10kV配電變壓器故障分析與診斷技術(shù)研究

1、10kV配電變壓器故障分析與診斷技術(shù)研究10kV配電變壓器故障分析與診斷技術(shù)討論 ：Adoi：10.19311/ki.1672-3198.2021.10.082 在我國(guó)電力配電網(wǎng)中，配電變壓器作為直接面向用電終端客戶(hù)供電的電力設(shè)備，也是電力公司電力供應(yīng)的主要設(shè)備，其中10kV配電變壓器擁有數(shù)量最多，關(guān)系配電網(wǎng)是否可靠運(yùn)行。10kV配電變壓器應(yīng)用于國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，遍布城鄉(xiāng)各個(gè)角落。但10kV配電變壓器運(yùn)行條件差異較大，愛(ài)護(hù)措施較少，故障發(fā)生的幾率高于其他供電設(shè)備。因此，需要重視10kV配電變壓器故障分析和診斷技術(shù)方面的討論，通過(guò)不斷提高設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，才能準(zhǔn)時(shí)精確排除10kV配電變壓器故障

2、，進(jìn)一步提高配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。1變壓器的用處電力變壓器簡(jiǎn)稱(chēng)變壓器是用于轉(zhuǎn)變溝通電壓大小的電氣設(shè)備。其依據(jù)電磁感應(yīng)原理，能夠?qū)崿F(xiàn)將某一級(jí)別的溝通電壓變換到另一級(jí)溝通電壓，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)所的用電需求，所以，變壓器在電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)中起著特別重要的作用。另一方面，由于受發(fā)電機(jī)的絕緣水平，發(fā)電機(jī)工作的輸出電壓通常為6.3KV，10.5KV或者20KV。這樣的低電壓很難滿(mǎn)足電能長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊?。因?yàn)閷?duì)功率肯定的電能進(jìn)行傳輸時(shí)，電壓越低，電流越大，過(guò)高的電流會(huì)導(dǎo)致輸送電能產(chǎn)生巨大的傳輸消耗。因此，只有通過(guò)升壓變壓器將發(fā)電機(jī)的端電壓提高到數(shù)萬(wàn)伏到數(shù)十萬(wàn)伏，以降低電力輸送中電流，削減傳輸線上的能量損

3、失，實(shí)如今不增加傳輸導(dǎo)線的橫截面狀況完成電能的長(zhǎng)距離傳輸，最大限度降低電能傳輸消耗。2配電變壓器發(fā)生故障緣由分析配電變壓器因多種緣由會(huì)導(dǎo)致其無(wú)法安全運(yùn)行，通過(guò)對(duì)工作總結(jié)也可以發(fā)覺(jué)，導(dǎo)致故障發(fā)生的主要緣由有以下幾點(diǎn)。2.1絕緣性能降低通過(guò)對(duì)過(guò)去的10年中在造成故障的起因分析，絕緣性能下降是導(dǎo)致配電變壓器故障的重要主因之一。由于變壓器絕緣老化，絕緣性能降低，極易因外部緣由導(dǎo)致故障的產(chǎn)生與擴(kuò)大。通常狀況下，變壓器的正常運(yùn)行時(shí)間應(yīng)為30-40年，有資料顯示，因絕緣性能降低，導(dǎo)致變壓器平均的使用壽命為17年左右，假如變壓器使用時(shí)間超過(guò)20年，其因絕緣性能降低導(dǎo)致故障發(fā)生明顯增加，無(wú)法保證供電網(wǎng)供電的可靠

4、性與安全性。2.2配電線路涌流線路涌流也常稱(chēng)為線路干擾，產(chǎn)生的主要緣由是誤操作、有載調(diào)壓分接頭拉弧、變壓器解并列等因素導(dǎo)致的閃絡(luò)、線路故障、操作過(guò)電壓、電壓峰值、其他輸配方面影響等配電網(wǎng)異樣狀況產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生故障。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)分析也可以看出，在變壓器故障中，這類(lèi)起因在變壓器故障中占有很大一部分的比例，因此，必需加以重視。2.3潮濕潮濕導(dǎo)致的變壓器故障主要是由于變壓器安裝和使用環(huán)境出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，如頂蓋滲漏、積水浸入、管道滲漏、水分沿配件或套管進(jìn)入油箱或者絕緣油中存在水分等。2.4雷電波沖擊變壓器遭受雷電波，常見(jiàn)于雷電多發(fā)季節(jié)或區(qū)域，如今通常狀況下，除非產(chǎn)生十分明顯的雷擊現(xiàn)象，一般都是會(huì)此類(lèi)

