配電變壓器運行及故障檢修

李繼紅

山東華魯恒升化工股份有限公司 山東 德州 253024

引言

在電力系統中，配電變壓器是非常重要的電氣設備之一，其運行安全性對整個電力系統工作連續穩定運行具有直接的影響。配電變壓器經濟運行是現階段電網建設和管理中的重點內容，為了達到這種目標就需要積極探索配電變壓器經濟運行控制方式，并對自動投切裝置深入研究和合理選擇，從而來實現電能損耗的控制。

1 配電系統檢修的意義

1.1 保證用電安全

電力的推廣和普及，雖然極大地提高了人們的生活質量，方便了企業的生產經營，但從另一個角度看，電力在日常使用中也存在著隱藏的安全隱患。在城郊地區偶爾出現的停電情況，其原因就是城區供電壓力過大，導致其他地區出現配電線路掉閘或線路負荷過大，導致電線燒毀的情況。在此背景下，優化檢修流程與技術，可確保電力系統穩定運行及電力安全。

1.2 提升工作效率

目前，電力已經應用到生活的各個方面，同時，電網的發展速度也在不斷提高，因此，供電設備的數量也在直線上升。然而，從事變電檢修工作的職工人數卻沒有增加。因此，原有員工承擔的工作量將會大大增加。盡管在目前的電力系統中，已經初步實現了可以提高檢修效率的紅外線和帶電檢測功能，但仍然需要定期對設備進行檢修，造成人員工作時間延長或檢修質量差的情況，從而使電力設備能否平穩運行，提高運行成本也成為一個未知數。在這種背景下，優化檢修流程，不僅能提高工作效率，而且能提高檢修質量，降低運行費用[1]。

1.3 確保供電的可靠性

雖然城市電網結構較為完善，很少出現停電現象，但農村地區卻偶有發生停電情況，因而供電可靠性較低。其原因是配電線路掉閘，或者是設備正在進行或預計進行檢修。當前我國對電力設備仍實行定期檢修制度，沒有做到按設備狀態進行檢修，若要保證供電的可靠性，必須改進檢修管理模式，優化檢修流程。

2 配電變壓器經濟運行的方式

2.1 并列運行的經濟運行

此并列運行的方式中，需要滿足下列條件，首先要求繞組聯結存在一樣的組別；其次，變壓器具有一樣的變比；再次，短路的阻抗要盡可能接近，且要求差值維持在5%內，這樣才能夠確保兩變壓器間具有良好負載依據的容量比有效分配，避免其中一臺出現過載或輕載等情況，實現對兩變壓器具有容量的有效利用；最后，要求容量不能有過大的相差性。在配電網中，常用兩臺數量雙繞組的變壓器實施并列地運行，因此文章就對兩臺并列地運行中雙繞組的變壓器所實現經濟性運行的情況實施分析。

2.2 分列運行的經濟運行

對變壓器分列運行主要是各臺的變壓器針對不同的負載情況實施供電。此運行方式下，想要實現變壓器的經濟運行，是對二次側呈現聯絡分列的變壓器根據不同的運行情況分析其具有的損耗，而針對不同的負載情況確定與選取綜合損耗小的方式運行。對分列運行，一般用兩臺數量雙繞組的變壓器實現，因此文章就針對這樣的變壓器在分列運行中的經濟性進行分析。按照國家相關標準，對此類的變壓器，若總負載沒有發生變化，要對共用的一變壓器和兩變壓器的分列運行實施經濟性運行對比分析[2]。

3 配電變壓器運行現狀

我國配電網存在配電變壓器年故障臺數多、運行數據監測不全面，無法支持電網智能化的問題。以國家電網公司為例，現有配電變壓器約500萬臺，雖然通過產品質量提升、定期運維檢查等手段，配電變壓器的故障率已經大幅下降，但其設備基數不斷增大，每年發生故障的數量仍然較多，給一線運維人員帶來較大工作量。同時，配電變壓器一旦發生故障，將影響工農業生產和人民的正常生活，甚至帶來巨大經濟損失。

