農(nóng)村配電變壓器運(yùn)行選擇及燒損原因分析

葛釗華

摘要：配電變壓器是配電系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，直接影響配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和電網(wǎng)的輸電效率。配電變壓器的設(shè)計(jì)選型是變壓器運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，決定著電能的輸送和使用質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，本文探討了配電變壓器設(shè)計(jì)和選用的必要性，旨在提高電力企業(yè)配電變壓器設(shè)計(jì)和選用的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村;配電變壓器;運(yùn)行選擇;燒損原因

前言

近年來，隨著低壓電力客戶增多，導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大，同時(shí)分布式電源逐步入網(wǎng)，低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜;低壓配電網(wǎng)存在數(shù)量較多、位置較為分散、用電負(fù)荷波動(dòng)性大等特點(diǎn)，如果單單依靠人工對配電線路、設(shè)備進(jìn)行巡視，無法達(dá)到及時(shí)搶修，容易出現(xiàn)被動(dòng)搶修情況。

1? 變壓器常見的運(yùn)行故障

電力系統(tǒng)變壓器運(yùn)行不當(dāng)會出現(xiàn)故障，工作人員需要深入分析現(xiàn)有的運(yùn)行情況，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，配電變壓器的運(yùn)行順利度與電網(wǎng)的整體運(yùn)行質(zhì)量息息相關(guān)。因此日常工作過程中，及時(shí)做好變壓器的處理工作能夠幫助工作人員更加快速的處理好故障原因，提升現(xiàn)有的故障處理水平。工作人員需要定期檢查變壓器的正常運(yùn)行才能夠熟悉各種故障制度，將其放在首要的位置，綜合多種因素進(jìn)行考慮，這樣才能夠更好的保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。配電系統(tǒng)應(yīng)用變壓器是一項(xiàng)非常常見的設(shè)備，能夠?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生非常重要的作用，變壓器能夠改善系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際電壓，這樣才能夠滿足社會的實(shí)際用電需求。檢查好變壓器的正常運(yùn)行是電網(wǎng)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，一旦日常生活中出現(xiàn)故障現(xiàn)象，及時(shí)處理才能夠避免發(fā)生故障。電壓器運(yùn)行不當(dāng)會給人們的日常生活產(chǎn)生不必要的影響，嚴(yán)重者甚至造成安全隱患。工作人員需要嚴(yán)格重視變壓器的正常運(yùn)行，根據(jù)長期的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行考慮，這樣才能夠更好的運(yùn)用所學(xué)知識。一旦變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，工作人員需要對其進(jìn)行深入分析，改善現(xiàn)有工作問題，強(qiáng)化處理措施，降低一系列不利因素的影響，常見的幾種故障情況主要如下：

1.1 套管故障

（1）故障現(xiàn)象。變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作開關(guān)跳閘，常見的是變壓器套管被炸毀、閃落和漏油。（2）原因分析。a.密封不良，絕緣受潮劣化，或有漏油現(xiàn)象;b.呼吸器配置不當(dāng)或者吸入水分未及時(shí)處理;c.變壓器高壓側(cè)一般使用電容套管，由于瓷質(zhì)不良，故而有砂眼或裂紋;d.電容芯子制造上有缺陷，內(nèi)部有游離放電;e.套管積垢嚴(yán)重。

1.2 分接開關(guān)故障

（1）故障現(xiàn)象。同變壓器繞組故障相似，變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)動(dòng)作開關(guān)跳閘，嚴(yán)重時(shí)變壓器防爆膜破裂，變壓器油噴出。變壓器抽芯檢查，可發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)表面熔化與灼傷，相間觸頭放電或各接頭有放電痕跡。（2）原因分析。造成分接開關(guān)故障的原因有很多，例如，連接螺栓松動(dòng);帶負(fù)荷調(diào)整裝置不良和調(diào)整不當(dāng);分接頭絕緣板絕緣不良，接頭焊錫不滿，接觸不良，制造工藝不好，彈簧壓力不足等。

1.3 鐵芯故障

（1）故障現(xiàn)象。變壓器溫度異常升高;變壓器油檢發(fā)現(xiàn)甲烷（CH4）氣體升高;抽芯檢查鐵芯有直流電阻低。（2）原因分析。變壓器鐵芯是用來轉(zhuǎn)換一次側(cè)與二次側(cè)線圈之電能，當(dāng)電壓施加于一次側(cè)線圈時(shí)，激磁電流隨即流經(jīng)其線圈，而線圈中的電流會在鐵芯中產(chǎn)生磁場;這個(gè)磁場就可以將一次側(cè)線圈之電能轉(zhuǎn)換到二次側(cè)線圈中。在這個(gè)電能的轉(zhuǎn)換期間，鐵芯內(nèi)部會因?yàn)槠浣涌p、結(jié)構(gòu)以及磁場通過鐵芯材質(zhì)本身的一些阻礙而產(chǎn)生損失。依照線圈和鐵芯的相對位置可分為內(nèi)鐵式和外鐵式。外鐵式的鐵芯像是日字型，高低壓的線圈都纏繞于中間的鐵芯上。內(nèi)鐵式的鐵芯像口字型。因高低壓線圈的電流大致相反，因此高低壓線圈會造成彼此互相影響。

