配电变压器故障类型及状态检修技术杨雁琳

配电变压器故障类型及状态检修技术杨雁琳

杨雁琳

国网山西省电力公司阳泉供电公司山西省阳泉市045000

摘要：配电变压器在配电系统中承担着电压变换、电能分配的重要任务，其安全可靠运行对保障配电系统的稳定运行具有重大意义。配电网的规划、建设和发展现状，导致配电变压器运行环境恶劣、变压器事故频发，且配电变压器的检修以计划检修为主，影响配电网的电能质量和供电可靠性，因此配电系统需要一种适合配电变压器状态检修的绕组故障在线诊断方法。由于现有的变压器绕组故障在线诊断方法不适合配电变压器绕组故障诊断且配电变压器绕组故障诊断缺少诊断依据及量化标准，因此本文正向计算绕组故障时变压器内部电磁参数及绕组末端电流和等效短路阻抗，建立绕组故障诊断依据及量化标准，并通过绕组末端电流电压信号计算绕组短路阻抗逆向诊断绕组故障的研究具有重要的意义。

关键词：配电变压器，绕组故障，在线诊断

引言

随着人民的生活水平提高,对供电可靠性的要求越来越高,国家电力建设开始逐渐重视配电网的安全性及可靠性。配电变压器做为配电网的主要电力设备,其安全可靠运行对配电网安全稳定运行的重要性也越发突出,因此需要加强配电变压器的运行维护,提早发现配电变压器故障,从而提高配电系统的安全可靠性。综合上述分析可知对配电变压器进行故障诊断具有重大意义。配电变压器数量众多、价格相对于主变压器较为低廉,除了少部分重要配电变压器需要进行在线监测外,一般采用巡检的方式对其进行故障诊断。由于其数量多,分布广,有必要寻求一种快速、方便的用于巡检的故障诊断方法。配电变压器在运行时会发出声音,声音包含了配电变压器大量状态信息,当配电变压器出现故障后其声信号也会相应发生改变。声信号的获取不一定要接触设备,使得采用声信号进行故障诊断具有传感器布置灵活、装置简单、对设备影响小、测量简单快捷等特点,适合于分布广、数量多的配电变压器故障诊断。但由于声信号通过空气采集,干扰声源会对诊断结果造成影响。配电变压器结构复杂,故障特征的提取及识别也是采用声信号对配电变压器进行故障诊断的难点。

1变压器常见故障类型及其原因

1.1磁路故障

一般变压器磁路出现的故障有以下几种原因：（1）穿芯螺栓的组成部件绝缘管被其他物体击穿、位移、破碎或不够长，会造成铁芯娃钢片短路，继而产生局部涡流；一旦两个以上的穿心螺栓发生这样的状况，就会产生短路胆，并产生严重的发热情况，整个铁芯都可能被烧毁。过热的状况也可能将绝缘的线段烧毁，使相邻的线路短路；（2）铁芯娃钢片发生损坏、老化，也会产生循环涡流，在这种情况下会过热，威胁绕组以及铁芯的安全；（3）当位于铁芯上的铁辄连接方式是对接时，一旦铁辄与铁芯柱之间的连接出现裂缝，就会有涡流产生而导致过热。

1.2绝缘系统的故障损坏

对于发生故障的绝缘体，其绝缘部分发生损坏的原因、形式也是很复杂的，一般有下列几种形式：（1）变压器绝缘部件破损的重要因素之一就是绝缘受潮。；（2）当变压器长时间处于负荷过长的时间时，因为缺少对绝缘系统的保护。容易引起绝缘油的老化。变压器的绝缘系统会加速老化。同时线上会附有油泥，容易引起电气的击穿；（3）因为变压器的结构密封不好而引起渗漏油；（4）受到振动频率、周围温度、材料性质的影响，造成渗漏油。

