農村配電變壓器異常的原因分析及處理

浦杰 國網江蘇省電力有限公司高郵市供電分公司

農村配電網是我國配網系統構成的重要組成部分，不僅具有復雜的運行環境條件，日常容易缺乏有效維護管理，這使得農村地區配變電系統中的電氣設備運行中更加容易出現一些異常情況。其中配電變壓器在農村地區擁有眾多數量，但是由于運行環境條件惡劣，容易受到嚴寒、高溫乃至雨雪等惡劣天氣影響，這使得它們在運行過程中更是非常容易出現運行故障。因此，如何有效處理這些農村配電變壓器運行中的異常問題值得深入討論。

一、發熱異常成因及處理策略

（一）分接開關接觸不良

如果配電變壓器在運行中發生分接開關發熱問題，那么造成這種情況的原因主要是因為接觸不良增加了接觸電阻而誘發局部過熱異常情況。而造成分接開關接觸不良的原因主要表現在如下幾個方面：一是接觸點部位的壓力不足，如螺栓擰固不牢（圖1）；二是分接開關接觸部位處堆積有油污，使得靜觸點與動觸點部位處伴有一層油泥模；三是開關接觸面部位處伴有接點熔傷問題；四是開關接觸位置和定位指示之間對應性不足，如在定位指示達到準確狀態時，分接開關的接觸點卻已經移開。如果分接開關伴有局部溫度過高問題，那么會嚴重威脅變壓器運行的安全性，進而可能會燒毀變壓器或加速油質劣化等。針對分接開關接觸不良誘發的異常溫度情況，要及時停運開展檢測，包括替換分接開關或者進行對應調整。

圖1 變壓器分接開關

（二）線圈匝間短路問題

線圈匝間短路問題主要是指相鄰線匝彼此出現了絕緣損壞而構成了一個閉合短路環流，同時也減少了該相線圈匝數。在這個閉合短路環流中的短路電流會形成高熱，甚至可能會燒毀變壓器。造成線圈匝間短路的成因包括：一是線圈制造工藝不良損傷了線圈的絕緣層，或者生產中留下了鐵刺或銅刺而損傷了絕緣層；二是在長久運行之后出現了絕緣老化問題，使導線相互連通；三是過負荷運行、油道堵塞等造成的局部高溫加速了絕緣老化。匝間短路問題主要出現在過電流或過電壓之后，匝間短路如果不嚴重那么一般很那發現。在短路匝部位處出現高熱問題期間，油表現為一種沸騰癥狀，并且在變壓器旁邊可以聽到類似于“咕嚕咕嚕”的聲音。在處理過程中，需要進行停電檢修，具體可以采取空載試驗來找到匝間短路問題的所在位置，又或者可以通過對直流電阻進行測量之后對三相不平衡度進行測算來進行判斷。

（三）鐵芯硅鋼片間短路

鐵芯硅鋼片之間出現短路問題也容易誘發異常變壓器發熱問題，造成這一問題的原因主要表現為：一是鐵芯主要是由彼此相互絕緣的硅鋼片構成，如果其存在絕緣老化或者外力損傷問題，那么都容易造成硅鋼片彼此之間的漆皮絕緣保護層受損，進而會增加渦流而誘發局部過熱問題，甚至可能會造成更為嚴重的熔傷問題。二是鐵芯所用的穿心螺桿本身會配備有絕緣套筒來使其同硅鋼片之間相互絕緣，但是在擰緊螺桿螺帽過程中倘若損傷了絕緣層，那么就容易使穿心螺桿出現絕緣不良問題，進而會造成鐵芯和螺桿之間出現短路回路而誘發了鐵芯局部過熱問題。三是變壓器內部存在鐵銹、焊渣或鋼鐵絲等一些金屬雜物，使得鐵芯出現了“多點接地”問題，這會使得硅鋼片之間出現較大電流而誘發局部過熱問題。而嚴重的局部鐵芯過熱問題還會升高油溫，降低油的閃光點，并使其顏色變深，以及發出焦糊氣味，這時候可以通過聞氣味以及配合色譜分析鐵芯短路問題，配合空載損耗試驗來檢測鐵芯故障點。

（四）靜觸頭與引線間的焊接問題

變壓器油主要是起到絕緣和冷卻作用。在正常運行期間，如果變壓器油溫突然升高，那么主要是內部過熱造成的，具體的成因包括鐵芯繞組匝間短路、鐵芯著火、內部螺絲出現松動，過負荷運行以及冷卻裝置異常等都可能會造成內部油溫升高。如果處理不及時，就可能會使變壓器出現著火，釀成火災事故。此外，熔絲具導電部位如果存在接觸不良問題，那么也會造成熔絲出現局部過熱熔斷問題，這也會誘發缺相運行問題，誘發運行過熱問題。

二、聲響異常成因及處理策略

在正常運行過程中，變壓器也會發出“嗡嗡”的聲音，但是聲音保持均勻性，這主要是因為變壓器線圈中的交流電通過中會在鐵芯當中形成以周期性改變為特征的磁力線，這使得變壓器自身出現了振動而發出聲響。如果變壓器在運行期間出現了不均勻的聲響或者其他一些異常聲音，那么都屬于異常運行情況。