其主要表現在以下幾個方面：

配套通信手段不足，欠缺配電變壓器運行狀態實時監測數據，無法支撐云平臺大數據智能化應用。配電變壓器的運行數據及狀態感知，主要依靠營銷的抄表系統，數據準確性和實時性差。配用電系統位于電力系統的末端，特別在用電環節，存在大量的感知空白，無法支撐配電物聯網建設。

配電變壓器配套傳感器欠缺，無法有效實現對配電變壓器運行狀態的監測。配電變壓器缺少對整個變壓器運行狀態的全方位信息檢測能力(溫升、內部壓力、低油位、高低壓側進出線電氣量等)，無法實時感知變壓器運行狀態及進行全壽命評估。針對配電變壓器重過載和低電壓運行等異常狀態，無法及時預警。10kV柱上變臺的配電變壓器雖然配置有低油位顯示和壓力釋放閥等裝置，但是并不具備數據上傳功能。

配電變壓器數量多、自動化水平低、運維效率低。配電變壓器是配電運維、檢修的重要內容。多年來，由于受維護手段及感知診斷技術的限制，對配網設備一直沿用“到期必修”的定期檢修制度，不能客觀反映設備的自身質量和運行工況等實際情況，既缺乏合理性和科學性，又具有很大的盲目性，其結果不是維修過剩，就是維修不足。

針對配電變壓器防盜、防竊電以及資產管理等方面無法做到準確及時處理。對于電力設施的防護，尤其配電變壓器的防盜、防竊電，目前現有的技術手段不足以支撐這方面的需求[3]。

4 變壓器故障分析

變壓器是變電站中較易出現故障的部件，每當變壓器的用電量過大時相應的變壓器就會因無法承受相應的電量而被損壞，除用電量過大外，相應的配件因素等也會導致變壓器無法正常運行。通常將變壓器故障分為四類：箱內故障、箱外故障、變壓器異常及異響。一般故障的含義為：變壓器油箱內發生故障，主要有匝間短路、相間短路、繞組接地線等；變壓器油箱外發生故障，由于絕緣套管老化等原因造成接地短路、中性點接地或匝間短路等故障造成過電流；變壓器內部絕緣損壞造成局部放電，促使油液分解。其次，絕緣損傷導致局部短路，造成高溫環境和油質的過度氧化；變壓器產生異響。主要是由于貼片厚度不均、雜質進入變壓器、鐵芯出現松動等原因造成的。

5 對于配電變壓器常見故障檢修方法

5.1 遵循變壓器維護原則

考慮變壓器運行特點，建議工作人員要重點關注變壓器運行過程中容易發熱的部件，比如：金屬部件、鐵芯等，若這些部位發熱，則會影響變壓器的運行狀態，出現熱量損耗，降低使用效率。工作人員可以根據變壓器的運行實際需求，查看大型整流變壓器電流過載數據，及時發現隱患，針對隱患問題進行處理，采取相應保護措施，從而維護變壓器運行狀態，維護電力系統的穩定運行。

5.2 配電變壓器鐵芯故障處理方法

一般情況下，配電變壓器的關鍵部件在運行過程中容易發生故障，因此，在對變壓器鐵芯方面的故障進行處理時，可以首先對吊芯進行檢查，經過詳細檢查后對鐵芯具體故障進行了解，確定的確是鐵芯出現故障時，對鐵芯損壞部位進行涂漆，根據鐵芯故障的實際情況采用合理科學的技術進行恰當面積的涂漆。在對故障進行處理后，對配電變壓器進行調試運行，避免配電變壓器發生意外。