1.3绕组故障损坏

造成绕组破坏的原因是多样化的，而且各种因素之间是互相影响的通常情况下的故障原因如下：（1）目前的大型变压器采用的是纠结式或绕组式。这种结构有较多的接头，一旦在纠结线段间接触不良，会引起局部温度过高，导致绝缘系统受到损害，引起阻间出现故障；（2）当变压器的外部短路遭到破坏时，尤其是在近区出口发生短路冲击时，某一段绕组或多条绕组可能出现错位。虽然这种绕组立即发生击穿的概率不大，但变压器在运行时，会产生电磁力，导致铁芯螺栓发生松动，或由于变压器受到反复的冲击，使位于相邻错位匣间的绝缘体被击穿，引起绕组的错位，产生变形破损；（3）用绝缘塾块进行隔离的线段，构成了一个整体的变压绕组，加入变压绕组的裕度不足，会削弱绝缘垫的弹性，使整个绕组的完整性遭到破坏。在变压器带负荷的时间段，因为电磁力引起了严重的震动，造成绕组的导线发生错位，严重时引起电阻间的短路；（4）在电应力或电磁力的冲击之下，变压器会受到一定程度的负荷波动，也是极容易导致绕组破损的；（5）持续的变压器过负荷容易引起变压器的温度升高，导致绝缘体变脆，绝缘体最终会发生脱落、短路，损坏；（6）变压器的电压发生改变时，一旦外部的分接与内部不一致，就会造成分解错位。在操作时，如果分接调整不合理，会引起绕组的破坏。

2状态检修技术在变压器管理中的应用

2.1基础管理工作

基础工作是进行状态检修的管理。运行人员要做好对于变压器设备运用状况的记录，包括技术资料、相关会议记录、实验数据、出厂报告等。同时也要记录安装报告、铭牌阐述、巡检记录、运行资料等，还要掌握包括诊断性实验报告、技术改造资料、检修资料、反措实施等，对同一型号的有家族缺陷的设备要进行整理记录。

2.2开展变压器状态评价与状态检修

通过红外测温、智能检查等手段对变压器的运行状况进行检查，将设备的变化情况用曲线进行表示，同时对设备的运行状况进行评析，再通过加权平均的计算方法来检测设备的运行。对于变压器的运行状态，有正常、注意、异常和重大异常4种情况。正常状况指的是变压器处于稳定状态，数据符合相关要求；注意状态指的是变压器处于不稳定状态，多个指标均不在标准范围之内；异常状态指的是变压器出现指标的异常，虽然变压器可继续工作，但能发现其已脱离正常轨道；重大异常指的是变压器只能维持较差的运行状态，运行时间短，需立即停止变压器的运行。在状态评估中发现问题时，对于不涉及停电的进行检修并消缺；变压器在出现本体停电的情况时，根据计划工作进行有组织的消缺；发现重大缺失时，监视其发展趋势，发现问题立即处理，进行停电安排。

2.3变压器信息

收集变压器状态检修的相关信息，如下：（1）变压器运行状况。包括变压器中低压附近的短路电流的情况、短路的次数、变压器的负荷数据、变压器的温度变化、温度过高的情况、油色谱、接地线的腐蚀情况等；（2）对于变压器的情况进行巡视。巡视内容包括变压器的油位、是否漏油、油温情况，变压器在使用过程中的噪声、变压器的震动状况、是否表面产生腐蚀、以及呼吸器的情况等。（3）记录变压器的实验阶段的数据。数据记录包括变压器的直流电的测试、绕组电容量、短路绕组、油中水分、极化指数、铁芯绝缘电阻等。对上述数据进行分析；（4）变压器运行状况。变压器的绝缘管的情况、是否发生放电等；（5）记录变压器套管的实验阶段数据。数据记录包括绝缘管的电阻、红外的温度测量、油中含有的水分的含量等；（6）冷却系统的使用状况；（7）装有载调压分接开关的变压器的使用情况；（8）非电量保护的变压器的保护状况。

结语

综上所述，在配电站变压器运行管理过程中，利用状态检修技术可实时对变压器的运行状态进行分析和评测，降低设备检修工作量，提升管理效率，降低配电变压器检修成本，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]于涛，罗磊．变压器常见故障处理及日常维护[J].黑龙江科学，2017，（24）.

[2]赵云峰，张永强，聂德鑫，等．基于模糊和证据理论的变压器本体绝缘状态评估方法[J].电力系统保护与控制，2014，（23）.