5、沖擊產(chǎn)生的故障按“線路涌流進(jìn)行處理。2.5維護(hù)、保養(yǎng)工作不到位維護(hù)、保養(yǎng)工作不到位，也易導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生故障，這方面產(chǎn)生緣由主要有變壓器初始安裝存在缺陷、變壓器愛(ài)護(hù)裝置缺失、冷卻劑泄漏、腐蝕、污垢未準(zhǔn)時(shí)清查等。2.6過(guò)載假如變壓器長(zhǎng)期工作于超過(guò)其設(shè)計(jì)功率的狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車(chē)現(xiàn)象，而過(guò)負(fù)荷又會(huì)導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)溫度升高，超出其設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度，過(guò)高的溫度對(duì)變壓器的絕緣產(chǎn)生破壞，進(jìn)而降低其絕緣性能，導(dǎo)致變壓器發(fā)故障。2.7連接不堅(jiān)固連接不堅(jiān)固可能產(chǎn)生于變壓器生產(chǎn)工藝和安裝的某一個(gè)環(huán)節(jié)，也可能因維護(hù)不到位所導(dǎo)致，也有的是因?yàn)樽儔浩鞑煌再|(zhì)金屬之間的不當(dāng)協(xié)作，有的是螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。而隨著電力設(shè)備

6、生產(chǎn)工藝和安裝工藝不斷提升，此類(lèi)現(xiàn)象在近些年有了很大改善，但仍需要給予充分的重視，尤其是重視設(shè)生產(chǎn)質(zhì)量的檢驗(yàn)、安裝驗(yàn)收、設(shè)備維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)。310kV配電變壓器的常見(jiàn)故障類(lèi)型3.1引線部位故障10kV配電變壓器故障發(fā)生的部位來(lái)分析，引線部位故障在10kV配電變壓器故障中占有最大比重。這方面故障主要是由于引線之間焊接不牢、軟銅片焊接不良、引線與接線銅柱下部連接不緊等導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)局部過(guò)熱或者開(kāi)焊等現(xiàn)象。引線部位經(jīng)常導(dǎo)致變壓器不能正常運(yùn)行，也極易因?yàn)槿嚯妷翰黄胶鈱?dǎo)致相關(guān)配電、用電設(shè)備燒毀，對(duì)配電安全運(yùn)行產(chǎn)生惡劣影響。3.2線圈故障這類(lèi)故障，經(jīng)常是因?yàn)樵O(shè)備制造工藝存在缺陷，有的是檢修工作不到位，有

7、的則是因?yàn)橛唾|(zhì)劣化、變壓器進(jìn)水受潮、絕緣性能下降等緣由導(dǎo)致。線圈故障一旦出現(xiàn)，往往伴隨出現(xiàn)油味焦臭、油枕噴油等現(xiàn)象。線圈故障一般發(fā)生在高壓側(cè)，有匝間短路、層間短路、線圈對(duì)地放電等故障現(xiàn)象。3.3鐵芯故障配電網(wǎng)中正常運(yùn)行中的變壓器在維護(hù)過(guò)程中不易發(fā)覺(jué)鐵芯故障，但鐵芯故障假如不能準(zhǔn)時(shí)排除，易導(dǎo)致油質(zhì)劣化，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器無(wú)法正常工作，鐵芯故障多因鐵軛穿芯螺桿的絕緣損壞而致。3.4分接開(kāi)關(guān)故障分接開(kāi)關(guān)故障伴隨觸頭部位過(guò)熱甚至產(chǎn)生電弧，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣油出現(xiàn)劇烈焦糊氣味。其故障主要分為觸頭燒壞、觸頭對(duì)地放電、接觸不良、觸頭間短路等。其產(chǎn)生緣由主要由于觸頭結(jié)垢、受潮或操作不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致，有的則是分接開(kāi)關(guān)本身制造質(zhì)

