配電變壓器運行及故障檢修

李繼紅

山東華魯恒升化工股份有限公司 山東 德州 253024

引言

在電力系統(tǒng)中，配電變壓器是非常重要的電氣設(shè)備之一，其運行安全性對整個電力系統(tǒng)工作連續(xù)穩(wěn)定運行具有直接的影響。配電變壓器經(jīng)濟(jì)運行是現(xiàn)階段電網(wǎng)建設(shè)和管理中的重點內(nèi)容，為了達(dá)到這種目標(biāo)就需要積極探索配電變壓器經(jīng)濟(jì)運行控制方式，并對自動投切裝置深入研究和合理選擇，從而來實現(xiàn)電能損耗的控制。

1 配電系統(tǒng)檢修的意義

1.1 保證用電安全

電力的推廣和普及，雖然極大地提高了人們的生活質(zhì)量，方便了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，但從另一個角度看，電力在日常使用中也存在著隱藏的安全隱患。在城郊地區(qū)偶爾出現(xiàn)的停電情況，其原因就是城區(qū)供電壓力過大，導(dǎo)致其他地區(qū)出現(xiàn)配電線路掉閘或線路負(fù)荷過大，導(dǎo)致電線燒毀的情況。在此背景下，優(yōu)化檢修流程與技術(shù)，可確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行及電力安全。

1.2 提升工作效率

目前，電力已經(jīng)應(yīng)用到生活的各個方面，同時，電網(wǎng)的發(fā)展速度也在不斷提高，因此，供電設(shè)備的數(shù)量也在直線上升。然而，從事變電檢修工作的職工人數(shù)卻沒有增加。因此，原有員工承擔(dān)的工作量將會大大增加。盡管在目前的電力系統(tǒng)中，已經(jīng)初步實現(xiàn)了可以提高檢修效率的紅外線和帶電檢測功能，但仍然需要定期對設(shè)備進(jìn)行檢修，造成人員工作時間延長或檢修質(zhì)量差的情況，從而使電力設(shè)備能否平穩(wěn)運行，提高運行成本也成為一個未知數(shù)。在這種背景下，優(yōu)化檢修流程，不僅能提高工作效率，而且能提高檢修質(zhì)量，降低運行費用[1]。

1.3 確保供電的可靠性

雖然城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為完善，很少出現(xiàn)停電現(xiàn)象，但農(nóng)村地區(qū)卻偶有發(fā)生停電情況，因而供電可靠性較低。其原因是配電線路掉閘，或者是設(shè)備正在進(jìn)行或預(yù)計進(jìn)行檢修。當(dāng)前我國對電力設(shè)備仍實行定期檢修制度，沒有做到按設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢修，若要保證供電的可靠性，必須改進(jìn)檢修管理模式，優(yōu)化檢修流程。

2 配電變壓器經(jīng)濟(jì)運行的方式

2.1 并列運行的經(jīng)濟(jì)運行

此并列運行的方式中，需要滿足下列條件，首先要求繞組聯(lián)結(jié)存在一樣的組別；其次，變壓器具有一樣的變比；再次，短路的阻抗要盡可能接近，且要求差值維持在5%內(nèi)，這樣才能夠確保兩變壓器間具有良好負(fù)載依據(jù)的容量比有效分配，避免其中一臺出現(xiàn)過載或輕載等情況，實現(xiàn)對兩變壓器具有容量的有效利用；最后，要求容量不能有過大的相差性。在配電網(wǎng)中，常用兩臺數(shù)量雙繞組的變壓器實施并列地運行，因此文章就對兩臺并列地運行中雙繞組的變壓器所實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性運行的情況實施分析。

2.2 分列運行的經(jīng)濟(jì)運行

對變壓器分列運行主要是各臺的變壓器針對不同的負(fù)載情況實施供電。此運行方式下，想要實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運行，是對二次側(cè)呈現(xiàn)聯(lián)絡(luò)分列的變壓器根據(jù)不同的運行情況分析其具有的損耗，而針對不同的負(fù)載情況確定與選取綜合損耗小的方式運行。對分列運行，一般用兩臺數(shù)量雙繞組的變壓器實現(xiàn)，因此文章就針對這樣的變壓器在分列運行中的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對此類的變壓器，若總負(fù)載沒有發(fā)生變化，要對共用的一變壓器和兩變壓器的分列運行實施經(jīng)濟(jì)性運行對比分析[2]。

3 配電變壓器運行現(xiàn)狀

我國配電網(wǎng)存在配電變壓器年故障臺數(shù)多、運行數(shù)據(jù)監(jiān)測不全面，無法支持電網(wǎng)智能化的問題。以國家電網(wǎng)公司為例，現(xiàn)有配電變壓器約500萬臺，雖然通過產(chǎn)品質(zhì)量提升、定期運維檢查等手段，配電變壓器的故障率已經(jīng)大幅下降，但其設(shè)備基數(shù)不斷增大，每年發(fā)生故障的數(shù)量仍然較多，給一線運維人員帶來較大工作量。同時，配電變壓器一旦發(fā)生故障，將影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的正常生活，甚至帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。

