配电变压器的运行维护分析

配电变压器的运行维护分析

郭瑞伟

广东电网有限责任公司汕头南澳供电局    515999

摘要：配电变压器在运行中经常性出现各种影响配电变压器和配电线路安全运行的问题因素，这些运行问题轻则造成配电线路技术线损过高，重则影响配电变压器的使用寿命，甚至引发不可逆的配电线路停电事故。本文分析配电变压器运行中的常见问题，包括配电变压器工艺问题、老化问题、异常温升问题、异响问题、漏油问题以及接地不良问题等六大问题，并提出配电变压器运行维护的四大建议，以供供电企业参考。

关键词：配电变压器；运行问题；维护建议

前言

配电变压器作为配电线路的核心设备，其能否正常运行关系到配电线路供电的稳定性和可靠性，在日常配电运维工作中，配电变压器也是重点运维对象[1]。而配电变压器在运行中因各种自身因素、工艺因素和环境因素的影响，经常性出现各种影响配电变压器和配电线路安全运行的问题因素，这些运行问题轻则影响配电线路的高质量供电，造成配电线路技术线损过高，重则影响配电变压器的使用寿命，甚至引发不可逆的配电线路停电事故[2-3]。在此结合本辖区内配电变压器的实际分布状况与故障实例，分析配电变压器运行中的常见问题，并提出关于配电变压器的运行维护建议，以供供电企业参考。

1  配电变压器运行中常见的问题分析

1.1  配电变压器工艺问题

辖区内配电变压器型号分布表如表1所示：

表1  配电变压器型号分布表

在该辖区内，有21.6%的配电变压器的型号是在S9以下，78.4%的配电变压器的型号是在S11以上。S9以下型号的配电变压器由于其工艺问题，属于高耗能的变压器，这一类变压器一旦在配电线路中运行，会造成较高的变压器损耗，从而提高配电线路的技术线损。S11以上型号的配电变压器在工艺制作上更加精良，其自身的空载损耗更低，将这一类变压器投入配电线路中，能更好的提高电能利用的效率，减少配电线路的技术线损。而在辖区内，由于变压器紧缺，或者出于节省建设资金考虑，依旧存在着大量S9型号以下的变压器，有极个别地方甚至存留S7型号变压器，这些变压器在配电线路中运行，本身就存在极大的变压器损耗，再加上运行年限较长，变压器自身老化，损耗则更大，电能利用率更低。

1.2  配电变压器老化问题

一般变压器的运行寿命是按20年的期限进行设计，考虑到人工运维等因素的影响，变压器的实际运行寿命一般不超过30年。虽然变压器的实际运行年限超过20年，但长时限运行的变压器，其本身虽能正常运转，内部构件却已老化，不仅增加运行时的变压器损耗，而且为变压器发生永久性故障埋下隐患。此外，实际运维检修工作的开展质量、外部环境和负荷情况等均会加速变压器的老化问题。因此对于长时限运行的变压器必须加以重视变压器老化问题。辖区内配电变压器运行年限表如表2所示：

表2  配电变压器运行年限表

本辖区内，投运的变压器生产至今超过20年（即2003年以前出厂）的数量占总体的12.0%，而运行至今20年以上的配电变压器则占比4.8%。这一部分长时限运行的变压器数量虽然占总体的比例不大，但这几百个长时限运行的配电变压器其机能或多或少已出现老化，虽能保证其正常运行，但会造成线路极大的损耗，甚至埋下永久性故障的风险，这冲击着供电的稳定性和可靠性。

1.3  配电变压器异常温升问题

变压器对运行温度有着严格要求，一般生产厂商规定，配电变压器的上层油温不超过95℃，而为防止变压器油劣化过快，一般要求变压器油上层油温不超过85℃。变压器异常温升无法仅凭肉眼进行判断，一般需采用红外测温仪等设备进行辅助测量。一旦变压器出现异常温升，久而久之会降低变压器的绝缘性能，甚至会导致变压器油出现沸腾，不及时处理会导致变压器油喷出造成变压器永久性故障。引起变压器异常温升的原因众多，最主要的原因便是变压器长期过负荷运行，以及变压器漏油导致变压器油位过低而造成变压器油冷却效果降低。其他常见原因还包括涡流、变压器内部绕组各种短路造成变压器的异常温升。

1.4  配电变压器异响问题

配电变压器在正常运行时会发出一定的“嗡嗡”响声，这是电磁转换绕组和铁芯发出的正常声响。而当配电变压器出现异样时，便会伴随着出现异响。如配电变压器超载运行时，其运行噪声会增大；或者变压器内部绕组间短路以及变压器出现绝缘击穿时，除配电变压器运行噪声增大以外，还会伴随着不连续的爆炸声；再者，配电变压器内部构件松动时，运行声音会更加嘈杂；配电变压器出现闪络现象时，还会伴随着“滋滋”的电流声。配电运维人员可通过配电变压器发出的声响，对变压器的运行情况做出初步判断。

1.5  配电变压器漏油问题

变压器油是配电变压器安全运行的保障，起着绝缘与冷却的作用。变压器油位一旦过低，铁芯和绕组将暴露在空气中，随时会造成变压器一次侧与二次侧击穿的风险，而且变压器运行产生的热量无法及时释放，造成变压器异常温升，严重影响配电变压器的正常运行。配电变压器漏油问题是配电变压器较为常见的问题，配电变压器在经过长期运行后，其密封圈出现老化，造成变压器漏油，或者由于配电变压器重过载的影响，变压器油温升高，造成变压器油位升高甚至变压器油沸腾，导致变压器出现喷油现象，从而造成变压器油位降低的问题。

