配電變壓器常見故障原因分析與排除方案
近年來，許多配電變壓器，由于使用過程中不注意對變壓器維護保養(yǎng)，加上有的變壓器缺乏必要的保護措施，造成故障不斷，同時也使一些本來很小的故障擴大，影響了企業(yè)生產(chǎn)及群眾生活。因此，作者分析并總結(jié)一些配電變壓器發(fā)生故障的原因與排除方案，以供參考。
1 內(nèi)部原因
1.1 鐵芯故障
鐵芯故障主要包括：鐵芯多點接地，穿心螺桿與鐵芯間的絕緣損壞，鐵芯表面局部被金屬物件短接，以及硅鋼片表面的絕緣漆由于運行時間過長，導致絕緣老化破損。拓普電氣認為這些故障都會造成片面連間連接、形成環(huán)流引起局部發(fā)熱，甚至引起鐵芯局部熔毀。當鐵芯出現(xiàn)接地連片斷裂故障時，鐵芯處于帶電繞組對地的高壓電場中，由于電容耦合，使鐵芯具有一定的電位導致鐵芯對接地件放電，造成局部過熱。因此應定期檢查變壓器鐵芯的絕緣狀況，如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值低于試驗規(guī)程的規(guī)定值時，應及時進行處理。
1.2 油質(zhì)劣化，油量過少
變壓器油在長期運行過程中受溫度、空氣、電場影響，固體絕緣材料及銅鐵受其催化作用，易造成變壓器油氧化，在變壓器油中生成膠質(zhì)，瀝青質(zhì)及其它不容于水的物質(zhì)，造成絕緣強度降低。此外高低壓套管的橡膠密封件的破損，呼吸器內(nèi)的吸濕劑的飽和以及油箱材質(zhì)不良，有砂眼、法蘭邊變形等造成水分混入油中影響變壓器油的濃度，降低到一定值時就會發(fā)生短路，同時由于漏油造成油面下降，油面下降到一定程度時會造成繞阻短路故障。因此，應定期檢測油質(zhì)和油位，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止事故擴大。
1.3 繞阻故障
變壓器在長期過載運行的情況下，由于繞阻發(fā)熱使絕緣逐漸老化，容易造成匝間短路，相間短路或?qū)Φ囟搪饭收系陌l(fā)生。當繞阻焊接不良，在大電流過熱及內(nèi)部匝間短路引起的電動力作用下，會引起繞阻引線斷裂造成事故擴大。因此，應定期對繞阻進行絕緣電阻及直流電阻的測試，及時發(fā)現(xiàn)故障避免事故擴大。同時也應在變壓器低壓配電盤上安裝三相電流表，檢測負載電流及其變化，負載率一般在85%~95%為宜，不允許過載運行。
1.4 分接開關故障
常見的有接觸不良引起發(fā)熱燒壞分接開關、相間觸頭放電或各觸頭放電。引起上述故障的原因是：連接螺絲松動，制造工藝不良，彈簧壓力不足及觸頭表面贓污氧化，使觸頭接觸電阻增大，通過大電流時發(fā)熱燒壞。分接頭絕緣受潮造成絕緣不良，在過電壓下會引起擊穿。因此應定期把分接開關來回轉(zhuǎn)動幾次除去氧化膜和油污的影響，并且在調(diào)好分接開關后，測量直流電阻來檢測開關是否接觸良好，必要時應測量分接頭絕緣電阻檢查是否受潮。
2 外部原因
2.1 高低壓引線接觸不良
如果裝配變壓器時引線沒有緊固，或長期運行時，受振動及熱脹冷縮的影響，造成螺栓松動而發(fā)生接觸不良，引起局部過熱，會造成導電桿發(fā)熱，甚至燒熔。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，所產(chǎn)生的高溫電弧會使內(nèi)部引線燒斷，同時使絕緣油劇烈分解造成事故。所以應定期檢查引線接觸情況，用測溫儀測量接點溫度。
2.2 鹽塵及金屬粉塵對高壓套管的影響