其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

配套通信手段不足，欠缺配電變壓器運行狀態(tài)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，無法支撐云平臺大數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用。配電變壓器的運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)感知，主要依靠營銷的抄表系統(tǒng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實時性差。配用電系統(tǒng)位于電力系統(tǒng)的末端，特別在用電環(huán)節(jié)，存在大量的感知空白，無法支撐配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

配電變壓器配套傳感器欠缺，無法有效實現(xiàn)對配電變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)測。配電變壓器缺少對整個變壓器運行狀態(tài)的全方位信息檢測能力(溫升、內(nèi)部壓力、低油位、高低壓側(cè)進(jìn)出線電氣量等)，無法實時感知變壓器運行狀態(tài)及進(jìn)行全壽命評估。針對配電變壓器重過載和低電壓運行等異常狀態(tài)，無法及時預(yù)警。10kV柱上變臺的配電變壓器雖然配置有低油位顯示和壓力釋放閥等裝置，但是并不具備數(shù)據(jù)上傳功能。

配電變壓器數(shù)量多、自動化水平低、運維效率低。配電變壓器是配電運維、檢修的重要內(nèi)容。多年來，由于受維護(hù)手段及感知診斷技術(shù)的限制，對配網(wǎng)設(shè)備一直沿用“到期必修”的定期檢修制度，不能客觀反映設(shè)備的自身質(zhì)量和運行工況等實際情況，既缺乏合理性和科學(xué)性，又具有很大的盲目性，其結(jié)果不是維修過剩，就是維修不足。

針對配電變壓器防盜、防竊電以及資產(chǎn)管理等方面無法做到準(zhǔn)確及時處理。對于電力設(shè)施的防護(hù)，尤其配電變壓器的防盜、防竊電，目前現(xiàn)有的技術(shù)手段不足以支撐這方面的需求[3]。

4 變壓器故障分析

變壓器是變電站中較易出現(xiàn)故障的部件，每當(dāng)變壓器的用電量過大時相應(yīng)的變壓器就會因無法承受相應(yīng)的電量而被損壞，除用電量過大外，相應(yīng)的配件因素等也會導(dǎo)致變壓器無法正常運行。通常將變壓器故障分為四類：箱內(nèi)故障、箱外故障、變壓器異常及異響。一般故障的含義為：變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障，主要有匝間短路、相間短路、繞組接地線等；變壓器油箱外發(fā)生故障，由于絕緣套管老化等原因造成接地短路、中性點接地或匝間短路等故障造成過電流；變壓器內(nèi)部絕緣損壞造成局部放電，促使油液分解。其次，絕緣損傷導(dǎo)致局部短路，造成高溫環(huán)境和油質(zhì)的過度氧化；變壓器產(chǎn)生異響。主要是由于貼片厚度不均、雜質(zhì)進(jìn)入變壓器、鐵芯出現(xiàn)松動等原因造成的。

5 對于配電變壓器常見故障檢修方法

5.1 遵循變壓器維護(hù)原則

考慮變壓器運行特點，建議工作人員要重點關(guān)注變壓器運行過程中容易發(fā)熱的部件，比如：金屬部件、鐵芯等，若這些部位發(fā)熱，則會影響變壓器的運行狀態(tài)，出現(xiàn)熱量損耗，降低使用效率。工作人員可以根據(jù)變壓器的運行實際需求，查看大型整流變壓器電流過載數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)隱患，針對隱患問題進(jìn)行處理，采取相應(yīng)保護(hù)措施，從而維護(hù)變壓器運行狀態(tài)，維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5.2 配電變壓器鐵芯故障處理方法

一般情況下，配電變壓器的關(guān)鍵部件在運行過程中容易發(fā)生故障，因此，在對變壓器鐵芯方面的故障進(jìn)行處理時，可以首先對吊芯進(jìn)行檢查，經(jīng)過詳細(xì)檢查后對鐵芯具體故障進(jìn)行了解，確定的確是鐵芯出現(xiàn)故障時，對鐵芯損壞部位進(jìn)行涂漆，根據(jù)鐵芯故障的實際情況采用合理科學(xué)的技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)面積的涂漆。在對故障進(jìn)行處理后，對配電變壓器進(jìn)行調(diào)試運行，避免配電變壓器發(fā)生意外。

5.3 配電變壓器分接開關(guān)故障處理方法

分接開關(guān)故障是配電變壓器運行過程中極為常見的故障之一。分接開關(guān)故障發(fā)生概率極高，對配電變壓器的安全運行造成極大的影響，分接開關(guān)出現(xiàn)故障因素存在于兩個方面：第一，分接開關(guān)部位絕緣板接觸存在不良情況時，或者分接開關(guān)的焊接質(zhì)量沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，也會導(dǎo)致接觸不良，從而導(dǎo)致故障發(fā)生；第二，分接開關(guān)安裝位置螺絲沒有擰緊，導(dǎo)致故障發(fā)生。對于較為嚴(yán)重的接觸不良問題，需要對絕緣板進(jìn)行更換；對于分接開關(guān)螺絲松動只需將螺絲擰緊即可。