5.3 配電變壓器分接開關故障處理方法

分接開關故障是配電變壓器運行過程中極為常見的故障之一。分接開關故障發生概率極高，對配電變壓器的安全運行造成極大的影響，分接開關出現故障因素存在于兩個方面：第一，分接開關部位絕緣板接觸存在不良情況時，或者分接開關的焊接質量沒有達到標準，也會導致接觸不良，從而導致故障發生；第二，分接開關安裝位置螺絲沒有擰緊，導致故障發生。對于較為嚴重的接觸不良問題，需要對絕緣板進行更換；對于分接開關螺絲松動只需將螺絲擰緊即可。

5.4 配電變壓器接地不良處理方法

當配電變壓器接地安裝不規范或不合理時，很容易發生雷擊故障，目前常見接地不良主要有兩個方面：第一，變壓器的避雷裝置存在故障問題，造成電阻升高；第二，配電變壓器低壓側沒有安裝避雷裝置，當雷電擊中變壓器后，會直接造成變壓器損壞。針對以上兩個問題，對于接地不良問題進行處理的過程中，相關的工作人員首先需要對接地線路阻值進行測量，并對造成接地線路阻值增加的原因進行分析，根據實際情況，結合設備要求，對設備進行調整，或者重新排線，并安裝避雷裝置。

5.5 落實安全管理制度，加強現場預防措施

履行安全生產主體責任，供電企業安全生產管理機構以及安全生產管理人員按照《中華人民共和國安全生產法》第二十條所列項目逐一履行職責，對本單位本轄區安全生產工作進行有效的監督。加強防外力破壞巡視，對作業現場開展隱患排查治理，及時消除生產安全事故隱患。制定巡視重點區域、重點用戶以及防外破應急預案，對涉及保護電力設施、電力安全等工程進行現場講解，保證宣傳到位，告知到位，并做好相關圖文記錄、檔案留存。

5.6 加大電氣設備運行的巡視和檢修力度

整個電氣設備在運行過程中極易出現一些小問題，這些問題不經過仔細檢查是無法發現的，不及時處理這些問題就會導致變電站出現嚴重的安全事故，因此一定要加強定期的檢查和維修工作，要不斷地對工作人員進行相應的安全方面的培訓，使他們能全面細心地進行相應的檢查，及時發現問題、解決問題。除了對一些容易出現故障的部位進行檢修外，還要對相應計量表等設備進行檢查，如發現存在讀數不準確等情況要及時進行原因排查，發現問題后及時進行記錄，為之后的工作提供相應的依據。除加強對檢修工作人員要求外，變電站還應大力發展相應的電子監控系統，通過電子系統對相應變電站進行全面實時的監控，這樣可及時發現相應的故障并進行處理，同時還減少了相應的人力投入。檢修和巡查過程中，要根據之前的經驗和變電站設備的具體情況進行有重點的排查檢修。例如對一些重要設備和較易出問題的設備要減少相應檢修間隔，或是全程不斷進行觀察，這樣可在很大程度上避免一些重大事故的出現。

5.7 加強變壓器正常運行狀態維護

在日常工作中，建議工作人員加強對變壓器非故障運行狀態中的維護與保養工作，定期檢修變壓器內部結構與部件，制定不定期抽查方案，及時發現變壓器的內部部件質量問題，提前檢修。在檢修時，需要提前停電，同時記錄變壓器停止工作之前的絕緣電阻數據參數與油溫參數，作為分析變壓器運行狀態的主要依據。建議工作人員每隔一段時間進行變壓器檢查，檢查變壓器外部情況，查看是否出現異響，觀察引線之間的連接情況，隨時檢查油箱、油枕、套管油位、油色等情況，定期清潔套管、查看變壓器溫度、查看變壓器散熱情況，查看各個零部件是否存在破損、查看風機是否老化等，及時更新老化零部件，以此延長變壓器使用周期，做好日常維護工作。

6 結束語

因為配電變壓器的運行環境原因，隨時可能出現各種安全隱患，為確保配電變壓器的正常運行，減少電力輸送過程中安全風險的發生，需要相關的管理人員加強對于配電變壓器的維護工作，對于存在的安全隱患進行及時的調整，對已發生的安全故障采用專業的技術手段解決。