電網配電變壓器的故障分析和預防措施

張慧敏 曹軍

摘要：在電力系統中，配電變壓器占據著至關重要的地位，其安全運行直接關系到配電線路的供電可靠性。一旦出現故障，將直接影響電網安全經濟運行，給人民群眾的正常生活帶來損失。本文分析了電網配電變壓器的故障原因，探討了電網配電變壓器的預防措施。

關鍵詞：電網配電變壓器；故障原因；預防措施

配電變壓器是電力主體設備，隨著系統容量和電網規模的擴大，配電變壓器故障給電網安全經濟運行帶來的影響越來越大。為確保其穩定運行，最基礎的工作就是做好日常檢查和檢測，對變壓器常見故障現象做出正確判斷分析，并及時采取針對性的運行和檢修預防措施，有著至關重要的作用。

一、電網配電變壓器的故障原因

1.繞組故障

電配電變壓器在長期過載運行的情況下，由于部分低壓線路維護不到位，使繞阻發熱使絕緣逐漸老化，容易造成匝間短路、相間短路或對地短故障的發生。發生短路時變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，線圈溫度迅速升高，導致絕緣老化，同時繞組受到較大電磁力矩作用，發生移位或變形，絕緣材料形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路。銅、鋁線質量不好，形成局部過熱，線圈絕緣受潮，系統短路使繞組造成的機械損傷，沖擊電流造成的機械損傷等當繞阻焊接不良，在大電流過熱及內部匝間短路引起的電動力作用下，會引起繞阻引線斷裂造成事故擴大。

2.過電壓

配電變壓器按規定要求必須在高、低壓側安裝合格的避雷器，以降低雷電過電壓、鐵磁諧振過電壓對變壓器高低壓線圈或套管的危害。主要有以下原因造成配電變壓器過電壓而損壞：①避雷器安裝試驗不符合要求，安裝避雷器一般是三只避雷器只有一點接地，在長期運行中由于年久失修、風吹雨打造成嚴重銹蝕，氣候變化及其它特殊情況造成接地點斷開或接觸不良，當遇有雷電過電壓或系統諧振過 電壓時，由于不能及時對大地進行泄流降壓因而擊穿變壓器；②只重視變壓器高壓側避雷器的安裝試驗，而輕視低壓側避雷器的安裝試驗，因變壓器低壓側不安裝避雷器，在變壓器低壓側遭雷擊時，產生逆變對變壓器高壓側線圈進行沖擊的同時，低壓側線圈也有損壞的可能。

3.分接開關

（1）分接開關裸露受潮。由于將軍帽、套管、分接開關、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開關長期裸露在空氣中，又因為配電變壓器的油標指示設在油枕中部，變壓器在運行中產生的碳化物受熱后又產生油焦等物質，容易將油標呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標內，在負荷、環境溫度變化時，油標管內的油位不變化，所以不容易被及時發現。

（2）高溫過熱。正常運行中的變壓器分接開關，長期浸在高于常溫的油中，會引起分接開關觸頭出現碳膜和油垢，引起觸頭發熱，觸頭發熱后又使彈簧壓力降低或出現零件變形等情況，又加劇了觸頭發熱，從而引起電弧短路，燒壞變壓器。

（3）本身缺陷。分接開關的質量差，存在結構不合理、壓力不夠、接觸不可靠、外部字輪位置與內部實際位置不完 一致等問題，引起動、靜觸頭不完全接觸，錯位的動、靜觸頭使兩抽頭之間的絕緣距離變小，引發相間短路或對地放電。

（4）人為原因。有的電工對無載調壓開關的原理不清楚，經常調壓不正確或不到位，導致動、靜觸頭部分接觸或錯位。

4.二次側短路

當電網配電變壓器發生二次側短路、接地等故障時，二次側將產生高于額定電流 20～30倍的短路電流，變壓器一次側必然要產生很大的電流來抵消二次側短路 電流的消磁作用，大電流在一方面使變壓器線圈內部將產生巨大機械應力，致使 圈壓縮，主副絕緣松動脫落、線圈變形。另一方面由于短路電流的存在，導致一、二次線圈溫度急劇升高，此時如果一、二次保險選擇不當或使用鋁銅絲代替，可能很快使變壓器線圈燒毀。

