论文部分内容阅读
摘 要：配电变压器是配电网中的主要设备，也是工农业生产、居民生活用电中供给动力的重要来源。一旦发生故障，将给社会带来一定的经济损失。为了减少配电变压器故障发生的概率、提高供电可靠性，本文通过对电力系统中配电变压器常见的故障类型及故障原因进行分析，并提出相应的防范措施，给配电运行人员提供参考，以减少配电变压器的故障。
关键词：配电变压器；故障分析；预防措施
随着经济的飞速发展，电力需求旺盛，配电变压器在电力系统及生产生活中占据着至关重要的地位。虽然经过多年配网改造，配电变压器高低压都有配套预防故障的保护装置，使配电变压器损坏发生率下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷击、高温过负荷等原因，故障发生的数量还很大。配电变压器的故障逐渐成为配网的主要故障。损坏的配电变压器不仅增加了管理费用的压力，还影响了工农业生产、居民生活的正常用电，成为最困扰基层管理单位供电管理的实际问题。需要通过认真总结和分析配电变压器故障的类型和原因，采取正确的预防措施，为配电变压器的运行管理提供借鉴和参考。
1 配电变压器常见故障类型
由于配电变压器本身故障或操作不当而引起，绕组故障、铁芯故障、套管故障、二次侧短路、过电压引发的故障、熔体选择不当故障、分接开关故障、其他绝缘故障
2 配电变压器常见故障原因分析
绕组故障。变压器电流激增，由于部分低压线路维护不到位，经常发生短路，发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。
铁芯故障。运输不正确，生产工艺不良，安装或检修时没及时清除杂物等引起铁芯多点接地。铁芯的穿心螺栓、夹板与铁轭的紧固螺丝松动，套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘；铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。铁芯硅钢片短路。虽然硅钢片涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流，当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，翘脚、绝缘老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁，套管故障。套管闪络放电。胶珠老化渗油，将空气中的导电尘埃吸附在套管表面形成积垢，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路；变压器箱盖上落异物，引起套管放电或相间短路；变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。
二次侧短路。当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，大电流在线圈内部产生很大的机械应力，致使线圈压缩，绝缘衬垫、垫板松动，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器发生故障。
过电压引发的故障。雷击过电压，配电变压器的高低压线路大多采用架空线路，在郊区空阔地带受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在变压器绕组上产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，若安装在配电变压器高低压出线的避雷器不能起到有效的保护作用或本身存在某些隐患，如避雷器没有同期投入运行、避雷器接地不良或接地电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。
熔体选择不当。配电变压器通常采用熔断器保护，若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。熔丝的选择标准为：容量在100kVA以上的变压器一次侧要配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝；容量在100kVA以下的变压器一次侧要配置2.0～3.0额定电流的熔丝；低压侧熔断件应按1.1倍额定电流选择。
分接开关故障。分接开关压接不良，本身质量差，结构不合理，弹簧压力不够，动静触头不完全接触，错位的动静触头之间的绝缘距离变小，在两抽头之间发生放电或短路，易烧毁变压器抽头线圈或整个绕组；人为原因，个别电工对无载调压的原理不清楚，调压后导致动静触头部分接触、静触头有污垢造成接触不良而放电使变压器烧毁。
其它故障。配电变压器在日常运行维护管理中，经常出现的问题：一是检修或安装过程中，紧固或松动变压器导电杆螺帽时，导电杆随着转动，可能导致二次侧引出的软铜片相碰，造成相间短路或一次侧线圈引线断；二是进行检修不慎掉下物体、工具砸坏套管，轻则造成闪络接地，重则造成短路；三是在变压器低压侧装有防盗计量箱，由于空间问题、工艺压接不好，有的直接用导线缠绕，致使低压侧接触电阻过大，大负载运行时发热、打火，使导电杆烧坏。
3 防止配电变压器损坏的预防措施
3.1 做好运行前的检查测试
