配電變壓器常見故障分析及預(yù)防措施

摘 要：配電變壓器是配電網(wǎng)中的主要設(shè)備，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活用電中供給動力的重要來源。一旦發(fā)生故障，將給社會帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。為了減少配電變壓器故障發(fā)生的概率、提高供電可靠性，本文通過對電力系統(tǒng)中配電變壓器常見的故障類型及故障原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防范措施，給配電運(yùn)行人員提供參考，以減少配電變壓器的故障。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；故障分析；預(yù)防措施

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力需求旺盛，配電變壓器在電力系統(tǒng)及生產(chǎn)生活中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。雖然經(jīng)過多年配網(wǎng)改造，配電變壓器高低壓都有配套預(yù)防故障的保護(hù)裝置，使配電變壓器損壞發(fā)生率下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷擊、高溫過負(fù)荷等原因，故障發(fā)生的數(shù)量還很大。配電變壓器的故障逐漸成為配網(wǎng)的主要故障。損壞的配電變壓器不僅增加了管理費(fèi)用的壓力，還影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活的正常用電，成為最困擾基層管理單位供電管理的實際問題。需要通過認(rèn)真總結(jié)和分析配電變壓器故障的類型和原因，采取正確的預(yù)防措施，為配電變壓器的運(yùn)行管理提供借鑒和參考。

1 配電變壓器常見故障類型

由于配電變壓器本身故障或操作不當(dāng)而引起，繞組故障、鐵芯故障、套管故障、二次側(cè)短路、過電壓引發(fā)的故障、熔體選擇不當(dāng)故障、分接開關(guān)故障、其他絕緣故障

2 配電變壓器常見故障原因分析

繞組故障。變壓器電流激增，由于部分低壓線路維護(hù)不到位，經(jīng)常發(fā)生短路，發(fā)生短路時變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，線圈溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣老化，同時繞組受到較大電磁力矩作用，發(fā)生移位或變形，絕緣材料形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路。

鐵芯故障。運(yùn)輸不正確，生產(chǎn)工藝不良，安裝或檢修時沒及時清除雜物等引起鐵芯多點接地。鐵芯的穿心螺栓、夾板與鐵軛的緊固螺絲松動，套管損壞后與鐵芯接觸，形成多點接地，造成鐵芯局部過熱而損壞線圈絕緣；鐵芯與夾板之間有金屬異物或金屬粉末，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點接地。鐵芯硅鋼片短路。雖然硅鋼片涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流，當(dāng)硅鋼片表面上的絕緣漆因運(yùn)行年久，翹腳、絕緣老化或損傷后，將產(chǎn)生很大的渦流損耗，鐵芯局部發(fā)熱，造成變壓器繞組絕緣擊穿短路而燒毀，套管故障。套管閃絡(luò)放電。膠珠老化滲油，將空氣中的導(dǎo)電塵埃吸附在套管表面形成積垢，在大霧或小雨時造成污閃，使變壓器高壓側(cè)單相接地或相間短路；變壓器箱蓋上落異物，引起套管放電或相間短路；變壓器套管因外力沖撞或機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力而破損也是引起閃絡(luò)的因素。

二次側(cè)短路。當(dāng)變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流20～30倍的短路電流，一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用，大電流在線圈內(nèi)部產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，絕緣襯墊、墊板松動，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。

過電壓引發(fā)的故障。雷擊過電壓，配電變壓器的高低壓線路大多采用架空線路，在郊區(qū)空闊地帶受雷擊的幾率較高，線路遭雷擊時，在變壓器繞組上產(chǎn)生高于額定電壓幾十倍以上的沖擊電壓，若安裝在配電變壓器高低壓出線的避雷器不能起到有效的保護(hù)作用或本身存在某些隱患，如避雷器沒有同期投入運(yùn)行、避雷器接地不良或接地電阻超標(biāo)等，則配電變壓器遭雷擊損壞將難以避免。

熔體選擇不當(dāng)。配電變壓器通常采用熔斷器保護(hù)，若熔斷電流選擇過小，則在正常運(yùn)行狀況下極易熔斷，若熔斷電流選擇過大，將起不到保護(hù)作用。熔絲的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：容量在100kVA以上的變壓器一次側(cè)要配置1.5～2.0倍額定電流的熔絲；容量在100kVA以下的變壓器一次側(cè)要配置2.0～3.0額定電流的熔絲；低壓側(cè)熔斷件應(yīng)按1.1倍額定電流選擇。

分接開關(guān)故障。分接開關(guān)壓接不良，本身質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)不合理，彈簧壓力不夠，動靜觸頭不完全接觸，錯位的動靜觸頭之間的絕緣距離變小，在兩抽頭之間發(fā)生放電或短路，易燒毀變壓器抽頭線圈或整個繞組；人為原因，個別電工對無載調(diào)壓的原理不清楚，調(diào)壓后導(dǎo)致動靜觸頭部分接觸、靜觸頭有污垢造成接觸不良而放電使變壓器燒毀。

