起多點(diǎn)接地，會(huì)造成鐵心局部過熱而損壞線圈內(nèi)部絕緣。

（2）繞組出現(xiàn)故障

線圈故障一般發(fā)生在高壓側(cè)，有匝間短路、層間短路、線圈對(duì)地放電等。這類故障，因制造和檢修質(zhì)量不好，或因變壓器進(jìn)水受潮、油質(zhì)劣化、絕緣下降造成。其故障發(fā)生后，多出現(xiàn)油枕噴油、油味焦臭等現(xiàn)象。

（3）變壓器油質(zhì)變化

變壓器運(yùn)行的持續(xù)過程中，會(huì)使得變壓器內(nèi)部本身的溫度產(chǎn)生變化。同時(shí)變壓器的油質(zhì)也會(huì)由于氧化作用而使得油質(zhì)本身發(fā)生劣化現(xiàn)象。另外，不可估計(jì)的漏油現(xiàn)象也在實(shí)際的工作中常有發(fā)生。綜合而言，這種變壓器油質(zhì)的劣化或不足現(xiàn)象直接導(dǎo)致絕緣性降低，使變壓器運(yùn)行工作中產(chǎn)生短路故障。

（4）分接開關(guān)引起故障

分接開關(guān)的故障主要有接觸不良、觸頭燒壞、觸頭間短路、觸頭對(duì)地放電等。其原因除分接開關(guān)本身制造質(zhì)量的問題外，還有觸頭結(jié)垢、受潮或操作不當(dāng)?shù)仍?。這類故障，因?yàn)檫^熱甚至產(chǎn)生電弧，使絕緣油焦糊氣味較濃。

三、配電變壓器故障的預(yù)防

1.根據(jù)用電負(fù)荷選擇合適的變壓器容量。既要避免因選擇過小造成配電變壓器燒壞，又要防止容量過大，造成浪費(fèi)。

2.變壓器安裝避免供電半徑過大，防止末端用戶電壓過低，避開易爆易燃、污染嚴(yán)重及地勢(shì)低洼的地方；高壓進(jìn)線及低壓出線便于施工、維護(hù)。

3.加強(qiáng)投運(yùn)前檢查

（1）檢查試驗(yàn)合格證，不合格不允許使用；

（2）檢查油箱油閥是否完整，有無滲油情況；

（3）檢查分接頭調(diào)壓板是否松動(dòng)，分接頭的選定合適；

（4）檢查外觀是否整潔，套管有無污垢，破裂、松動(dòng)，各部螺絲是否完整無缺；

4.做好運(yùn)行維護(hù)工作

（1）要定期檢查三相電壓是否平衡，變壓器的油位、溫度、油色是否正常，有無滲漏，呼吸器內(nèi)干燥劑的顏色是否變化。

（2）定期清理變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期搖測(cè)接地電阻，并加裝絕緣護(hù)套避免異物落至套管上造成變壓器相間短路。

（3）定期進(jìn)行測(cè)溫，油浸式自冷變壓器上層油溫不宜經(jīng)常超過85℃，最高不超過95℃，不得長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。

（4）避免三相負(fù)載的不平衡。變壓器三相負(fù)載不平衡運(yùn)行，將造成三相電壓不平衡。對(duì)三相負(fù)載不平衡的變壓器，應(yīng)視最大電流的負(fù)荷，若在最大負(fù)荷期間測(cè)得的三相最大不平衡電流或中性線電流超過額定電流的25%時(shí)，應(yīng)將負(fù)荷重新分配。

四、配電變壓器故障檢修的建議

1.運(yùn)行中的變壓器最好能在鐵芯接地線上裝設(shè)電流表，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。特別是在放電沖擊法消除接地現(xiàn)象后，更要加強(qiáng)監(jiān)視，防止再次形成故障。

2.當(dāng)出現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí)，要進(jìn)行綜合測(cè)定和全面分析檢查后，再視現(xiàn)場(chǎng)具體情況選擇處理方案，切不可盲目進(jìn)行放電沖擊或電焊燒除，以免造成絕緣損壞，使故障擴(kuò)大。

3.每次吊芯大修時(shí)，一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物，并用油進(jìn)行一次全面沖洗。

4.加強(qiáng)潛油泵及冷卻器的檢修，防止由于軸承的磨損或金屬的剝落，引起變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障。

五、結(jié)語

配電變壓器作為電力運(yùn)行中重要的設(shè)備之一，其安全可靠的工作對(duì)保證整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)作具有十分重要的意義。

同時(shí)對(duì)于配電變壓器的常見故障，我們也要做到四個(gè)充分，即充分理解故障的產(chǎn)生必然性，充分認(rèn)識(shí)故障的嚴(yán)重性，充分掌握維護(hù)的技術(shù)性，充分保證維護(hù)的時(shí)間性，從而為故障的預(yù)防和處理提供準(zhǔn)確的依據(jù)，以保障電力系統(tǒng)的持續(xù)、可靠和安全性，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們生活水平的提高提供安全、可靠的電力能源。

參考文獻(xiàn)：

[1]董其國(guó). 電力變壓器的故障與分析[M]. 北京：中國(guó)電力出版社， 2009

[2]趙家禮. 配電變壓器修理手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)電力出版社， 2009

[3]王紀(jì)昌. 晉高峰.配電變壓器檢查和常見故障分析[J]. 農(nóng)機(jī)使用與維修， 2004

[4]蔡育明. 配電變壓器故障及預(yù)防措施探討[J]. 沿海企業(yè)與科技， 2010

[5]姚占國(guó). 10kV配電線路故障的防范措施[J]. 民營(yíng)科技， 2011