配电变压器投运前必须进行现场检测。①油枕上的油位计应完好，油位清晰且在与环境相符的油位线上。油位过高，变压器投入运行带负荷后，油温上升，油膨胀可使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出；过低，则在冬季轻负荷或短时间内停运时，可能使油位下降至油位计看不到油位。②套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。③防爆管（呼吸气道）是否畅通完好，呼吸器的吸潮剂是否失效。变压器的外壳接地是否牢固可靠，因为它对变压器起着直接的保护作用。④变压器一、二次出线套管及它们与导线的连接是否良好，相色是否正确。⑤变压器上的铭牌与要求选择的变压器规格应相符。⑥用1000～2500V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻（非被测量绕组接地），以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值70%（温度不同时，应换算到同一温度再进行比较）。测量变压器各相直流电阻的相互差值应小于平均值的4%，线间直流电阻的相互差值应小于平均值的2%。
若检查全部合格，将100℃以上的酒精温度计插入该变压器测温孔内，以便随时监测变压器的运行温度，再将变压器空投（不带负荷），检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡，如平衡，说明变压器变比正常，无匝间短路，变压器可以带负荷正常运行了。
3.2 运行中注意事项
①在使用配电变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时调整。同时检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。②定期清理配电变压器上的污垢，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线脱焊断裂现象，定期摇测接地电阻。③在拆装配电变压器螺杆有转动情况，必须严格处理，确认无误后方可投运。合理选择二次侧导线的接线方式。在接触面上涂上导电膏，以增大接触面积与导电能力，减少氧化发热。④在配电变压器一、二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、变压器的外壳、二次側中性点3点共同接地。⑤避免三相负载不平衡运行。若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线电流超过额定电流的25%时，应将负荷在三相间重新分配。⑥配电变压器二次短路是造成变压器损坏的最直接的原因，合理选择配电变压器的关健所在。⑦一般情况下配电变压器的高压侧（跌落保险）熔丝选择在1.2～1.5倍高压侧额定电流以内，低压侧按额定电流选用，在此情况下，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。
参考文献
[1]配电线路运行[M].中国电力出版社
[2]配电线路检修[M].中国电力出版社
[3]变压器运行维护与故障分析处理[M].中国电力出版社
[4]配电线路及设备运行规程[M].中国电力出版社
作者简介：吴晓刚（1964-），男，毕业于哈尔滨电力学校发电厂及电力系统专业，1985年8月至今牡丹江供电公司宁安供电公司从事配电运检工作，现任配电运检班运行组长，技师。
关键词：配电变压器；故障分析；预防措施
随着经济的飞速发展，电力需求旺盛，配电变压器在电力系统及生产生活中占据着至关重要的地位。虽然经过多年配网改造，配电变压器高低压都有配套预防故障的保护装置，使配电变压器损坏发生率下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷击、高温过负荷等原因，故障发生的数量还很大。配电变压器的故障逐渐成为配网的主要故障。损坏的配电变压器不仅增加了管理费用的压力，还影响了工农业生产、居民生活的正常用电，成为最困扰基层管理单位供电管理的实际问题。需要通过认真总结和分析配电变压器故障的类型和原因，采取正确的预防措施，为配电变压器的运行管理提供借鉴和参考。
1 配电变压器常见故障类型
由于配电变压器本身故障或操作不当而引起，绕组故障、铁芯故障、套管故障、二次侧短路、过电压引发的故障、熔体选择不当故障、分接开关故障、其他绝缘故障
2 配电变压器常见故障原因分析
绕组故障。变压器电流激增，由于部分低压线路维护不到位，经常发生短路，发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。
铁芯故障。运输不正确，生产工艺不良，安装或检修时没及时清除杂物等引起铁芯多点接地。铁芯的穿心螺栓、夹板与铁轭的紧固螺丝松动，套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘；铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。铁芯硅钢片短路。虽然硅钢片涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流，当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，翘脚、绝缘老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁，套管故障。套管闪络放电。胶珠老化渗油，将空气中的导电尘埃吸附在套管表面形成积垢，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路；变压器箱盖上落异物，引起套管放电或相间短路；变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。
二次侧短路。当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，大电流在线圈内部产生很大的机械应力，致使线圈压缩，绝缘衬垫、垫板松动，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器发生故障。
