配電變壓器運行過程中的異常與故障分析

甘威奇

摘 要：電力設(shè)備作為維持電力正常運輸?shù)年P(guān)鍵基礎(chǔ)，其在長時間使用的過程中往往會產(chǎn)生各式各樣的異常及故障。本文首先對配電變壓器工作中常見的故障問題及成因進行了詳細(xì)介紹，然后針對其故障及異常問題提出了幾項合理的預(yù)防及解決措施。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；異常；故障；運行

中圖分類號：TM421 文獻標(biāo)志碼：A

配電變壓器作為電氣電力設(shè)備的關(guān)鍵組成內(nèi)容，其對于電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行和安全生產(chǎn)具有關(guān)鍵意義。作為一項靜止電器，配電變壓器應(yīng)用的基礎(chǔ)原理是電磁感應(yīng)定律，通過交流電壓及電流的變化最終達到傳輸電流的目的。安置在配電站及電桿的配電變壓器可以將6kV～10kV的電壓降到0.4kV左右，然后輸送給用戶，以供用戶使用。

1 配電變壓器工作中常見的故障問題及成因

1.1 溫度異常

在長時間運行中，變壓器會產(chǎn)生大量的熱量，雖然變壓器自身能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的熱量進行承受，并且電器運行產(chǎn)生熱量也屬于正?，F(xiàn)象，但是在特殊情況下配電變壓器會出現(xiàn)溫度異?，F(xiàn)象，這種現(xiàn)象往往會持續(xù)很久，從而影響變壓器的正常運行。一旦解決不及時，變壓器將會受到高溫影響而灼燒，進而帶來更為嚴(yán)重的結(jié)果。溫度異常這種比較常見的故障現(xiàn)象的產(chǎn)生原因一般包括下面3方面內(nèi)容：首先，變壓器內(nèi)部的絕緣物質(zhì)對變壓器正常散熱造成影響。這往往是由人為因素引發(fā)的，在進行變壓器繞組制造時，由于廠家安裝人員的疏忽，將引發(fā)變壓器繞組變形問題，該問題主要分為兩種情況，分別是軸向變形及徑向變形；其次，變壓器內(nèi)部散熱裝置發(fā)生問題。散熱裝置作為變壓器的組成部分，其在降溫方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。長期使用變壓器會使得內(nèi)部的散熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使得散熱裝置的散熱功能難以得到發(fā)揮；最后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性出現(xiàn)問題。在長時間的運行中，變壓器內(nèi)部鐵芯將難以對線圈進行壓制，線圈的劇烈變動會引起短路，進而造成變壓器局部溫度超出其承受范圍，負(fù)載過大。

1.2 聲音異常

變壓器在運行的過程中，內(nèi)部器件會發(fā)揮正常的“嗡嗡”聲。如果聽到“哇哇”聲，就應(yīng)該引起重視，考慮其內(nèi)部組織是否出現(xiàn)了故障或變壓器外部是否連接了與變壓器相抵觸的器件。對于聲音異?，F(xiàn)象來講，變壓器超負(fù)荷運行是引發(fā)該故障現(xiàn)象的常見原因。伴隨著現(xiàn)代社會對電力需求的持續(xù)增加，電力企業(yè)為了擴大產(chǎn)量，對變壓器的利用愈發(fā)頻繁，因此，變壓器所承受的壓力快速增加。工作時間要求的不確切、超負(fù)荷運行的不停息都嚴(yán)重傷害了變壓器內(nèi)部組織的完整性。忽視變電器的承受范圍，強制地接入大功率電器，將直接引發(fā)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的崩塌。一旦出現(xiàn)聲音異常問題，相關(guān)人員就應(yīng)立即停止工作，開展檢修操作，從而避免事故嚴(yán)重性的進一步蔓延。

1.3 絕緣油老化

絕緣油老化問題如果長時間得不到有效解決，變壓器將會被損毀。引發(fā)絕緣油老化問題的原因主要是變壓器內(nèi)部三相負(fù)荷運行的平衡度不高。當(dāng)前，在一些經(jīng)濟十分落后的地區(qū)，電力輸送線路所涉及的負(fù)荷依然是單相負(fù)荷，再加上負(fù)荷具有較差的穩(wěn)定性，使得變壓器在運行過程中，頻繁發(fā)生三相負(fù)荷平衡度不高的不良狀況，這樣會造成變壓器壓力的不斷增強，進而引起變壓器內(nèi)部容量的持續(xù)降低。伴隨著變壓器溫度的持續(xù)升高，絕緣層逐漸融化，長時間暴露于外部的絕緣油會慢慢老化，從而對變壓器的正常運行帶來不利影響。

1.4 自然放電及相間短路問題

變壓器在運行時，相間短路也是比較常見的故障現(xiàn)象。短路是對變壓器影響最大的因素，相間短路作為短路的一種，其會引發(fā)變壓器內(nèi)部功率消耗量的持續(xù)增加，從而連帶著內(nèi)部器件溫升快速提高，進而對變壓器功率的正常輸出造成極大影響，引發(fā)自然放電、相間短路故障的主要原因是變壓器接口位置牢固性不強。變壓器內(nèi)部有一項分接開關(guān)的裝置，該裝置作用的充分發(fā)揮是確保變壓器正常工作的決定性因素，其直接關(guān)系著調(diào)壓操作的順利與否。分接開關(guān)安置的不合理以及結(jié)構(gòu)的不完善都將導(dǎo)致分接開關(guān)部位距離的逐漸縮短，從而導(dǎo)致分接開關(guān)難以對內(nèi)部器件進行控制，進而引發(fā)大量自然放電、相間短路不良現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。

