乡镇供电所低压配电变压器保护技术林伟国

乡镇供电所低压配电变压器保护技术林伟国

林伟国

国网浙江省电力有限公司宁波供电公司

摘要：变压器作为乡镇供电所的重要设备，其运行状态直接影响乡镇输送电及人民群众用电情况，因此加强乡镇供电所低压配电变压器保护十分有必要。虽然导致低压配电变压器故障的原因非常多的，但是乡镇环境下最常见的故障原因在于雷击损坏，故而防雷技术是乡镇供电所应用最广泛的低压配电变压器保护技术。本文将简单分析乡镇供电所低压配电变压器常见故障，并就相应保护技术展开探讨。

关键词：乡镇供电所；低压配电变压器；保护技术

变压器作为电力系统中的重要设备，保护其正常、稳定运行一直都是电力企业的基础任务，各种变压器保护设备及技术的研究与应用也在不断发展。由于技术较为落后，乡镇供电所低压配电变压器在运行中存在较多问题，容易出现故障，轻则影响正常输送电和缩短各项设备使用寿命，重则导致电力系统瘫痪甚至引发安全事故，因此加强相应的变压器保护技术应用十分有必要。

一、乡镇供电所低压配电变压器常见故障分析

低压配电变压器的故障主要包括两大类，即设备自身故障以及外部故障。设备自身故障指变压器内部组件出现问题而引发的故障，如绕组件短路、铁心绕组损耗等；而外部故障则指因为电力系统及外部环境等因素的影响而产生的故障，如过电流、过负荷、接地短路、雷击故障等。变压器故障会严重影响设备正常运行，轻则导致变压器运行质量受损，重则导致变压器寿命缩短甚至出现变压器爆炸等情况。正因如此，加强变压器保护十分有必要。由于乡镇供电所基本上都处于山区或室外空地区域，是典型的多雷地带，故而乡镇供电所低压配电变压器最常见的故障是由雷击导致。在遭受雷击后，变压器通常会因为一次侧线圈过电压烧毁而出现短路或者开路故障，并且设备外壳不会出现烧伤痕迹。导致乡镇供电所低压配电变压器遭受雷击的原因非常多，最常见的就是变压器剧院受损，另外三相电压不均衡，变压器质量不过关而无法通过空载和负载试验等原因也是导致其容易遭受雷击破坏的原因。

二、乡镇低压配电变压器保护系统指标及设计方案

（一）保护系统指标

乡镇供电所低压配电变压器保护系统应当能够从多个方面对变压器运行状态进行检测，从而及时对变压器异常及故障进行处理，真正起到保护作用。设置全面而合理的系统指标，能够真实反映变压器运行参数，从而实现实时、准确掌握变压器运行状态，为相应保护技术及措施的应用提供基础参考和指导。首先需要设置过电流参数指标，利用过电流保护对变压器运行负荷进行准确反映并判断是否需要进行保护。一般来说，额定电流和负载电流的差值不超过前者则说明变压器处于正常运行状态，不需要采取保护措施。其次是过热保护，对变压器运行温度进行监测，如果变压器处于高负荷运行状态其温度会急剧上升，一旦超过预定温度系统会自动切除负荷，实现过热保护。然后是剩余电流保护，根据乡镇供电所实际情况，设计出不同的剩余电流指标和档位，不同剩余电流档位下对应的变压器断开时间有所不同，档位越高那么留给工作人员操作的时间就越少。

（二）保护系统设计方案

为了有效对变压器进行保护，乡镇供电所低压配电变压器保护系统应当包含数据模块、高压熔断器、低压熔断器等，同时结合变压器保护技术实现保护目的。数据模块主要是对变压器温度及电量参数进行采集和反映，从而有效判断是否需要执行保护程序。其中温度的采集主要依靠温度传感器进行，将采集到的数据放大处理、整理和分析后直接显示出来，供工作人员观看和分析。电量参数的采集则是依靠电流传感器进行，在对三相电压进行转压和降压处理后导入专门的能量芯片，直接分析出电压和电流数据，同时还能直接计算并得到无功功率、有功功率等参数，直接显示以供工作人员使用。在电力模块的支持下，工作人员能够更加精准地实现对变压器运行状态的实时监测。至于高压熔断器和低压熔断器，则是因为乡镇供电所低压配电变压器容量小，通常不能安装复杂的继电保护设备，主要通过熔断器进行短路保护。运用熔断器不但可以降低变压器短路保护成本，更能利用高压侧跃落式熔断器断开点十分明显的特征，对变压器进行停、送操作。

