配電變壓器故障分析及診斷

配電變壓器故障分析及診斷

Summary：電能的最終利用絕大部分都是通過配電變壓器的橋梁和紐帶作用來實現(xiàn)的，在配電系統(tǒng)中，配電變壓器占有著非常重要的位置。本文對配電變壓器故障分析及診斷進行研究。關鍵字：配電變壓器；故障分析；診斷配電電力變壓器是一種靜止的電氣設備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設備，它將輸入的35kV或10kV變?yōu)檩敵龅?00V，供電所配電人員再將根據(jù)用戶所需的380V或220V進行選接。配電變壓器采用柱上安裝或露天落地安裝，它在電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關重要的地位，一旦發(fā)生故障，將會直接或間接地影響到工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的正常生活。1.配電變壓器的常見故障類型1.1配電變壓器在送電和運行中常見的故障（1）變壓器在經(jīng)過停運后送電或試送電時，往往發(fā)現(xiàn)電壓不正常，如兩相高一相低或指示為零；有的新投運變壓器三相電壓都很高，使部分用電設備因電壓過高而燒毀等。（2）高壓保險絲熔斷，導致送不上電。（3）雷雨過后，變壓器送不上電。（4）變壓器聲音不正常，有時發(fā)出“吱吱”或“霹啪”的響聲；有時在運行中發(fā)出如青蛙似的“唧哇唧哇”的叫聲等。（5）高壓接線柱燒壞，高壓套管有嚴重破損和閃絡痕跡。（6）在正常冷卻情況下，變壓器溫度失常并且不斷上升。（7）油色變化，油內(nèi)出現(xiàn)炭質(zhì)。（8）變壓器發(fā)出吼叫聲，從安全氣道、儲油柜向外噴油，油箱及散熱管變形、漏油、滲油等。1.2按變壓器部件分類的故障（1）繞組和匝間絕緣故障。繞組和匝間的絕緣是比較容易發(fā)生故障的部位。長時間的過負荷運行或散熱條件差，使用年限長，都容易使變壓器繞組絕緣老化脆裂，抗電強度大大降低，變壓器受短路沖擊，使繞組受力變形，隱藏著絕緣缺陷，一旦遇到電壓波動，也可能擊穿絕緣。變壓器油進水，會使絕緣強度大大降低而不能承受允許的電壓，造成絕緣擊穿。在高低壓繞組部位，因絕緣膨脹，使油道堵塞，也會影響散熱，使絕緣過于老化，從而發(fā)生短路故障。由于防雷措施不完善，也可能發(fā)生絕緣擊穿的情況[2]。（2）引線絕緣故障。變壓器引線是通過變壓器套管內(nèi)腔與外部線路相連，引線依靠套管絕緣。如果套管封閉不嚴導致進水，會引起絕緣受潮而擊穿，嚴重時會使油箱暴露在空氣中，造成內(nèi)部閃絡，引起接線處故障。（3）鐵芯絕緣故障。變壓器鐵芯是由硅鋼片疊裝而成的，硅鋼片之間有絕緣漆膜，如果硅鋼片固定不好，會使漆膜破壞產(chǎn)生渦流。夾緊鐵芯的穿芯螺絲、壓鐵等部件愛你，如果絕緣破壞，也會發(fā)生過熱現(xiàn)象，此外有鐵屑、鐵渣掉入變壓器內(nèi)都會造成鐵芯故障。（4）變壓器套管閃絡、爆炸。變壓器高壓側(cè)多采用電容套管、因為瓷質(zhì)不良而有沙眼或裂紋，電容本身缺陷，內(nèi)部游離放電，甚至套管密封不好，有漏油現(xiàn)象，套管污穢都可能發(fā)生閃絡和爆炸。2.配電變壓器的故障原因及診斷探討配電變壓器發(fā)生故障時，我們可以從變壓器的聲音來判斷故障的類型，從而正確的分析出產(chǎn)生故障的原因，進而解決處理好故障，恢復配電變壓器的正常運行。（1）調(diào)壓分接開關不到位或接觸不良。當變壓器投入運行時，若分接開關不到位，將發(fā)出較大的“啾啾”響聲，嚴重時造成高壓熔絲熔斷；如果分接開關接觸不良，就會產(chǎn)生輕微的“吱吱”火花放電聲，一旦負荷加大，就有可能燒壞分接開關的觸頭。（2）缺相時的響聲。當配電變壓器發(fā)生缺相時，表現(xiàn)為：第二相不通，送上第二相仍無聲，送上第三相時才有響聲；或者第三相不通，響聲不發(fā)生變化，和二相時一樣。發(fā)生缺相的原因大致有三方面：①電源缺一相電；②變壓器高壓保險絲熔斷一相；③變壓器由于運輸不慎，加上高壓引線較細，造成振動斷線。（3）掉入異物和穿心螺桿松動。當變壓器夾緊鐵心的穿心螺桿松動，鐵心上遺留有螺帽零件或變壓器中掉入小金屬物件時，變壓器將發(fā)出“叮叮當當”的敲擊聲以及“吱啦吱啦”的像磁鐵吸動小墊片的響聲，而變壓器的電壓、電流和溫度卻正常。這類情況一般不影響變壓器的正常運行，可等到停電時進行處理。