在化工廠冶煉單位附近的變壓器，由于工廠排放的廢氣中含有鹽及大量的金屬粉塵，很容易吸附在變壓器高壓套管上，當天氣陰雨潮濕時，鹽塵溶解于水形成導電體造成高壓引線對變壓器油箱放電，強烈電弧會引起套管炸裂、油箱損壞。因此在變壓器運行過程中，應定期清掃、擦洗變壓器高壓套管。
2.3 過電壓的影響
變壓器的高壓側(cè)進線，大多由架空線引來，很容易遭到雷擊。此外，由于斷路器的正常操作、系統(tǒng)設備故障或其它原因使系統(tǒng)參數(shù)變化，引起電網(wǎng)內(nèi)部電磁能量的轉(zhuǎn)化，出現(xiàn)異常電壓升高，會危及變壓器內(nèi)部絕緣，甚至燒毀變壓器。因此，應在變壓器高低壓側(cè)均裝設避雷器，并在雷雨季節(jié)來臨前對其進行檢測。
2.4 接地不符合要求
配電變壓器一般低壓側(cè)采用中性點接地方式，當負載不平衡時，中性點會流過較大電流，如果接地線連接不好，接觸電阻過大，會被燒斷，導致中性點電位位移，危及用戶電器設備安全。因此應經(jīng)常檢查接地線、點是否完整和牢固，并定期測試接地電阻。容量在100kVA以上的變壓器應不大于4Ω，容量在100kVA以下的應不大于10Ω。當接地電阻超過標準時可采用增加接地體或使用降阻劑的方法來降低接地電阻。
2.5 負載短路或接地
當變壓器發(fā)生短路或接地時，變壓器承受相當大的短路電流，內(nèi)部巨大的電動力會使繞組變形及油質(zhì)劣化。因此應安裝短路保護，一般在高壓側(cè)采用跌落式熔斷器，低壓側(cè)采用空氣斷路器。熔斷器的熔絲選擇應合理，保證變壓器內(nèi)部短路時能熔斷，低壓側(cè)短路或過載時空氣斷路器能跳開。
總之，配電變壓器為供電系統(tǒng)中重要的電氣設備，應經(jīng)常檢查維護。對變壓器的異常保持警惕，可以預防事故的擴大，避免不必要的經(jīng)濟損失。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司
1 內(nèi)部原因
1.1 鐵芯故障
鐵芯故障主要包括：鐵芯多點接地，穿心螺桿與鐵芯間的絕緣損壞，鐵芯表面局部被金屬物件短接，以及硅鋼片表面的絕緣漆由于運行時間過長，導致絕緣老化破損。拓普電氣認為這些故障都會造成片面連間連接、形成環(huán)流引起局部發(fā)熱，甚至引起鐵芯局部熔毀。當鐵芯出現(xiàn)接地連片斷裂故障時，鐵芯處于帶電繞組對地的高壓電場中，由于電容耦合，使鐵芯具有一定的電位導致鐵芯對接地件放電，造成局部過熱。因此應定期檢查變壓器鐵芯的絕緣狀況，如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值低于試驗規(guī)程的規(guī)定值時，應及時進行處理。
1.2 油質(zhì)劣化，油量過少
變壓器油在長期運行過程中受溫度、空氣、電場影響，固體絕緣材料及銅鐵受其催化作用，易造成變壓器油氧化，在變壓器油中生成膠質(zhì)，瀝青質(zhì)及其它不容于水的物質(zhì)，造成絕緣強度降低。此外高低壓套管的橡膠密封件的破損，呼吸器內(nèi)的吸濕劑的飽和以及油箱材質(zhì)不良，有砂眼、法蘭邊變形等造成水分混入油中影響變壓器油的濃度，降低到一定值時就會發(fā)生短路，同時由于漏油造成油面下降，油面下降到一定程度時會造成繞阻短路故障。因此，應定期檢測油質(zhì)和油位，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止事故擴大。
1.3 繞阻故障
