10kV變壓器狀態檢修與故障分析

（廣東電網公司南海供電局,廣東 佛山 528000）

10kV變壓器狀態檢修與故障分析

李樹梁

（廣東電網公司南海供電局,廣東 佛山 528000）

變壓器作為電力系統中重要的電能轉換裝置，在供電系統中占有重要的地位。變壓器作為變電站中工作時間最長的設備，在運行過程中會出現很多異常狀況和故障，這些故障將直接影響到電網運行的安全性和可靠性，因此對變壓器進行狀態檢修和故障排除顯的非常重要。本文對10kV變壓器狀態檢修與相關故障進行了分析。

10kV變壓器;狀態檢修;故障分析

引言

隨著我國國民經濟和工業的快速發展，對電網運行的可靠性和電能質量有了更高的要求。變壓器作為電能電壓等級的轉換裝置對電網的安全運行具有重要的影響。10kV變壓器作為變電站的重要組成部分，對其進行合理的檢修能夠提高電網運行的安全性和可靠性。

一、10kV變壓器的狀態檢修

1 狀態檢修的定義及重要意義

變壓器狀態檢修是指一種以設備監測、診斷、評估提供的狀態信息為依據的預防性檢修。檢修是綜合了輸變電設備所有技術及管理的行為，包括為保持或恢復到它能執行所要求的功能狀態所需的監督管理。變壓器的狀態檢修是基于一種科學合理的分析方式的基礎之上，綜合了各種檢測分析設備的狀態，并且以評估結果為依據最終得出檢修策略的綜合性檢修方式。這種檢修方式不僅能夠節約成本，延長變壓器的年檢周期，而且提高了變壓器運行的可靠性。

與傳統的定期檢查相比較，10kV變壓器狀態檢修能夠24小時實時的對變壓器運行狀態進行監控。同時該種變壓器檢測方式保證了每項檢測工作的必要性，避免了人力和物力的浪費，節約了相關的資源和時間，并且提高了10kV變壓器運行的可靠性。現階段10kV變壓器檢修需要投入大量的人力和物力，但是檢修效果也只是一般。據美國電力研究院（EPRI）和工業電力設備維護公司（CSI）的統計數據表明：在電力系統實施適當的狀態檢修可以提高變壓器可用率2%～10%，節約檢修費用25%～30%，延長變壓器壽命10%～15%。

另外，根據廣東佛山某供電公司的數據可知，在未對變電站采取狀態檢修前，需要對變電站檢修預試，進行頻繁的倒母線操作等，平均每年由此發生誤操作事故在一起以上，自從采取了狀態檢修后未發生過一起誤操作事故，并且每年預試中10kV—110 kV設備的檢缺率明顯降低，檢缺率只有千分之一到千分之二。

二、10kV變壓器常見故障分析

變壓器的故障分為外部故障和內部故障兩種。外部故障一般是指故障發生在變壓器的外部，比如絕緣套管發生破裂等故障。內部故障是指發生在變壓器內部的故障，比如變壓器繞組間短路，繞組線圈匝間短路等等。其次還會因為變壓器在制作過程中制作流程不合理，制作工藝不合格，繞組無法被緊密的壓制在一起導致變壓器在工作過程中會出現繞組變形從而使得絕緣出現損壞。另外變壓器絕緣油與空氣接觸時間過程會使油出現酸化現象使得絕緣效果降低，變壓器絕緣油內如果混入水分則會導致絕緣油出現劣化。

1繞組故障。變壓器繞組接地、繞組的匝間短路、繞組斷線以及繞組出頭接頭開焊等故障均屬于變壓器繞組故障。很多原因均會造成變壓器繞組出現以上所述類型的故障。比如變壓器在運行過程中有雜物落入繞組里面的話就會使得變壓器繞組溫度升高以致絕緣出現老化或者是損壞，遺留下缺陷。

2變壓器鐵芯故障。變壓器鐵輪的夾緊螺桿或者是鐵芯柱的穿心螺桿的絕緣損壞會引起變壓器的鐵芯故障。當10kV變壓器的鐵芯發生故障時，會使得變壓器的鐵片和螺桿短路，從而使得鐵片和螺桿之間產生環流生成大量的熱，最終使得鐵芯中的疊片絕緣介質融化發生損壞，從而導致絕緣介質發生惡劣化。