2 配電變壓器燒損原因分析

2.1 配電變壓器異常運(yùn)行是配電變壓器燒損主要原因

針對燒損的配電變壓器，通過國網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)維管控模塊調(diào)取了配電變壓器燒損前的運(yùn)行情況。

2.2 配電變壓器燒損原因統(tǒng)計(jì)

通過調(diào)取燒損配電變壓器運(yùn)行前的電壓、電流、負(fù)載曲線對公司2017年年度燒損配電變壓器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：公司2017年導(dǎo)致配電變壓器燒損的主要原因是：配電變壓器長期運(yùn)行在過載、缺相、三相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)下。

3 設(shè)立方案

3.1 方案設(shè)計(jì)

需要及時(shí)掌握配電變壓器的運(yùn)行情況，無疑需要配電變壓器相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，配網(wǎng)運(yùn)維管控模塊的數(shù)據(jù)來源滯后于當(dāng)前時(shí)間2天，故不能依靠配網(wǎng)運(yùn)維管控模塊的數(shù)據(jù)，追溯數(shù)據(jù)來源得知，該電壓、電流數(shù)據(jù)來自電力采集系統(tǒng)，由于電力采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)多、數(shù)量大，故對能夠使用的采集通道占用比有要求，無法提供所有配電變壓器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)采集通道數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)處理速度等綜合考慮，決定采用“二次篩選”方案。一次篩選以小時(shí)為數(shù)據(jù)反饋單位，達(dá)到對采集通道占用少的目的，同時(shí)設(shè)計(jì)算法軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)一次篩選處理后得到疑是異常運(yùn)行的配電變壓器;二次篩選針對疑是異常運(yùn)行的配電變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)招測，以確定該配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)，通過這種處理方案不僅增加數(shù)據(jù)的可靠性、實(shí)時(shí)性，而且在采集通道占用比使用方面達(dá)到最優(yōu)。

3.2 方案相關(guān)理論支撐

查閱《變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》得出：不同容量的配電變壓器可以不同程度的在短期急救負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)查閱往期配電變壓器燒損前的電流、電壓曲線同樣可以證明配電變壓器燒損前能夠承受短時(shí)異常運(yùn)行。如果可以盡早發(fā)現(xiàn)配電變壓器臺區(qū)的異常運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行處理能夠有效防止配電變壓器燒損，達(dá)到公司主動(dòng)搶修、提高供電質(zhì)量的目的。例如：古溪祿溝村5臺區(qū)配電變壓器燒損前，故障發(fā)生后時(shí)刻在12點(diǎn)時(shí)，運(yùn)維人員如果可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，便可避免配電變壓器燒損情況發(fā)生。

4 實(shí)施方案

4.1 軟件設(shè)計(jì)背景

明確采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新以小時(shí)為單位點(diǎn)后，每臺配電變壓器電壓數(shù)據(jù)分別有A、B、C三相，共計(jì)3個(gè)數(shù)據(jù);同理配電變壓器電流數(shù)據(jù)亦為3個(gè)。公司配變共計(jì)3439臺，每小時(shí)數(shù)據(jù)共計(jì)10317個(gè)，由于數(shù)據(jù)更新以小時(shí)為節(jié)點(diǎn)，就需要運(yùn)維管理人員每小時(shí)分析10317個(gè)數(shù)據(jù)，如此大量的數(shù)據(jù)運(yùn)維管理人員無法完成分析，因此需要設(shè)計(jì)一款能對臺區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的軟件。

4.2 軟件算法說明

電流閥值比較：采用二次電流值與滿載電流5A進(jìn)行比較，二次電流大于閥值輸出1。電壓閥值比較：采用一次電壓值與最低電壓200V進(jìn)行比較，一次電壓小于閥值輸出1。綜合數(shù)據(jù)源分析：將一次電流值與一次電壓值綜合比較，如果同一時(shí)刻點(diǎn)，電流斜率（電流變化率）大于閥值;電壓斜率（電壓變化率）小于閥值，則模塊輸出1。將三者輸出取”and”的關(guān)系，以提高準(zhǔn)確度;最后進(jìn)行輸出、循環(huán)。

4.3 軟件效果

通過從采集系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在將數(shù)據(jù)導(dǎo)入該軟件，實(shí)現(xiàn)軟件對大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，整改分析過程在5分鐘這內(nèi)完成，直接輸出疑是異常運(yùn)行臺區(qū)，并自動(dòng)生成對應(yīng)的電流、電壓曲線供運(yùn)維人員參考分析。

4.4 招測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提高準(zhǔn)確性

使用軟件對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，進(jìn)行二次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)篩選，二次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠保證配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)精確到分鐘為單位，極大程度的提高了準(zhǔn)確性，同時(shí)也保證了配電變壓器管控及時(shí)性。

結(jié)語

電力采集系統(tǒng)的應(yīng)用有效避免了配電變壓器因長時(shí)間異常運(yùn)行導(dǎo)致的燒損問題，切實(shí)做到了主動(dòng)搶修，提高了供電可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙世杰，張爽，趙旭東，張淑秀.配電變壓器過負(fù)荷運(yùn)行原因分析[J].通訊世界，2016（07）：145-146.