8、量存在問(wèn)題。 410kV配電變壓器的常見(jiàn)故障診斷通過(guò)對(duì)10kV配電變壓器常見(jiàn)故障類(lèi)型產(chǎn)生緣由進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)電工學(xué)問(wèn)，可以很精確的診斷變壓器故障。4.1引線部位故障診斷10kV配電變壓器發(fā)生故障后，通過(guò)對(duì)變壓器三相間直流電阻測(cè)量，假如發(fā)覺(jué)三相直流電阻不平衡值超過(guò)4%或者三相中某一相電阻值無(wú)限大，基本可以確定是引線部分故障。4.2線圈故障診斷10kV配電變壓器發(fā)生故障后，通過(guò)對(duì)變壓器直流電阻和絕緣電阻分別進(jìn)行測(cè)量，假如測(cè)量結(jié)果顯示直流電阻變大且不穩(wěn)定，同時(shí)絕緣電阻為零時(shí)，可以確定為線圈故障。4.3鐵芯故障在10kV配電變壓器的鐵芯故障中，最常見(jiàn)的是鐵芯多點(diǎn)接地，其故障發(fā)生后，導(dǎo)致變壓器鐵芯局部

9、短路過(guò)熱，有的甚至導(dǎo)致鐵芯局部燒損，從而釀成變壓器更換鐵芯硅鋼片的重大事故發(fā)生。再者，因?yàn)殍F芯的正常接地線也易產(chǎn)生環(huán)流，進(jìn)而導(dǎo)致10kV變壓器局部過(guò)熱，產(chǎn)生放電性故障。鐵芯多點(diǎn)接地故障的診斷相對(duì)比較冗雜，需要維護(hù)人員通過(guò)以下技術(shù)進(jìn)行診斷判別：第一，對(duì)鐵芯絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，假如測(cè)量的電阻值接近0或者等于0時(shí)，基本確定是鐵芯接地導(dǎo)致的故障。第二，對(duì)變壓器接地線中環(huán)流進(jìn)行監(jiān)視，主要是針對(duì)鐵芯或夾件通過(guò)小套管所導(dǎo)致的變壓器接地，通過(guò)對(duì)變壓器接地線有無(wú)環(huán)流進(jìn)行測(cè)量、觀看，假如發(fā)覺(jué)存在環(huán)流，則需要進(jìn)一步停運(yùn)變壓器，對(duì)鐵芯的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量來(lái)加以判別。第三，通過(guò)氣相色譜進(jìn)行分析診斷。此種診斷技術(shù)主要是利用對(duì)

10、油中含氣量的分析，作為變壓器鐵芯接地故障的診斷根據(jù)。發(fā)變壓器發(fā)生鐵芯接地故障時(shí)，根據(jù)“變壓器油中溶解氣體和推斷導(dǎo)則GB7252 87規(guī)定，油色譜分析數(shù)據(jù)有以下特征：總烴含量超過(guò)150L/L的留意數(shù)值，同時(shí)，甲烷C2H2和乙烯C2H4均未到達(dá)規(guī)定 5L/L留意值，含量極低或者不出現(xiàn)。假如發(fā)覺(jué)乙炔超出留意值，根據(jù)相關(guān)技術(shù)分析，變壓器鐵芯接地故障很可能是動(dòng)態(tài)接地。為了更精確診斷和判定鐵芯是否為多點(diǎn)接地，則需要將氣相色譜分析法與前面兩種方法相結(jié)合，才更具有科學(xué)性，也更精確。4.4分接開(kāi)關(guān)故障診斷10kV配電變壓器發(fā)生故障時(shí)，為了更精確判定是否為分接開(kāi)關(guān)故障，對(duì)分接開(kāi)關(guān)的分接頭直流電阻進(jìn)行測(cè)量，分接頭直流電阻出現(xiàn)不平衡，可判定為個(gè)別觸頭