5.4 配電變壓器接地不良處理方法

當(dāng)配電變壓器接地安裝不規(guī)范或不合理時，很容易發(fā)生雷擊故障，目前常見接地不良主要有兩個方面：第一，變壓器的避雷裝置存在故障問題，造成電阻升高；第二，配電變壓器低壓側(cè)沒有安裝避雷裝置，當(dāng)雷電擊中變壓器后，會直接造成變壓器損壞。針對以上兩個問題，對于接地不良問題進(jìn)行處理的過程中，相關(guān)的工作人員首先需要對接地線路阻值進(jìn)行測量，并對造成接地線路阻值增加的原因進(jìn)行分析，根據(jù)實際情況，結(jié)合設(shè)備要求，對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，或者重新排線，并安裝避雷裝置。

5.5 落實安全管理制度，加強(qiáng)現(xiàn)場預(yù)防措施

履行安全生產(chǎn)主體責(zé)任，供電企業(yè)安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)以及安全生產(chǎn)管理人員按照《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第二十條所列項目逐一履行職責(zé)，對本單位本轄區(qū)安全生產(chǎn)工作進(jìn)行有效的監(jiān)督。加強(qiáng)防外力破壞巡視，對作業(yè)現(xiàn)場開展隱患排查治理，及時消除生產(chǎn)安全事故隱患。制定巡視重點區(qū)域、重點用戶以及防外破應(yīng)急預(yù)案，對涉及保護(hù)電力設(shè)施、電力安全等工程進(jìn)行現(xiàn)場講解，保證宣傳到位，告知到位，并做好相關(guān)圖文記錄、檔案留存。

5.6 加大電氣設(shè)備運行的巡視和檢修力度

整個電氣設(shè)備在運行過程中極易出現(xiàn)一些小問題，這些問題不經(jīng)過仔細(xì)檢查是無法發(fā)現(xiàn)的，不及時處理這些問題就會導(dǎo)致變電站出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，因此一定要加強(qiáng)定期的檢查和維修工作，要不斷地對工作人員進(jìn)行相應(yīng)的安全方面的培訓(xùn)，使他們能全面細(xì)心地進(jìn)行相應(yīng)的檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。除了對一些容易出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行檢修外，還要對相應(yīng)計量表等設(shè)備進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)存在讀數(shù)不準(zhǔn)確等情況要及時進(jìn)行原因排查，發(fā)現(xiàn)問題后及時進(jìn)行記錄，為之后的工作提供相應(yīng)的依據(jù)。除加強(qiáng)對檢修工作人員要求外，變電站還應(yīng)大力發(fā)展相應(yīng)的電子監(jiān)控系統(tǒng)，通過電子系統(tǒng)對相應(yīng)變電站進(jìn)行全面實時的監(jiān)控，這樣可及時發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的故障并進(jìn)行處理，同時還減少了相應(yīng)的人力投入。檢修和巡查過程中，要根據(jù)之前的經(jīng)驗和變電站設(shè)備的具體情況進(jìn)行有重點的排查檢修。例如對一些重要設(shè)備和較易出問題的設(shè)備要減少相應(yīng)檢修間隔，或是全程不斷進(jìn)行觀察，這樣可在很大程度上避免一些重大事故的出現(xiàn)。

5.7 加強(qiáng)變壓器正常運行狀態(tài)維護(hù)

在日常工作中，建議工作人員加強(qiáng)對變壓器非故障運行狀態(tài)中的維護(hù)與保養(yǎng)工作，定期檢修變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與部件，制定不定期抽查方案，及時發(fā)現(xiàn)變壓器的內(nèi)部部件質(zhì)量問題，提前檢修。在檢修時，需要提前停電，同時記錄變壓器停止工作之前的絕緣電阻數(shù)據(jù)參數(shù)與油溫參數(shù)，作為分析變壓器運行狀態(tài)的主要依據(jù)。建議工作人員每隔一段時間進(jìn)行變壓器檢查，檢查變壓器外部情況，查看是否出現(xiàn)異響，觀察引線之間的連接情況，隨時檢查油箱、油枕、套管油位、油色等情況，定期清潔套管、查看變壓器溫度、查看變壓器散熱情況，查看各個零部件是否存在破損、查看風(fēng)機(jī)是否老化等，及時更新老化零部件，以此延長變壓器使用周期，做好日常維護(hù)工作。

6 結(jié)束語

因為配電變壓器的運行環(huán)境原因，隨時可能出現(xiàn)各種安全隱患，為確保配電變壓器的正常運行，減少電力輸送過程中安全風(fēng)險的發(fā)生，需要相關(guān)的管理人員加強(qiáng)對于配電變壓器的維護(hù)工作，對于存在的安全隱患進(jìn)行及時的調(diào)整，對已發(fā)生的安全故障采用專業(yè)的技術(shù)手段解決。