10kV配電變壓器故障分析與診斷技術研究

蔣守欣 李健

【摘 要】在電網的安全運行中，10kV配電變壓器充當著重要的角色，它的運行是否正常應得到更加廣泛的關注，其中10kV配電變壓器擁有數量最多，關系10kV配電網是否可靠運行。10kV配電變壓器應用于國計民生的各個領域，遍布城鄉各個角落。但10kV配電變壓器運行條件差別較大，保護措施較少，故障發生的幾率高于其他供電設備。因此，需要重視10kV配電變壓器故障分析和診斷技術方面的研究，通過不斷提高設備運行維護技術，才能及時準確排除10kV配電變壓器故障，進一步提高10kV配電網運行的安全性和可靠性。基于此，本文就10kV配電變壓器故障分析與診斷技術做了簡單的探頭，以供相關人員參考。

【關鍵詞】變壓器；故障；分析；診斷；10kV配電網

1 10kV配電變壓器的變壓器運行結構原理

變壓器必須在正確使用的前提下，做好相關技術數據的了解，如以下數據內容所示：（1）字母和數字是型號的必要組成，其中字母表示不同的意思，如三相可以由S表示，單相可以由D表示，防爆可以由K表示，風冷可以由F表示。例如我國將一些高效節能的變壓器進行編號，如三程變壓器的系列就可以用S950010，S9表示，它是我國統一設計的具有高效節能性質的變壓器。變壓器的容量用500表示，一般單位可以用千伏安（kVA），高壓側的電壓用10表示，單位為千伏（kV）。（2）三相變壓器的接法可以用聯接組別表示，高低壓繞組線電壓也可以用聯接組別表示，兩者具有一定的相位關系。高壓繞繞組呈星形接法的形式可以用L2，Y表示，低壓繞組呈星形接法且有中線的形式可以用Ya表示，原二次線電壓的相位相同但是卻是可以用12表示。短路電壓是電壓降變壓力器形成的一個繞組短路，形成一個繞組軸人電壓，通過一次或者是二次的繞組，實現電流的二次繞組，最終將電流分別達到一定的額定值，短路電壓能夠實現輸入電壓的阻抗壓降。

2 10 kV配電變壓器故障案例分析

2.1 故障經過

2016 年 1 月 14 日 20：00，某供電所值班人員反饋，某臺區用戶失去采集數據，初步判斷臺區故障跳閘。搶修人員趕赴現場，發現該臺區變壓器箱體發黑，跌落式熔斷器、進出線電纜均無受損跡象。

2.2 故障分析

2.2.1 初步研判

如何根據變壓器故障現象、發生的原因，判斷故障類別、故障部位、故障的程度等是變壓器檢修試驗人員的基本技能，只有熟練掌握這些技能，才能第一時間判斷故障，才能及時、準確、無誤地排除故障。下面我結合自己的工作經驗粗淺的談一下變壓器的故障判斷方法：運行中的變壓器發生故障，往往是從變壓器的外部情況暴露出來的。這時對變壓器的故障判斷一般要分兩步。第一步：首先觀察運行中的變壓器外部異常現象。因為變壓器發生故障常伴隨著異常溫升、異常氣味、保護裝置報警聲及閃光，斷路器跳閘以及油箱發熱嚴重等異常情況的發生。用耳聽其聲、用眼觀其色、用鼻嗅其味、用手觸摸變壓器發熱嚴重的部位等方法，通過這樣可以估計故障的嚴重程度、性質和可能發生的部位。

2.2.2吊芯檢查

變壓器故障原因錯綜復雜、形式多樣化，為更準確、更直觀、更深層次地發現其故障原因，試驗人員對該變壓器進行吊芯檢查。檢查情況：變壓器油發黑，有焦糊氣味；變壓器器身上表面存在大量碳化及繞組融化后產生的銅瘤；變壓器低壓繞組B 銅排引線出頭與夾件之間有明顯放電痕跡；變壓器高壓繞組外觀良好，低壓繞組 C 相嚴重變形。