1.6  配电变压器接地不良问题

由于配电变压器均为DY接线，其低压侧必须采用直接接地的运行方式，一旦接地不良，会影响配电变压器的正常运行。配电变压器接地不良的原因一般是配电变压器运行时间过长或者土壤电阻率过高造成的。据辖区内修理项目资料显示，配电变压器接地补强数量年均约400个，是所有运行维护问题中最常见的问题之一，且多发于山区地带，需补强的变压器型号也是S9系列以前的变压器居多。

2  配电变压器的运行维护建议

2.1  加强日常配电变压器的运行维护工作

在日常配电变压器运行维护中，最重要的工作便是开展配电变压器的巡视工作。对于轻载或者正常运行的变压器，只需按日常巡视计划开展巡视工作即可，而对于重过载的变压器台区，除日常的巡视外，还应开展相应的夜巡和特巡，在巡视维护中，需要做好细节管理。在检查变压器油位时，应注意变压器油位是否在油标的2/3处，若变压器油位低于这个标准，应进行检修并进行加油，否则配电变压器会因变压器油不足而存在击穿风险。此外，还需定期检测变压器油的质量，防止变压器油质量不达标，掺杂水分而引起内部击穿故障。配电运维人员应定期对变压器油的油位和品质进行检测并进行记录，为后续的维护工作的开展提供依据，当发现变压器存在漏油现象时应及时进行检修。在检查配电变压器的绝缘电阻时，应逐一检查高压侧对地、低压侧对地、高压侧对低压侧的绝缘电阻是否合格。首先应观察配电变压器的各个接线头的接触情况是否良好，接线头有无变色，其中低压侧的中性点和箱体金属外壳的接地线是否良好无松动。在表面观察无误后，采用摇表逐一对这三类绝缘电阻进行摇测，当低压侧对地的绝缘电阻不小于10兆欧、高压侧对低压侧及高压侧对地的绝缘电阻不小于300兆欧时，变压器的绝缘电阻测试合格。需注意由于配电变压器是储能设备，所以采用摇表进行摇测后，必须对变压器进行放电，方可进行下一步操作。除此之外，在运行维护中，还应检查变压器相关的瓷瓶、套管是否完好清洁，避免出现闪络现象；变压器的外部结构是否完好，是否出现锈蚀断裂或松动的迹象；对于配电变压器的温升问题，特别是负荷集中的夏季夜晚时段，应利用红外测温仪进行测温，避免变压器出现异常温升；最后是结合变压器发出的声响辅助判断变压器的运行情况，当出现严重异响时必须停运检修。

2.2  全面制定配电变压器运行维护方案

配电变压器的日常运行维护工作只是基础运维工作，是延长配电变压器运行寿命的方法，但配电变压器分布区域广，运行状态也不尽相同，为提高整改配电系统的供电可靠性，必须全面制定配电变压器的运行维护方案，有计划性的开展配电变压器的运维工作。这其中，最大问题便是变压器工艺问题和老化问题，针对这类问题，普通的日常维护只能延长其运行时限，但不能改变其老化和高损的事实。对于这类问题，必须安排专人定期对辖区内S9系列以前的变压器以及运行年限超过20年的变压器进行全面排查，并组织专人进行规划立项，能进行更换的优先进行更换，型号优先采用S13以上型号。而对于无法进行立项更换的变压器，应及时掌握其元件的实际状态，必要时采用修理项目对元件进行更换。而在项目执行中，应严抓检修单位维护人员的资质条件，确保项目执行的质量，避免留下不必要的安全隐患。

2.3  重视相关保护元件的整定值设定

配电变压器一旦出现异常情况，其保护元件应能及时切断其电源，避免故障波及其他配电线路及设备，因此，必须重视配电变压器相关的保护元件的整定值设定情况。在所有整定值数据中，多以配电变压器的额定电流为基础进行计算，而配电变压器的额定电流可通过经验公式进行速算，具体格式如下：

在配电变压器的保护元件中，高压侧以高压跌落式熔断器为主，低压侧以低压隔离开关和低压开关箱为主。保护元件的整定情况如表3保护元件整定表所示：

表3  保护元件整定表

其中，配电变压器低压侧出线保护元件是低压开关箱时，还应注意各个分路开关的电流总和乘以同期系数的数值不得大于总开关的整定值，以免开关箱内保护越级跳闸甚至保护拒动损坏变压器。

2.4  制定完善的配电运维奖惩机制

配电变压器的运维工作最终将落实到配电运维人员身上，为提高配电运维人员的积极性，应制定完善的配电运维奖惩机制。在现有的设备主人机制上，提高配电变压器故障的奖惩幅度，或者开展相关的技能竞赛和知识竞赛，以此鼓励配电运维人员更加积极的开展日常运维和学习新兴的相关理论知识，从而提高配电变压器的运维质量。

3  总结

本文分析配电变压器运行中的常见问题，包括配电变压器工艺问题、老化问题、异常温升问题、异响问题、漏油问题以及接地不良问题等六大问题。并提出关于配电变压器的运行维护建议，包括加强日常配电变压器的运行维护工作、全面制定配电变压器运行维护方案、重视相关保护元件的整定值设定、制定完善的配电运维奖惩机制。要想提高配电变压器运行的稳定性，除加强相关运维工作外，还应提高配电变压器的相关科技创新，只有运维与创新双管齐下，才能更好的保障配电系统的供电可靠性。

参考文献：

[1] 宋莲花. 关于农村配电变压器运行问题及解决方法[J]. 科教导刊-电子版（中旬）,2018(10):286.

[2] 马宁. 配电变压器应用与日常运行维护的问题分析[J]. 建材与装饰,2022,18(19):111-113.

[3] 郑子斌. 试析配电变压器经济运行的问题[J]. 科学与财富,2018(5):253.