其它故障。配電變壓器在日常運(yùn)行維護(hù)管理中，經(jīng)常出現(xiàn)的問題：一是檢修或安裝過程中，緊固或松動變壓器導(dǎo)電桿螺帽時，導(dǎo)電桿隨著轉(zhuǎn)動，可能導(dǎo)致二次側(cè)引出的軟銅片相碰，造成相間短路或一次側(cè)線圈引線斷；二是進(jìn)行檢修不慎掉下物體、工具砸壞套管，輕則造成閃絡(luò)接地，重則造成短路；三是在變壓器低壓側(cè)裝有防盜計量箱，由于空間問題、工藝壓接不好，有的直接用導(dǎo)線纏繞，致使低壓側(cè)接觸電阻過大，大負(fù)載運(yùn)行時發(fā)熱、打火，使導(dǎo)電桿燒壞。

3 防止配電變壓器損壞的預(yù)防措施

3.1 做好運(yùn)行前的檢查測試

配電變壓器投運(yùn)前必須進(jìn)行現(xiàn)場檢測。①油枕上的油位計應(yīng)完好，油位清晰且在與環(huán)境相符的油位線上。油位過高，變壓器投入運(yùn)行帶負(fù)荷后，油溫上升，油膨脹可使油從油枕頂部的呼吸器連接管處溢出；過低，則在冬季輕負(fù)荷或短時間內(nèi)停運(yùn)時，可能使油位下降至油位計看不到油位。②套管、油位計、排油閥等處是否密封良好，有無滲油現(xiàn)象。③防爆管（呼吸氣道）是否暢通完好，呼吸器的吸潮劑是否失效。變壓器的外殼接地是否牢固可靠，因為它對變壓器起著直接的保護(hù)作用。④變壓器一、二次出線套管及它們與導(dǎo)線的連接是否良好，相色是否正確。⑤變壓器上的銘牌與要求選擇的變壓器規(guī)格應(yīng)相符。⑥用1000～2500V兆歐表測量變壓器的一、二次繞組對地絕緣電阻（非被測量繞組接地），以及一、二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時的環(huán)境溫度。絕緣電阻的允許值應(yīng)與歷史情況或原始數(shù)據(jù)相比較，不低于出廠值70%（溫度不同時，應(yīng)換算到同一溫度再進(jìn)行比較）。測量變壓器各相直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線間直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的2%。

若檢查全部合格，將100℃以上的酒精溫度計插入該變壓器測溫孔內(nèi)，以便隨時監(jiān)測變壓器的運(yùn)行溫度，再將變壓器空投（不帶負(fù)荷），檢查電磁聲有無異常，測量二次側(cè)電壓是否平衡，如平衡，說明變壓器變比正常，無匝間短路，變壓器可以帶負(fù)荷正常運(yùn)行了。

3.2 運(yùn)行中注意事項

①在使用配電變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴(yán)重失衡，應(yīng)及時調(diào)整。同時檢查變壓器的油位、溫度、油色正常，有無滲漏，呼吸器內(nèi)的干燥劑顏色有無變化，如已失效要及時更換，發(fā)現(xiàn)缺陷及時消除。②定期清理配電變壓器上的污垢，安裝套管防污帽，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，定期搖測接地電阻。③在拆裝配電變壓器螺桿有轉(zhuǎn)動情況，必須嚴(yán)格處理，確認(rèn)無誤后方可投運(yùn)。合理選擇二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式。在接觸面上涂上導(dǎo)電膏，以增大接觸面積與導(dǎo)電能力，減少氧化發(fā)熱。④在配電變壓器一、二次側(cè)裝設(shè)避雷器，并將避雷器接地引下線、變壓器的外殼、二次側(cè)中性點3點共同接地。⑤避免三相負(fù)載不平衡運(yùn)行。若在最大負(fù)荷期間測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，應(yīng)將負(fù)荷在三相間重新分配。⑥配電變壓器二次短路是造成變壓器損壞的最直接的原因，合理選擇配電變壓器的關(guān)健所在。⑦一般情況下配電變壓器的高壓側(cè)（跌落保險）熔絲選擇在1.2～1.5倍高壓側(cè)額定電流以內(nèi)，低壓側(cè)按額定電流選用，在此情況下，即使發(fā)生低壓短路故障，熔絲也能對變壓器起到應(yīng)有的保護(hù)作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：吳曉剛（1964-），男，畢業(yè)于哈爾濱電力學(xué)校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，1985年8月至今牡丹江供電公司寧安供電公司從事配電運(yùn)檢工作，現(xiàn)任配電運(yùn)檢班運(yùn)行組長，技師。