變壓器在運行過程中如果已經判定鐵芯發生了故障，需要及時的對故障進行排除。在進行故障檢測時首先應當測量變壓器各相繞組之間的電阻，如果各個繞組間的直流電阻的阻值相差很大說明是繞組之間的故障。接著對變壓器鐵芯的外觀進行檢驗測量，測量其絕緣電阻，如果損壞非常的嚴重則需要進行更換鐵芯。

3 變壓器瓦斯保護故障。。變壓器的主保護普遍均采用瓦斯保護，瓦斯保護又分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護，瓦斯保護在工作過程中也會出現一些故障。下面介紹兩種瓦斯保護誤動作原因及相應的處理措施。（1）輕瓦斯保護出現報警信號。當變壓器內部的保護回路出現故障，變壓器內部進入水分或者是內部元件未牢固固定均會出現該故障。一旦出現輕瓦斯故障信號，應該在瓦斯繼電器處采集氣樣并送往試驗單位進行分析。（2）重瓦斯保護動作。一般情況下只有變壓器內部出現嚴重故障時，會導致變壓器油在段時間內分解出現大量氣體。當變壓器出現重瓦斯保護動作時，應當立即將備用變壓器投入使用，同時對出現故障的變壓器進行檢修。首先應當對故障變壓器的外殼進行檢查，檢查外殼有沒有出現損壞，有沒有出現變形焊接處是否有裂紋。最后要將故障氣體取樣進行分析。如果經過詳細的檢查發現不是變壓器內部故障，則有可能是外側的斷路器出現故障跳閘引起的，此時應當及時檢查外部保護裝置。

三、10kv變壓器狀態檢修與故障實例分析

某10kV變電站的總容量為30MVA，10kV進線為兩回，6kV出現為6回。其中10kV和6kV母線回路采用單母線分段式連接方式。

1故障情況。該站在#2主變壓器停電實驗過程中發現10kV套管出現電容超標現象，因此通知廠家進行更換套管。在更換套管時向變壓器內注入了80斤變壓器油。在變壓器再次投入運行后，按照規程采用色譜跟蹤法對絕緣油進行分析。分析結果顯示，變壓器油中總烴以及氫氣的含量異常上升。采取措施是多次取樣進行分析，并加強對設備狀況的監測。

2 故障檢查。采用由色譜分析、紅外測溫和鐵芯接地測試等狀態檢測技術對變壓器的運行狀態進行分析，最終確定故障原因。首先對變壓器油進行色譜分析，經過檢測分析發現乙烯是主要成分，因此可以判斷變壓器的內部存在著過熱的現象。接著進行鐵芯接地電流測試，測試電流為62mA未超過規定上限100mA值，因此不存在鐵芯過熱的情況。綜合以上兩組測試數據可知，變壓器的故障應該是回路接觸不良。

接著對10kV側的調壓開關和10kV、6kV側的出線和導電桿連接點進行測試。將變壓器油放出后檢查10kV側的調壓開關，發現變壓器三相觸頭都有不同程度的燒傷狀況。將設備停電，進行10kV直流電阻測試實驗經過測試發生三相不平衡度為52%，因此綜合以上所有

檢測結果可知故障區域在10kV側的調壓開關附近。

3故障分析及采取措施。將10kV側的調壓開關拆開分析發現，調壓開關的觸頭部位的彈簧壓力不夠，導致接觸不良從而使得接觸部位發熱，另外調壓開關采用的材料質量不過關，設計工藝均不能滿足要求。

針對以上原因，要求廠家更換相關元件，并且對另一臺變壓器及時的采取預試措施。變壓器修復后對變壓器每周取油三次，開展油務情況跟蹤分析等狀態檢測工作，防止類似故障再次發生。

結語

變壓器作為變電站中最重要的變電設備之一，它的安全運行將直接影響到電網的安全運行。雖然變壓器本身具有很多的保護措施，但是由于變壓器內部結構復雜，電網對電能的需求在時刻變化導致變壓器在工作運行中會出現各種各樣的異常現象，變壓器故障率較高。傳統的變壓器檢修方法已經無法滿足現階段對設備可靠性的要求。本文對10kV變壓器狀態檢修與相關故障進行了實例分析，變壓器狀態檢修不僅能夠節約成本跟能夠有效的提高設備運行的可靠性，保證電網的安全運行。

[1]董杰．10kV變壓器檢修與維護研究[J]．技術探討，2012，6（238）：141-142．

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