1.5 套管故障

伴隨著變壓器運用程度的不斷提升，變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及部件在長期運行的過程中都會出現(xiàn)一些或輕微或嚴(yán)重的故障，作為變壓器內(nèi)部部件的關(guān)鍵組成部分，套管也不例外。套管故障會使得變壓器套管產(chǎn)生較大瑕疵，從而影響變壓器的穩(wěn)定工作。引發(fā)套管故障的主要因素是未對套管上的多余雜物進行及時清除。隨著變壓器的不斷使用，變壓器內(nèi)部的膠珠將會逐漸老化，從而引發(fā)內(nèi)部油的大量滲出，進而吸附大量的外界雜物，使得附著于套管上的雜物增加，并且這些雜物中存在一些導(dǎo)電物質(zhì)，當(dāng)外界氣候出現(xiàn)突發(fā)變化時，就會引發(fā)變壓器內(nèi)部短路故障，最終導(dǎo)致套管問題的產(chǎn)生。套管故障的不及時解決，還會引發(fā)變壓器熱應(yīng)力問題，從而嚴(yán)重?fù)p壞內(nèi)部部件。

1.6 電力超標(biāo)故障

變壓器作為一項電力設(shè)備，其雖然承擔(dān)著轉(zhuǎn)變、穩(wěn)定電壓的重要作用，但其自身也存在額定電壓，一旦經(jīng)過變壓器的電壓超過額定電壓，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)將受到嚴(yán)重?fù)p壞。對于由變壓器電壓過高而引發(fā)的電力超標(biāo)故障往往都是由于低壓保護措施未良好實施而導(dǎo)致的。為應(yīng)對電力超標(biāo)問題，在變壓器內(nèi)部安置低壓保護裝置是十分常見的手段，低壓保護裝置主要以空氣開關(guān)為主，如此一來，變壓器的內(nèi)部電壓將得到良好控制，電壓一旦超出額定標(biāo)準(zhǔn)，空氣開關(guān)就能夠及時對線路進行切斷，從而實現(xiàn)對高壓現(xiàn)象的有效避免。然而，在長時間的使用過程中，空氣開關(guān)也會產(chǎn)生一些故障，如果未能對其進行及時察覺，在電壓過高時就難以對變壓器進行保護。對于某些雷電現(xiàn)象發(fā)生頻繁的區(qū)域，避雷針缺乏將難以對雷電所帶來的損害進行合理避免，從而使得變壓器內(nèi)部電壓持續(xù)增高。

2 配電變壓器異常及故障的有效防范及解決措施

2.1 盡量選取高容量變壓器

在配電運輸?shù)倪^程中，變壓器在其中發(fā)揮著不可替代的作用。為了延長變壓器的使用壽命，應(yīng)結(jié)合輸電線路的真實情況和配電數(shù)額總量對變壓器進行合理選擇，應(yīng)盡可能選取高容量、新型的變壓器，從而確保變壓器負(fù)荷量可以承受電力運輸需求。

2.2 對變壓器故障進行有效解決

對于有些變壓器故障，修復(fù)所花費的時間比較長，為了盡量不對用戶正常用電造成影響，相關(guān)人員應(yīng)在第一時間到現(xiàn)場對故障類型進行初步分辨，考慮其是溫度異常、聲音異常、絕緣油老化、自然放電及相間短路、套管故障，還是電力超標(biāo)故障。根據(jù)所判斷的故障類型，對修復(fù)流程進行安排，隨后開展修復(fù)操作。在修復(fù)操作完成之后，再對變壓器的運行功能進行試驗，確保其故障已經(jīng)被徹底解決。應(yīng)將用電分析作為日后維持變壓器正常運行的基礎(chǔ)，實現(xiàn)對變壓器故障發(fā)生概率的有效降低，做到PDCA閉環(huán)管理。

2.3 對變壓器進行定期維護

由于變壓器在長時間運行中會出現(xiàn)多種多樣的故障，為了確保變壓器功能的有效發(fā)揮，應(yīng)對變壓器進行定期維護，做好相關(guān)的在線故障檢測工作，從而對故障問題及時發(fā)現(xiàn)和解決。在日常維護工作中，相關(guān)人員應(yīng)對變壓器的運行狀態(tài)進行觀察，通過檢測變壓器的聲音、溫度以及外表完好度等對變壓器內(nèi)部部件的運行狀況進行判斷。相關(guān)人員還應(yīng)對變壓器進行及時的清理，保證其外表干凈，不存在導(dǎo)電物質(zhì)，從而減少變壓器漏電現(xiàn)象。

結(jié)語

加強對變壓器異常及故障問題的檢查和處理對于變壓器運行穩(wěn)定性、安全性的提升至關(guān)重要。作為一項重要的電力設(shè)備，變壓器在長時間的使用過程中，自身功能會逐漸降低，從而導(dǎo)致電力輸送效率的降低，因此，當(dāng)代的電力企業(yè)應(yīng)提高對配電變壓器的重視及應(yīng)用。

參考文獻

[1]王玉剛.配電變壓器故障分析與保護[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（9）：73.

[2]常德雷，郝敬志，郭瑞，等.配電變壓器的異常聲音分析與處理[J].電氣制造，2014（5）：70-73.