配电变压器故障分析与预防

配电变压器故障分析与预防

马扬

国网冀北电力有限公司三河市分公司燕郊高新技术产业开发区供电中心 河北省  三河市065200

摘要：配电变压器（以下简称配变）是配电网主设备，配变烧毁经济损失较大、停电影响范围较广。近年来，随着配变数量的增加，由于设备质量、低压短路、外力破坏、树竹障碍等因素引起的配变烧毁时有发生，带来了一定的经济损失，影响供电可靠性及供电质量。本人结合在一起配电变压器故障案例，提出一些防范措施，希望对变压器故障抢修、保障供电可靠性方面具有一定指导作用。

关键字：配电变压器；故障；预防

1.配电变压器故障案例

1.1故障经过

某供电所值班人员反馈，某台区用户失去采集数据，初步判断台区故障跳闸。抢修人员赶赴现场，发现该台区变压器箱体发黑，跌落式熔断器、进出线电缆均无受损迹象。

1.2故障分析

①初步研判

智能配电网运行监控平台每个小时从用电信息采集系统调取各台区电压、电流等数据信息，供运维检修人员对辖区内台区负荷进行监控。

通过智能配电网运行监控平台，该台区故障前负荷监控曲线，数据显示：该变压器故障前负荷未出现过载现象，初步研判故障原因为设备内部原因。

②吊芯检查

检查情况：变压器油发黑，有焦糊气味；变压器器身上表面存在大量碳化及绕组融化后产生的铜瘤；变压器低压绕组B铜排引线出头与夹件之间有明显放电痕迹；变压器高压绕组外观良好，低压绕组C相严重变形，如图1所示；铁芯拆除后，低压C绕组因短路，其铜箔已经熔断。

图1绕组铜箔熔断、变形

1.3故障原因分析

根据吊芯数据分析，可以判定变压器内部出现了短路，且短路后变压器又经过了连续运行，直至铜箔在短路电流运行下，变形、绝缘大量击穿而出现了更严重的短路。分析引起变压器短路的原因可能为以下情况：

由变压器低压B相绕组出头铜排引线及弯板夹件之间的灼烧痕迹可以看出，该变压器在运行过程中，其负载线路可能遭受过大气过电压（雷电）情况。

当低压输电线路遭受雷击时，雷电形成的过电压会使低压绕组对地产生放电，同时造成变压器绕组的绝缘损伤，使变压器绕组绝缘产生碳化，存在绝缘损伤的变压器继续运行，变压器绕组绝缘会加速碳化，直至放电，最终造成绝缘击穿、短路，从而引发故障。

如果出现短路的变压器继续运行，绕组层间短路电流会非常大，变压器绕组会发热，温度会急剧升高，绕组绝缘大量烧毁，使变压器绕组出现更严重的短路。

2、配电变压器故障预防措施

2.1优化配电变压器保护装置

①供电所配电变压器应安装无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护，防止由高低压线路侵入的高压雷电波引起的变压器内部绝缘击穿，造成短路。②定期对变压器进行接地电阻检测，防止焊接点脱焊等因素引起接地电阻超标。③配电变压器短路、过载保护由安装在配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器来实现，同时满足各级保护的不同要求，从而保证配电网保护装置正确分级动作。

2.2优化配电变压器的运行管理

为了有效提高供电所配电变压器运行质量，有必要加强变压器的管理工作。①认真制定、完善及优化配电变压器运行管理制度，并遵守执行，提高巡视质量。②加强对供电所技术人员的培训，提高员工的专业技能和素质。③要严格按照变压器的检修、投运以及试验的规范制度，建立配电变压器档案。

2.3优化配电变压器无功补偿

在供电所配电变压器的运行中，配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备，电力负荷存在一定的波动，这些波动对变压器运行中的损耗有着直接的影响。而通过科学的无功补偿装置，合理设置其安装位置，可以较好地提高变压器的功率因数。通过无功补偿装置的应用，实现配电网一定区域内的无功达到动态的平衡，降低配电网中的负载电流，使得配电变压器的无功损耗降低，达到节能的效果。

2.4优化配电变压器的负荷分接开关

在供电所运行管理中，为了配电变压器保持在额定电压下的经济运行，运行人员应定时对变压器的负荷波动和运行电压进行观测和记录，根据负荷的变化，科学调节及优化配电变压器的负荷分接开关。在供电所的实际运行过程中，由于用电负荷的差异，电压高低略有差异。因此，也需要加强对负荷分接开关调配管理工作，防止因为负荷分接开关的调节不科学，造成配电变压器及供配电系统的电量损失。

2.5优化配电变压器三相负荷平衡度

供电所配电变压器的三相平衡度对其运行过程中的损耗影响很大。在三相不平衡状态下，配电变压器会导致重负荷相出现过载，相电流增加，从而导致变压器油和绕组温度快速升高。因此，相关的电力规程对配电变压器的三相不平衡有明确的规定，其出口处不平衡度应≤10%，而在配电干线和支线出口处不平衡度应≤20%。由此可以看出，合理规划建设供配电网，可以确保配电变压器在三相平衡的工况下工作。

2.6优化配电变压器选型

在供电所配电变压器的选型过程中，应从经济、技术、未来发展等多方面进行综合考虑。对于空载损耗，应优先选择S11系列、S13系统或非晶合金节能型配电变压器，这3种变压器的运行空载损耗比S9系列要低30%左右，而且其检修维护方便、运行费用较低、节能效果显著。但是，因为其制造成本较高，需要充分考虑建设投资的费用，合理选用性价比、节能性能等良好的配电变压器设备。

3、结束语

在实际工作中，供电企业相关人员要科学、合理地选取配电变压器的安装地点，要对配电变压器的运行状况进行定期和不定期的检验，及时发现变压器在运行过程中的各种问题，找出原因，及时排除故障，保障供电所配电变压器的正常运行，从而提高供电企业社会及经济效益。

参考文献

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