三、低压配电变压器保护技术在乡镇供电所的应用

（一）合理选择与应用高压侧跃落式熔断器

如前文所说，乡镇供电所低压配电变压器容量一般较小，通常不会超过315kVA，难以安装复杂继电保护设备对其进行短路保护，需要使用熔断器进行有效保护。当前乡镇低压配电变压器最常用的短路保护设备为高压侧跃落式熔断器，该设备本身具有结构简单、成本低廉、维护容易的优点，不但能够有效起到变压器保护作用，也能在设备出现故障时及时进行修复，始终为变压器的正常运行提供保障。将高压侧跃落式熔断器用于变压器保护后，一旦变压器发生绕组件或者引出线短路的情况，熔丝就会立即断开，同时熔丝管也会自动跌开，切除电源，有效起到保护作用。因此在选用该熔断器时一定要确保变压器出现绕组件或者引出线短路问题时，熔丝能够迅速熔断。这就要求熔断温度与变压器型号相匹配，从而达到变压器短路故障后热量急剧上升可快速熔断熔丝的效果。另外为了保障高压侧跃落式熔断器有效发挥作用，还需要确保其安装质量达标。在安装时通常需要利用钢板与螺钉将熔断器固定于变压器高压侧横担上，并且高度不宜太高，应当适宜相关人员操作和维修，因此通常控制在4.5~5.0m范围。在安装完高压侧跃落式熔断器后还需要对其进行检查，确保熔丝管足够灵活，在变压器发生短路故障时能够自动跌开，进而切断电源。

（二）加强变压器低压侧保护

变压器高压侧需要使用高压熔断器进行短路保护，其低压侧同样需要运用低压熔断器进行短路或过载保护。为了保障低压熔断器有效起到保护作用，同样需要根据变压器规格选择熔断器型号，尤其要根据变压器低压侧额定电流确定熔丝电流，其值通常低于前者的130%。在变压器发生不同短路情况时，高压熔断器和低压熔断器的熔断顺序会有所不同。当变压器出现内部或者引出线短路故障时，高压熔断器的熔丝会先熔断；而当变压器低压侧电分支线出现短路或过载故障，则是低压熔断器熔丝先断。

（三）应用高压侧避雷器防雷技术

由于雷击是引致乡镇配电变压器发生故障的重要原因，因此乡镇供电所通常都会利用高压侧避雷器防雷技术对变压器进行保护。乡镇供电所低压配电变压器基本都处于10kV线路中，通常选用阀型避雷器，而且应当将避雷器安装于高压熔断器下方0.7m处，这样既能缩短接地引下线长度，也能方便维护人员操作。在安装时尤其要避免将高压侧避雷器安装在离变压器电气距离较远的位置，这样很容易导致避雷器电源与变压器高压侧电压不一致，导致后者承受冲击电压，反而容易对变压器造成破坏。

（四）高、低压侧各装一组避雷器

实际上不管是变压器的高压侧还是低压侧，都可能会受到高压冲击波影响而导致故障，这就要求在高、低压侧各装一组避雷器，起到避免电压反变换波的作用。实际上，低压侧避雷器的安装主要是为了保护高压绕组，通过低压绕组过电压受限的特性抑制电压反变换波。

结束语：

综上可知，对乡镇供电所低压配电变压器进行保护十分有必要，这是保护电力系统安全稳定运行，为广大人民群众提供优质电力服务的重要基础。为了有效起到保护作用，电力企业需要设计相应的保护系统，并在其中应用多种保护技术，确保变压器的各种故障问题能够得到有效防范和处理。

参考文献：

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[2]王卫生.浅谈低压配电变压器维护与保养[J].机械管理开发，2016（12）.

[3]鞠成山，雷巧红.乡镇供电所变压器保护技术[J].环球市场，2017（2）.