配电变压器故障分析及防范措施

配电变压器故障分析及防范措施

(江苏省委办公厅后勤服务中心动力设备科江苏南京210013)

摘要:文章首先对配电变压器常见故障展开深入分析,而后进一步以此作为基础,就如何切实展开针对性的故障防范工作加以讨论。

关键字:配电变压器;故障;分析

配电变压器,简称“配变”,指配电系统中负责实现电压升降的变电设备。目前在我国电力系统中,多将低压35kV已下电力线路归入配网的范畴,因此对应的配变也确定在这个范围之内。这种工作特征很容易确定出配变面对的环境,即更为贴近电力消费端的工作环境,以及其工作环境中更多不可预测的影响力。除此以外配变相对而言在技术上更为落后,也缺乏充足的维护力量。在这样的背景之下,谨慎而深入地分析配电变压器常见故障并且加以防范,对于配网系统的稳定运行意义重大。

一、配电变压器常见故障分析

对于配电变压器而言,保持其稳定工作是当前配网运维工作人员所关注的核心问题之一。但是对于配变而言,其面对的是复杂的工作环境,在这样的环境中,能够对其工作状态形成影响的因素不胜枚举,想要对每一个影响因素进行控制,在实际工作中并不可能。因此对于配网运维工作人员而言,首要的问题是要对配变常见问题以及故障进行总结和归纳,通过这种方式来实现对于配变工作稳定性的提升。

相关统计数据表明,当前存在于配变工作中的首要三个故障,为雷击、绝缘断路故障以及低压断线故障。三种故障分别有不同的表现特征,并且从形成原因上也会表现出对应的特点。对于雷击而言,多发生在雷电季节,其发生相对而言比其他故障更容易辨认。配变雷击损坏都是高压侧发生绝缘击穿放电引起,造成单相接地,甚至引起相间短路或者严重烧损。被雷击损坏的配变,外部有损伤、涨鼓等特征,并且绝缘电阻明显降低。发生雷击故障的主要原因,大多是避雷器系统本身的失效,造成防雷保护作用削弱。尤其是对于缺乏必要维护工作的边缘地区而言,老式的管型避雷器仍然在服役,这些避雷器很容易出现炭化常造成闪络接地故障,甚至爆裂损坏失效。除此以外,部分阀型避雷器由于长期受各种过电压阀片过热的影响而失效;目前的复合氧化锌避雷器的连接部位会成为关键问题,长期遭受累积的情况下会造成负荷绝缘密封处的破坏,进一步引起内部受潮后锌片失效导致避雷器失效。

对于因为内部绝缘损伤,而导致的短路故障而言,通常在外部表现为喷油、高温烧损现象,变压器内的油色变黑,且有焦味。对受到此种损伤的避雷器进行绝缘电阻检查,并不能确定其故障成因,因为电阻表现并不一定为低结果,有时候同样会出现高电阻的状态。造成此种问题的原因比较多,不像雷击灾害那样原因明显。当配电变压器高、低压熔丝选择不当的时候,在低压侧外部短路发生的时候,就会起不到保护的作用。而当配变长期处于高负荷的情况下,内部绕组绝缘就容易发生老化,降低绝缘油质量,此时如果配变遭受外部短路冲击,防过压时极容易发生内部短路故障。除此以外,当配变内部绝缘受潮的时候,如果存在过电压,也会造成绝缘的击穿从而造成短路的发生。

最后,低压断线故障多发生于变压器低压侧的接线柱与低压引线接处,多表现为局部过热,产生绝缘油氧化问题。如果不加干预,会进一步产生包括发热、跳火等问题,进一步加剧接线柱过热问题,最终破坏绝缘,造成短路烧断问题发生。造成此种故障的原因主要有两个方面,一是设备线夹与配电变压器低压接线柱接触状况不佳而造成的发热,进一步形成对其附近的绝缘造成损伤;其二则是对设备线头选择失误,没有采用铜铝过镀设备线头,而是直接将铝线接到配变铜接线柱上,此种情况下,经过一段时间的运行会产生接触面氧化层,最终形成接触不良并且发热。

二、切实加强配变故障防范

通过上文的分析可以确定,想要切实推进配变运行状态,首先应当对这些常见的故障成因进行排除和处理。

雷击作为最突出的配变故障成因,其根本在于未能合理配备有效的避雷器,因此对于这一类故障的防范,重点就放置于避雷系统的建设领域。对避雷器的选择应与线路额定电压相符,二者相差太多,都无法形成有效的雷击防范保护。目前常用的金属氧化锌避雷器,相对于管型和阀型避雷器的性能都略胜一筹,同时性价比良好,但是应当注意在安装前进行预防试验。对于地网方面的建设,应按《电力设备预防试验规程》规定的项目和周期进行检查,确定接地阻值正常,对于无法达标的地网应当及时展开整改。对于避雷器的引下线而言,同样需要依据规程进行配置,并且确保其与地网之间保持良好的连通性。还应当在雷雨季节之前,对引下线进行考察,如果出现锈蚀问题,及时维护更换。对于比较潮湿的地区,在接地线引上段及接地体连线应选用镀锌的圆钢直径12mm或者扁钢40×4进行连接,并且对于各连接处同样应阿党注意加强防腐处理。最后,还应当注意在变压器低压测定安装避雷器。防雷保护不完善很容易为变压器招致雷击,因此应当在变压器侧安装避雷器完善高低压防雷系统。

对于配变内部短路故障方面的防范,则需要重点从两个方面加强建设。其一,注意熔丝的合理配备,采用复合标准的高低压熔丝,严禁采用铜铝线代替熔丝进行工作。对于低压配网环境而言,其覆盖范围大,并且贴近电力消费环境,环境中的树木杂物众多,因此接地短路时有发生,在这种情况下,主要依靠高低压熔断器的熔丝配合保护。依据现有的运行经验,高压侧的熔丝规格可以依据负荷进行计算,或者依据配变额定电压的1.5-2.0倍数进行确定。其二,注意配网环境中负荷的合理分配,避免单相或三相长期过负荷的情况发生,对于此种情况,应当严格遵守规定,即配电变压器的不平衡中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%。但是考虑到配网环境复杂的具体状况,可以考虑选用大一级的配变进行配电支持,借此减少单相长时间过负荷的情况,避免因此而产生温度升高而对配变形成损伤。

最后,在防范低压断线故障领域,可以选用的方案相对比较明确。可以考虑采用压缩型设备线夹,确定连接的多个部分之间的稳定特征。对于曾经广泛使用的螺栓梅花型端子应当全面淘汰,引入更为稳定的连接结构。还应当注重使用铜铝过渡相连接的方式进行配变接线,避免因为氧化而造成发热。除此以外,配电变压器扩容后,如果导线容量不够应重新选用符合的导线。

三、结论

配电变压器是配网工作的一稳定展开的重要核心设备,其价值不容忽视。配网本身工作环境复杂,想要全面控制影响配变的每一个影响因素,难度必然可想而知。因此实际工作中首先应当对影响配变稳定工作的几个主要因素展开分析并且加以防范,才能取得良好效果。

参考文献

[1]徐名通.电力变压器的运行和检修[M].中国水利电力出版社,2010.

[2]赵家礼.变压器故障诊断与修理[M].北京机械工业出版社,2012.

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