2.2.3 故障原因分析

根據吊芯數據分析，可以判定變壓器內部出現了短路，且短路后變壓器又經過了連續運行，直至銅箔在短路電流運行下，變形、絕緣大量擊穿而出現了更嚴重的短路。分析引起變壓器短路的原因可能為以下情況：由變壓器低壓 B 相繞組出頭銅排引線及彎板夾件之間的灼燒痕跡可以看出，該變壓器在運行過程中，其負載線路可能遭受過大氣過電壓（雷電）情況。當低壓輸電線路遭受雷擊時，雷電形成的過電壓會使低壓繞組對地產生放電，同時造成變壓器繞組的絕緣損傷，使變壓器繞組絕緣產生碳化，存在絕緣損傷的變壓器繼續運行，變壓器繞組絕緣會加速碳化，直至放電，最終造成絕緣擊穿、短路，從而引發故障。如果出現短路的變壓器繼續運行，繞組層間短路電流會非常大，變壓器繞組會發熱，溫度會急劇升高，繞組絕緣大量燒毀，使變壓器繞組出現更嚴重的短路。

2.3處理措施

根據上述情況，運維檢修人員迅速調撥庫存搶修變壓器進行搶修，并于次日凌晨 1 時恢復正常電力供應。經鑒定，事故變壓器已無再利用價值，返回倉庫列入廢舊物資處置計劃。城、農網中，配電變壓器是高壓電網與用戶端相連的最末級變電設備，由于其數量多、分布廣、環境復雜，因而配電變壓器遭受損壞的機會較多。通過智能配電網監控平臺的負荷觀測和對故障變壓器的吊芯試驗等技術手段的結合，分析、歸納、總結變壓器故障原因，將隱患排除在故障前，全面提高配電網可靠、安全運行水平。

3 10kV配電變壓器故障檢修技術

3.1 多向不平衡檢修技術

10kV配電變壓器多向不平衡是當前常見的一種故障，要是不及時進行修理，會導致變壓器運行存在很危險隱患。對于調整和破損操作要求，事先對容量進行設定。針對10kV配電變壓器破損配件，要減輕10kV配電變壓器對電力系統的負荷輸出。在10kV配電變壓器操作運行安全需的角度入手，以維護系統正常運行作為基礎，保證維護管理的有效性，才能保證正常的能源分配輸出，確保人們的日常生產與生活需要，維持經濟發展的能源恒定傳送。

3.2 10kV配電變壓器檢測技術

10kV配電變壓器應用過程中要是的合理檢查或有其他問題出現，都會導致滲油或者漏油的現象，對10kV配電系統穩定性和部件造成嚴重后果，損害能源設備。降低油位滲油及油量急劇減少，控制變壓器自身系統功率。針對滲油漏油的特殊性，必須做好基礎檢查工作，長期維護調整。在檢查過程中發現滲油漏油問題，馬上找到位置擰緊螺絲。對油的濃度質量進行檢查，并排查油質量是否下降或變質。如果油質量或油溫下降會出導致他類型的運行故障。

加強10kV配電變壓器運行系統過程中的監管操作工作，運用先進科學技術手段對變壓器進行實時監管，定期維修檢查，從而及時發現變壓器運行中處于的問題，及早地進行解決，保證變壓器高效穩定運行。可以引進科技設備，輸入變壓器常見的問題及解決措施，以便發現變壓器存在的問題，及時給出科學的解決方案。10kV配電變壓器要合理地分配工作強度，只有合理地優化分配并避免超負荷工作，根據供電所實際情況，進行科學合理地數量優化，明確優化配置10kV配電變壓器數量，才能真正地確保變電供電所運行順暢。

總之，通過對變壓器故障產生的原因分析，可以幫助我們更好的處理和排除故障，同時為了保證變壓器的安全運行，對常見故障發生的部位進行分類分析，有助于依據不同的故障類型，采取相應診斷與處理措施，才能不斷提高10kV配電網運行的可靠性，進而滿足社會生產和生活用電需求。

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（作者單位：國網安徽省電力有限公司蕭縣供電公司）