（4）變壓器的鐵心接地斷線。當變壓器的鐵心接地斷線時，變壓器將產(chǎn)生“嗶剝嗶剝”的輕微放電聲。（5）變壓器高壓套管臟污和裂損。當變壓器的高壓套管臟污，表面釉質(zhì)脫落或裂損時，會發(fā)生表面閃絡，聽到“嘶嘶”或“哧哧”的響聲。（6）外部線路斷線或短路。當線路在導線的連接處或T接處發(fā)生斷線，在刮風時時接時斷，接觸時發(fā)生弧光或火花，這時變壓器就發(fā)出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫聲；當?shù)蛪壕€路發(fā)生接地或出現(xiàn)短路事故時，變壓器就發(fā)出“轟轟”的聲音；如果短路點較近，變壓器將發(fā)出像老虎的吼叫聲。（7）變壓器過負荷。當配電變壓器超過負荷嚴重時，就發(fā)出低沉的如重載飛機的“嗡嗡”聲。（8）電壓過高。當電源電壓過高時，會使變壓器過勵磁，響聲增大而且尖銳。（9）其他聲音。如果聽到通過液體沉悶的“噼啪”聲，則是導體通過變壓器油面對外殼的放電聲。內(nèi)部放電送電時聽到“噼啪噼啦”的清脆擊鐵聲，則是導電引線通過空氣對變壓器外殼的放電聲。3.配電變壓器故障分析及診斷案例3.1案例13.1.1故障現(xiàn)象在一個夏季的夜晚，雷雨過后，某供電所接到一個報修電話，反映在一臺綜合變供電區(qū)域內(nèi)，照明電壓三相嚴重失衡，動力電壓缺相。3.1.2故障原因分析經(jīng)過分析故障現(xiàn)象，我們懷疑是變壓器缺相故障，可能的原因有如下幾種：1、電源缺相；2、高壓熔絲熔斷或上下連接點斷開假接造成缺相；3、低壓開關故障。開關上下口受力接觸不實，接線松動或形成氧化層，造成的接觸非接觸現(xiàn)象，開關本體損壞，一旦遇到大功率負荷就失電。4、低壓線路的問題。如零線斷線、低壓線路端接觸不良或?qū)Ь€長時間運行在中間隱蔽部分有斷股現(xiàn)象。5、變壓器低壓導電桿處，導線連接部位連接有問題。6、變壓器內(nèi)部問題：（1）分接開關經(jīng)過幾年的運行，接觸點之間有碳化閃絡現(xiàn)象。（2）高低壓繞組之間的問題。（3）低壓導電桿內(nèi)部連接部位有問題，如裝配時連接不緊固或運行時間長，松動等。3.1.3故障檢查我們用絕緣棒一端抵在變壓器器身的下部，一端對著耳朵聽到變壓器內(nèi)部聲音異常，似有“吱吱”的放電聲，于是對變壓器重新送電，送一相不通，送上第二相仍無聲，送上第三相時才有響聲，確定為變壓器缺相。立即拉開低壓斷路器，針對故障現(xiàn)象進行了檢查，電源缺相、高低壓熔絲熔斷、零線斷接、配電設備接點虛接，都一一排除，唯有變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)了故障。立即填好搶修票，將變壓器退出運行，在變壓器兩側(cè)做好安全措施，對變壓器直流電阻進行檢測。根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析，故障發(fā)生在變壓器低壓側(cè)的中性點上，可能是因雷擊，加之該臺變壓器是一臺綜合變，三相負載不平衡經(jīng)常發(fā)生，Y0點在制造焊接上又是一個薄弱點。由于星點的斷開，造成了上述的故障現(xiàn)象。搶修負責人立即向所長匯報，隨即啟動迎峰度夏搶修預案，對此臺配電變壓器進行了更換。3.2防范措施雖然配電變壓器是一個故障機理復雜的設備，有相當一部分配電變壓器故障是完全可以避免的，只要加強平時的巡視檢查，嚴格按照規(guī)章制度辦事，就可以將配電變壓器故障消滅在萌芽狀態(tài)之中，具體就是要在運行前做好檢查測試和運行維護工作，確保配電變壓器的安全穩(wěn)定運行。（1）對配電變壓器定期進行負荷測量，及時三相負載不平衡和配電變壓器重載、過載的現(xiàn)象，通過分負荷或增容的方式解決此類問題。（2）加強配電變壓器防雷保護，定期測量變壓器接地電阻，容量100kVA及以上配電變壓器接地電阻要求不大于4Ω，容量100kVA以下時接地電阻要求不大于10Ω。日行巡視時檢查接地裝置的螺絲是否松動、銹蝕。（3）交接、大修、小修或設備運行異常時，按照標準要求對配電變壓器進行電氣試驗，絕緣電阻不低于出廠值的70%，通過絕緣電阻試驗結(jié)果與歷史情況或原始數(shù)據(jù)相比較，發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣隱患。進行直流電