變壓器在長期過載運行的情況下，由于繞阻發(fā)熱使絕緣逐漸老化，容易造成匝間短路，相間短路或?qū)Φ囟搪饭收系陌l(fā)生。當繞阻焊接不良，在大電流過熱及內(nèi)部匝間短路引起的電動力作用下，會引起繞阻引線斷裂造成事故擴大。因此，應定期對繞阻進行絕緣電阻及直流電阻的測試，及時發(fā)現(xiàn)故障避免事故擴大。同時也應在變壓器低壓配電盤上安裝三相電流表，檢測負載電流及其變化，負載率一般在85%~95%為宜，不允許過載運行。
1.4 分接開關故障
常見的有接觸不良引起發(fā)熱燒壞分接開關、相間觸頭放電或各觸頭放電。引起上述故障的原因是：連接螺絲松動，制造工藝不良，彈簧壓力不足及觸頭表面贓污氧化，使觸頭接觸電阻增大，通過大電流時發(fā)熱燒壞。分接頭絕緣受潮造成絕緣不良，在過電壓下會引起擊穿。因此應定期把分接開關來回轉(zhuǎn)動幾次除去氧化膜和油污的影響，并且在調(diào)好分接開關后，測量直流電阻來檢測開關是否接觸良好，必要時應測量分接頭絕緣電阻檢查是否受潮。
2 外部原因
2.1 高低壓引線接觸不良
如果裝配變壓器時引線沒有緊固，或長期運行時，受振動及熱脹冷縮的影響，造成螺栓松動而發(fā)生接觸不良，引起局部過熱，會造成導電桿發(fā)熱，甚至燒熔。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，所產(chǎn)生的高溫電弧會使內(nèi)部引線燒斷，同時使絕緣油劇烈分解造成事故。所以應定期檢查引線接觸情況，用測溫儀測量接點溫度。
2.2 鹽塵及金屬粉塵對高壓套管的影響
在化工廠冶煉單位附近的變壓器，由于工廠排放的廢氣中含有鹽及大量的金屬粉塵，很容易吸附在變壓器高壓套管上，當天氣陰雨潮濕時，鹽塵溶解于水形成導電體造成高壓引線對變壓器油箱放電，強烈電弧會引起套管炸裂、油箱損壞。因此在變壓器運行過程中，應定期清掃、擦洗變壓器高壓套管。
2.3 過電壓的影響
變壓器的高壓側(cè)進線，大多由架空線引來，很容易遭到雷擊。此外，由于斷路器的正常操作、系統(tǒng)設備故障或其它原因使系統(tǒng)參數(shù)變化，引起電網(wǎng)內(nèi)部電磁能量的轉(zhuǎn)化，出現(xiàn)異常電壓升高，會危及變壓器內(nèi)部絕緣，甚至燒毀變壓器。因此，應在變壓器高低壓側(cè)均裝設避雷器，并在雷雨季節(jié)來臨前對其進行檢測。
2.4 接地不符合要求
配電變壓器一般低壓側(cè)采用中性點接地方式，當負載不平衡時，中性點會流過較大電流，如果接地線連接不好，接觸電阻過大，會被燒斷，導致中性點電位位移，危及用戶電器設備安全。因此應經(jīng)常檢查接地線、點是否完整和牢固，并定期測試接地電阻。容量在100kVA以上的變壓器應不大于4Ω，容量在100kVA以下的應不大于10Ω。當接地電阻超過標準時可采用增加接地體或使用降阻劑的方法來降低接地電阻。
2.5 負載短路或接地
當變壓器發(fā)生短路或接地時，變壓器承受相當大的短路電流，內(nèi)部巨大的電動力會使繞組變形及油質(zhì)劣化。因此應安裝短路保護，一般在高壓側(cè)采用跌落式熔斷器，低壓側(cè)采用空氣斷路器。熔斷器的熔絲選擇應合理，保證變壓器內(nèi)部短路時能熔斷，低壓側(cè)短路或過載時空氣斷路器能跳開。
總之，配電變壓器為供電系統(tǒng)中重要的電氣設備，應經(jīng)常檢查維護。對變壓器的異常保持警惕，可以預防事故的擴大，避免不必要的經(jīng)濟損失。
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