10kV配电变压器故障及对策探究

10kV配电变压器故障及对策探究

杨世付

云南电网有限责任公司昭通绥江供电局

摘要：我国电力行业和我国科技水平的快速发展，10kV配电变压器故障是主要问题。电力变压器作为电力系统中的关键设备，其无故障运行对可靠的电力供应起到至关重要的作用。当变压器发生故障时，轻则引起局部区域停电，重则影响电力系统安全运行，造成严重经济损失。因此，研究变压器状态在线评估及故障诊断技术，可以及时发现变压器内部潜在威胁，准确识别变压器故障类型，有利于合理制定变压器维修方案，最大限度降低故障风险，实现最大实际运行效率和最佳寿命。

关键词：10kV配电变压器；故障分析；对策探究

引言

为了能够确保新时期电力能源的供应顺畅，也为了能够确保配电网变压器的运行质量和安全，在其故障诊断方法的设计过程中，需要有效基于人工智能的技术优势，相较于传统的故障诊断方法而言，基于人工智能的配电网变压器故障诊断方法具有动态灵活的特征，在具体应用环节中，所产生的诊断误差值较小，能够大大提高配电网变压器故障诊断的定位精度。

110kV配电变压器常见故障

1.1过载

过载是10kV配电变压器常见的故障之一，它指的是变压器长时间或瞬时承受超出其额定容量的负荷电流。这种情况可能导致严重的问题，包括变压器损坏、设备过热、供电不稳定等。

1.2绕组故障

绕组故障的主要产生原因与铁芯故障相似，由绝缘层导致。在绕组绝缘层出现损坏时未能及时发现，导致绕组断线或短路。除了损坏原因，电力变压器在使用过程中，灰尘等杂质不慎落入绕组中，同样会对绝缘层造成破坏。杂质的渗入会导致绕组表面温度不断升高，影响绝缘层的使用寿命。

1.3变压器温度过高

（1）变压器绕组匝间短路、层间短路等都将引起变压器温度升高；（2）分接开关由于接触不良或其他问题造成的电阻增大，严重时会出现部分放、过热等现象，从而造成温度过高；（3）变压器铁芯和硅钢片之间的绝缘破损，引起温升过高；（4）如果变压器长期工作或者负荷超出额定值，会产生很大的热量，变压器的导线偏细，质量不好，铁芯材质等造成变压器发热严重；（5）变压器的负载上或变压器的线路中存在较大谐波源，导致变压器发热严重等。

2对策与改进建议

2.1故障振动采集平台

传统的变压器故障诊断方法有很多不足，如原始的离线法，在进行对变压器检测时需要关机退出运行，效率很低，且这种方法不能有效检查铁芯和绕组出现松动引发的故障；在线监测法在检测绕组是否发生变形时，需要在运行过程中不断加入电气量，这在检测时可能会影响系统运行。基于此，文章提出了在其他机械监测领域应用普遍的振动分析法。明确了利用振动分析法测试变压器故障的作业流程。将变压器按照左、右、前、后四个方向，在每一侧布置多个测试点，将传感器置于平台上，也可根据传感器不同型号适时调整排点方案。需要采集的振动信号包含频谱、相位与幅值，振动数据采集仪接收信号数据，连入计算机软件进行分析。测试系统包含数据采集仪、软件、传感器等多个部件，其中软件是用来分析各项振动因素，如进行幅值趋势、谐波比重、振动频谱的计算，小波降噪后进行希尔伯特变换，然后结合信号处理手段对矢量故障特性因素提取，分析此时变压器运行到何种状态，基于此进行诊断分析，指导工作人员下一步合理操作。