造成變壓器異常運行聲響的原因也比較多，常見的主要包括如下幾種：一是伴有嚴重過負荷問題，使得變壓器內部出現了比較沉重的“嗡嗡”聲響；二是匝間短路使得短路部位處出現了比較嚴重的局部過熱問題，致使局部部位出現了類似于水燒開了的“咕嚕咕嚕”聲響，要特別注意這種聲響。三是個別零件伴有松動問題，鐵芯沒有被夾緊，致使硅鋼片出現了比較嚴重的振動聲響。四是系統存在短路或接地問題，使得繞組中因為大電流而出現過大噪聲。五是變壓器接有電弧爐等一些大負荷變化的動力設備或者其他能夠產生較大諧波電流的設備，那么在運行中也容易使變壓器發出類似“哇哇”的聲響。六是鐵磁諧振問題使得變壓器出現了忽細忽粗的聲響。七是引出線或繞組對變壓器外殼放電而誘發放電聲，或者鐵芯的接地線出現斷開問題而構成懸浮電位，這都會造成變壓器發出放電聲。八是內部存在接觸不良問題而造成放電打火，又或者分接開關因為存在不良接觸問題造成就發熱問題，使得線圈匝間短路發出了聲音。九是內部存在懸浮電位，致使變壓器內部出現“噼啪、噼啪”的放電聲響。如果出現這些異常聲響，那么要結合上述這些可能誘發異常聲響的成因來進行排查，并采取有效地一些應急處理措施。比如，在繞組導線擊穿或匝間短路造成異常聲響之后，需要及時開展停電處理避免進一步擴大相應的事故。

三、變壓器油異常成因及處理策略

（一）油位異常

在不存在滲漏油的情況下，變壓器油位的正常改變取決于變壓器油溫變化，因為油溫變化會對變壓器體積帶來直接影響，進而造成油標內油位出現下降或上升變化。而對變壓器油溫帶來影響的因素比較多包括冷卻設備運行情況、外部環境溫度以及運行負荷變化等。如果油位改變情況同這些因素之間存在不一致的情況，那么這時候就可能出現了假油位的情況，相應的誘因包括防爆管排氣孔或者油標管出現堵塞問題。如果油位過高，那么就會造成溢油問題，反之過低的油位則會使內部引出線和線圈等出現外裸露情況，這會誘發內部放電問題。特別是處于停用狀態下時，如果缺油問題比較嚴重，那么會因為線圈暴露而使其出現受潮問題，進而影響線圈的絕緣性能。造成缺油問題的成因包括：在放油之后沒有及時補充油；變壓器存在跑油或滲漏油問題；氣溫過低影響油枕儲油量，或者油枕本身設計容積過小而無法滿足規定的運行要求。所以在發現油位過高時要適量放出一定量的油，反之過低油位狀態下需要及時進行補油。

（二）油色異常

油色異常也是配電變壓器運行中比較多發的一種異常運行情況。在經過長時間過熱運行或者變壓器的殼體進水之后會吸收潮氣，進而會對油質質量帶來不利影響。如果是變壓器漏油造成的油位變低的時候，那么可以及時開展停電檢修，以及采取其他一些必要的應急處理措施。如果發現防爆管或油枕噴油異常時，要及時將變壓器電源切斷，避免相應的事故進一步擴大。而正常的變壓器油一般呈現為淡黃色且具有一定透明狀態，在經過一段時間運行之后會變成淡紅色。相關運行維護人員要注意對變壓器的油位計（圖2）進行經常檢查，認真觀察油標情況，如果發現油色變黑或異常加深，那么要注意對它們進行過濾處理或者進行再生處理。比如，在檢修變壓器過程中如果發現油色變暗問題，那么可能是出現了絕緣老化問題；如果油色出現變黑變化，并且伴有一定的焦糊味，那么可能是變壓器內部出現故障或者年久失修造成的，此時在處理過程中要及時停止變壓器運行，并采集油樣進行試驗測定，保證可以有效處理這種異常問題。

圖2 變壓器油位計

（三）油溫異常

在正常運行期間，如果配電變壓器本身的油溫高于平均油溫10℃以上，或者負載保持不變的情況下油溫持續上升，那么這時候可以判定配電變壓器出現了內部異常情況。造成油溫異常的原因主要包括如下幾個方面：過負荷運行，以及引線接頭發熱、分接開關接觸不良、繞組層間或匝間短路、鐵芯多點接地等內部故障都可能使變壓器運行中出現油溫異常情況。在實際的檢測中，要借助測溫儀對油溫進行測量，一旦油溫過高，那么要及時進行停運處理。比如，針對負荷變化誘發的油溫突然升高問題，可以通過對負荷進行調整來減弱油溫的升高變化。

四、結語

綜上所述，農村配電變壓器運行過程中的異常情況比較多，常見的包括聲響異常、發熱異常和變壓器油異常等等，并且每一種異常情況都有多種誘因，所以在實際的配電變壓器運行過程中要注意結合實際情況進行合理剖析問題，科學制定異常情況處理方案，這樣才能有效確保配電變壓器運行的可靠性與安全性。