二、電網配電變壓器的預防措施

1.做好運行前的檢查測試

電網配電變壓器投運前必須進行現場檢測，1O00V和2500V兆歐表測量變壓器的一、二次繞組對地絕緣電阻（測量時，非被測量繞組接地），以及一、二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時的環境溫度。絕緣電阻的允許值沒有硬性規定，但應與歷史情況或原始數據相比較，不低于出廠值的70%（當被測變壓器的溫度與制造廠試驗時的溫度不同時，應換算到同一溫度再進行比較）。

2.認真檢查繞組

（1）匝間短路，吊心檢查，匝間短路處絕緣呈黑焦狀；測繞組直流電阻，三相電阻不平衡，短路相電阻小；在低壓繞組上施加10～20%的額定電壓試驗，損壞點會冒煙。一般在后天運行中匝間短路較少，因此應對新投運變壓器應加強聲音及電壓電流檢查，提早發現并處理。

（2）繞組對地短路，用搖表測量繞組對地絕緣電阻，如阻值為零或接近零則為接地相。吊心檢查有無雜物，繞組與鐵心間的絕緣套管、絕緣紙板有無損壞，繞組是否變形。試驗油的擊穿電壓值是否合格，應正確用保險絲的容量、接地電阻合格，定期緊固密封螺栓。

（3）相間短路，吊心外觀檢查，相間短路處絕緣呈黑焦狀；測繞組絕緣電阻，相間阻值為零或接近零；測量繞組直流電阻和變壓比，與出廠值和以往測量記錄做比較，即可判斷出繞組的損壞情況

3.合理配置避雷器，防止過電壓

（1）在配電變高壓側安裝HY5WS-17/50 型氧化鋅避雷器。在配變低壓側配電柜（箱）內裝設HYI5W- 0.28/1.3 型低壓金屬氧化物避雷器，這樣能有效防止低壓側線路落雷時，產生的正變換波對配變的影響，從而起到保護配變及其總計量裝置的作用。

（2）在配變的高壓側進線和低壓側出線第一、二、三基桿上的絕緣子鐵腳進行接地。當雷擊在該線路上時，雷電入侵波便通過這些絕緣子鐵撞圈腳接地絕緣薄弱點而引入大地，使進入配變繞組的過電壓幅值和陡度大大降低，起到削波減壓作用。

（3）降低桿塔的接地電阻，特別是有變壓器及避雷器的桿塔的接地電阻。一般而言，可以采用復合接地網來做，水平接地體在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地體則在水平接地體基礎上打入地中，深度一般2.5m，水平接地體一般采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×50mm×5mm的熱鍍鋅角鋼，接地引上線采10mm 圓鋼或40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼（推薦采用扁鋼接地）。

4.正確調節分接開關

變壓器分接開關的選擇開關，雖然在調壓過程 中不參與切斷負荷電流，但每一 次切換選擇，要求動、靜觸頭都必須可靠接觸，且接觸的壓力和面積滿足通過負荷電流的要求，故應采取如下步驟進行：無載調壓時，先將變壓器停運，測量一次繞組的直流電阻并做好記錄；打開分接開關罩，檢查檢查分接開關的檔位，扭動分接開關把手至所需的調整的檔位，測量分接開關變擋后一次繞組的直流電阻并做好記錄，對比兩次測量結果并檢查回路的完整性和三相電阻的均一性，檢查分接開關位置的正確性后并鎖緊，記錄分接開關變換情況，合格后恢復供電并測量變壓器低壓側電壓。

5.加強高低壓引線連接工藝

①加強巡視檢查，如發現引線接觸不良，及時緊固；②采用正確的連接工藝，如采用并帽法連接、銅鋁過渡連接、壓接，搪錫涂導電膏等措施；③采用新型線夾（接線端子），以增加接觸面，降低接觸電阻；④避免或減少過載運行，營造好的散熱環境等；⑤導電桿通過電流達200A 時，最直接方法，就是配變引線連接螺絲的引線加裝固定支架，確保安全距離。

總之，隨著設備管理標準化的不斷提高，對配電變壓器的運行提出了高標準、嚴要求的運行準則。因此，電網配電變壓器的故障問題能否得到及時、徹底的處理，也逐步成為衡量一個電力企業設備管理的重要技術指標。

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