过电压引发的故障。雷击过电压，配电变压器的高低压线路大多采用架空线路，在郊区空阔地带受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在变压器绕组上产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，若安装在配电变压器高低压出线的避雷器不能起到有效的保护作用或本身存在某些隐患，如避雷器没有同期投入运行、避雷器接地不良或接地电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。
熔体选择不当。配电变压器通常采用熔断器保护，若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。熔丝的选择标准为：容量在100kVA以上的变压器一次侧要配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝；容量在100kVA以下的变压器一次侧要配置2.0～3.0额定电流的熔丝；低压侧熔断件应按1.1倍额定电流选择。
分接开关故障。分接开关压接不良，本身质量差，结构不合理，弹簧压力不够，动静触头不完全接触，错位的动静触头之间的绝缘距离变小，在两抽头之间发生放电或短路，易烧毁变压器抽头线圈或整个绕组；人为原因，个别电工对无载调压的原理不清楚，调压后导致动静触头部分接触、静触头有污垢造成接触不良而放电使变压器烧毁。
其它故障。配电变压器在日常运行维护管理中，经常出现的问题：一是检修或安装过程中，紧固或松动变压器导电杆螺帽时，导电杆随着转动，可能导致二次侧引出的软铜片相碰，造成相间短路或一次侧线圈引线断；二是进行检修不慎掉下物体、工具砸坏套管，轻则造成闪络接地，重则造成短路；三是在变压器低压侧装有防盗计量箱，由于空间问题、工艺压接不好，有的直接用导线缠绕，致使低压侧接触电阻过大，大负载运行时发热、打火，使导电杆烧坏。
3 防止配电变压器损坏的预防措施
3.1 做好运行前的检查测试
配电变压器投运前必须进行现场检测。①油枕上的油位计应完好，油位清晰且在与环境相符的油位线上。油位过高，变压器投入运行带负荷后，油温上升，油膨胀可使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出；过低，则在冬季轻负荷或短时间内停运时，可能使油位下降至油位计看不到油位。②套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。③防爆管（呼吸气道）是否畅通完好，呼吸器的吸潮剂是否失效。变压器的外壳接地是否牢固可靠，因为它对变压器起着直接的保护作用。④变压器一、二次出线套管及它们与导线的连接是否良好，相色是否正确。⑤变压器上的铭牌与要求选择的变压器规格应相符。⑥用1000～2500V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻（非被测量绕组接地），以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值70%（温度不同时，应换算到同一温度再进行比较）。测量变压器各相直流电阻的相互差值应小于平均值的4%，线间直流电阻的相互差值应小于平均值的2%。
若检查全部合格，将100℃以上的酒精温度计插入该变压器测温孔内，以便随时监测变压器的运行温度，再将变压器空投（不带负荷），检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡，如平衡，说明变压器变比正常，无匝间短路，变压器可以带负荷正常运行了。
3.2 运行中注意事项
①在使用配电变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时调整。同时检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。②定期清理配电变压器上的污垢，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线脱焊断裂现象，定期摇测接地电阻。③在拆装配电变压器螺杆有转动情况，必须严格处理，确认无误后方可投运。合理选择二次侧导线的接线方式。在接触面上涂上导电膏，以增大接触面积与导电能力，减少氧化发热。④在配电变压器一、二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、变压器的外壳、二次側中性点3点共同接地。⑤避免三相负载不平衡运行。若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线电流超过额定电流的25%时，应将负荷在三相间重新分配。⑥配电变压器二次短路是造成变压器损坏的最直接的原因，合理选择配电变压器的关健所在。⑦一般情况下配电变压器的高压侧（跌落保险）熔丝选择在1.2～1.5倍高压侧额定电流以内，低压侧按额定电流选用，在此情况下，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。
参考文献
[1]配电线路运行[M].中国电力出版社
[2]配电线路检修[M].中国电力出版社
[3]变压器运行维护与故障分析处理[M].中国电力出版社
[4]配电线路及设备运行规程[M].中国电力出版社
作者简介：吴晓刚（1964-），男，毕业于哈尔滨电力学校发电厂及电力系统专业，1985年8月至今牡丹江供电公司宁安供电公司从事配电运检工作，现任配电运检班运行组长，技师。