2.2日常维护

变压器的日常维护包括清除变压器下部积水和污物；冲洗冷却器；更换呼吸器内的硅胶；变压器外部清扫。为了检查电力变压器的正常运行，可以进行以下几个方面的检查：①检查油枕与充油套管内油面的高度，如果封闭部分的油量符合设计要求，则说明油量正常。②检查电力变压器底层油温是否达到热70%，通过检查底层油温是否达到设定的温度，可以判断变压器是否正常工作。③检查电源变压器的声音是否正常，通过听取电源变压器的声音，可以判断其是否存在异常噪音或故障。④检查口罩是否解锁，确保变压器的口罩已经解锁，以便进行必要的维护和检修。⑤检查导热硅胶的湿度是否达到饱和，确保导热硅胶没有吸湿到饱和状态，以保证其正常的导热性能。⑥检查防爆安全管上的玻璃膜是否完整且无油污，确保防爆安全管上的玻璃膜没有破损或油污，以保证其正常的安全性能。⑦检查中间气体继电器是否工作，通过检查中间气体继电器的工作状态，可以判断变压器是否存在故障。

2.3故障诊断方法测试流程与结果

在设定好的测试环境下，优先结合所设定的电力执行范围，并详细计算出不同的电力测试区域环境下故障诊断所产生的实际拓扑值，通过计算形式，对其中的实际拓扑值、故障缺失系数、价损值、配电主电容进行结果呈现。通过一定的计算能够发现配电网变压器故障诊断的实际拓扑值，随即设定好拓扑诊断的实际范围，并在电力测定区域的不同环境下展开初始化的测试，紧接着要编制出故障诊断指令，将其设定在电力系统结构中，随后结合人工智能技术用于辅助测试，构建起智能化的诊断程序。

2.4变压器状态监测

1）离线预防性监测。令变压器停止工作，通过相应试验采集到变压器指标。离线预防性监测一般为设备电气试验，主要包括绕组的直流电阻、局部放电、套管介质损耗等方面的试验。需要将变压器退出运行后进行相应的带电测试，可能会造成区域短时停电，造成经济财产损失，且变压器在发生故障前很短时间内指标可能会发生突变，从而难以判断变压器劣化过程，所以这种离线监测技术无法满足变压器实时监测要求。2）在线监测。在不影响变压器正常运行的情况下，利用传感器、视频监控等进行变压器数据采集。在线监测主要是采集变压器在运行过程中逐渐劣化的指标，及时反映变压器状态，具体方法包括变压器频率响应监测、温度监测、微水监测、油中气体监测、振动监测等。光纤传感器不受电磁干扰、远距离传输的影响，体积小、重量轻，在变压器在线监测中得到广泛应用。其中局部放电通过光纤传感技术来监测，具有良好的抗干扰能力和较高的灵敏度。

2.5油箱故障处理

电力变压器油箱的故障类型主要包括油温异常及油泄漏等方面。（1）在油温异常故障方面，油箱在运行过程中如果出现温度异常升高的情况，可能由电力变压器内部冷却系统运行异常导致。在故障处理时，应检查电力变压器的冷却系统是否存在异常，如果冷却系统出现损坏等情况，应及时进行维修或更换处理。（2）油温异常还会由电力变压器螺丝松动、长时间超负荷运行及油位导致。针对上述情况，在故障处理过程中，应对电力变压器的螺丝松紧状况进行检查。在油箱的故障处理中，维修人员应与工作人员及时进行沟通，如果通过沟通发现变压器及油箱已经运行过长时间，应停止运行。在停止一段时间后再次启动油箱，观察故障是否消除。（3）在油位的故障处理中，应对油位的刻度线等进行检查，判断油位是否处于标准范围内。在通常情况下，油箱的温度异常会导致油位起伏波动较大，具体数值出现异常，在故障处理中应及时进行调整。

结束语

变压器是电网系统中的一个重要组成部分。为保障电网正常运行，必须加强对变压器故障的诊断与管理工作，这是因为变压器的故障将对人民群众的生产、生活等都造成重大影响。保证电力公司安全、稳定、可靠运行具有显著的现实意义，是保障人民群众生活用电和中国能源产业健康、可持续发展的重要途径之一。

参考文献

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[2]卢音赐.电力变压器继电保护配置及常见故障分析[J].大众用电,2021,36(11):57-58.