农村配电变压器异常的原因分析及处理

2021-09-18浦杰国网江苏省电力有限公司高邮市供电分公司

环球市场 2021年26期

浦杰国网江苏省电力有限公司高邮市供电分公司

农村配电网是我国配网系统构成的重要组成部分，不仅具有复杂的运行环境条件，日常容易缺乏有效维护管理，这使得农村地区配变电系统中的电气设备运行中更加容易出现一些异常情况。其中配电变压器在农村地区拥有众多数量，但是由于运行环境条件恶劣，容易受到严寒、高温乃至雨雪等恶劣天气影响，这使得它们在运行过程中更是非常容易出现运行故障。因此，如何有效处理这些农村配电变压器运行中的异常问题值得深入讨论。

一、发热异常成因及处理策略

（一）分接开关接触不良

如果配电变压器在运行中发生分接开关发热问题，那么造成这种情况的原因主要是因为接触不良增加了接触电阻而诱发局部过热异常情况。而造成分接开关接触不良的原因主要表现在如下几个方面：一是接触点部位的压力不足，如螺栓拧固不牢（图1）；二是分接开关接触部位处堆积有油污，使得静触点与动触点部位处伴有一层油泥模；三是开关接触面部位处伴有接点熔伤问题；四是开关接触位置和定位指示之间对应性不足，如在定位指示达到准确状态时，分接开关的接触点却已经移开。如果分接开关伴有局部温度过高问题，那么会严重威胁变压器运行的安全性，进而可能会烧毁变压器或加速油质劣化等。针对分接开关接触不良诱发的异常温度情况，要及时停运开展检测，包括替换分接开关或者进行对应调整。

图1 变压器分接开关

（二）线圈匝间短路问题

线圈匝间短路问题主要是指相邻线匝彼此出现了绝缘损坏而构成了一个闭合短路环流，同时也减少了该相线圈匝数。在这个闭合短路环流中的短路电流会形成高热，甚至可能会烧毁变压器。造成线圈匝间短路的成因包括：一是线圈制造工艺不良损伤了线圈的绝缘层，或者生产中留下了铁刺或铜刺而损伤了绝缘层；二是在长久运行之后出现了绝缘老化问题，使导线相互连通；三是过负荷运行、油道堵塞等造成的局部高温加速了绝缘老化。匝间短路问题主要出现在过电流或过电压之后，匝间短路如果不严重那么一般很那发现。在短路匝部位处出现高热问题期间，油表现为一种沸腾症状，并且在变压器旁边可以听到类似于“咕噜咕噜”的声音。在处理过程中，需要进行停电检修，具体可以采取空载试验来找到匝间短路问题的所在位置，又或者可以通过对直流电阻进行测量之后对三相不平衡度进行测算来进行判断。

（三）铁芯硅钢片间短路

铁芯硅钢片之间出现短路问题也容易诱发异常变压器发热问题，造成这一问题的原因主要表现为：一是铁芯主要是由彼此相互绝缘的硅钢片构成，如果其存在绝缘老化或者外力损伤问题，那么都容易造成硅钢片彼此之间的漆皮绝缘保护层受损，进而会增加涡流而诱发局部过热问题，甚至可能会造成更为严重的熔伤问题。二是铁芯所用的穿心螺杆本身会配备有绝缘套筒来使其同硅钢片之间相互绝缘，但是在拧紧螺杆螺帽过程中倘若损伤了绝缘层，那么就容易使穿心螺杆出现绝缘不良问题，进而会造成铁芯和螺杆之间出现短路回路而诱发了铁芯局部过热问题。三是变压器内部存在铁锈、焊渣或钢铁丝等一些金属杂物，使得铁芯出现了“多点接地”问题，这会使得硅钢片之间出现较大电流而诱发局部过热问题。而严重的局部铁芯过热问题还会升高油温，降低油的闪光点，并使其颜色变深，以及发出焦糊气味，这时候可以通过闻气味以及配合色谱分析铁芯短路问题，配合空载损耗试验来检测铁芯故障点。

（四）静触头与引线间的焊接问题

变压器油主要是起到绝缘和冷却作用。在正常运行期间，如果变压器油温突然升高，那么主要是内部过热造成的，具体的成因包括铁芯绕组匝间短路、铁芯着火、内部螺丝出现松动，过负荷运行以及冷却装置异常等都可能会造成内部油温升高。如果处理不及时，就可能会使变压器出现着火，酿成火灾事故。此外，熔丝具导电部位如果存在接触不良问题，那么也会造成熔丝出现局部过热熔断问题，这也会诱发缺相运行问题，诱发运行过热问题。

二、声响异常成因及处理策略

在正常运行过程中，变压器也会发出“嗡嗡”的声音，但是声音保持均匀性，这主要是因为变压器线圈中的交流电通过中会在铁芯当中形成以周期性改变为特征的磁力线，这使得变压器自身出现了振动而发出声响。如果变压器在运行期间出现了不均匀的声响或者其他一些异常声音，那么都属于异常运行情况。

造成变压器异常运行声响的原因也比较多，常见的主要包括如下几种：一是伴有严重过负荷问题，使得变压器内部出现了比较沉重的“嗡嗡”声响；二是匝间短路使得短路部位处出现了比较严重的局部过热问题，致使局部部位出现了类似于水烧开了的“咕噜咕噜”声响，要特别注意这种声响。三是个别零件伴有松动问题，铁芯没有被夹紧，致使硅钢片出现了比较严重的振动声响。四是系统存在短路或接地问题，使得绕组中因为大电流而出现过大噪声。五是变压器接有电弧炉等一些大负荷变化的动力设备或者其他能够产生较大谐波电流的设备，那么在运行中也容易使变压器发出类似“哇哇”的声响。六是铁磁谐振问题使得变压器出现了忽细忽粗的声响。七是引出线或绕组对变压器外壳放电而诱发放电声，或者铁芯的接地线出现断开问题而构成悬浮电位，这都会造成变压器发出放电声。八是内部存在接触不良问题而造成放电打火，又或者分接开关因为存在不良接触问题造成就发热问题，使得线圈匝间短路发出了声音。九是内部存在悬浮电位，致使变压器内部出现“噼啪、噼啪”的放电声响。如果出现这些异常声响，那么要结合上述这些可能诱发异常声响的成因来进行排查，并采取有效地一些应急处理措施。比如，在绕组导线击穿或匝间短路造成异常声响之后，需要及时开展停电处理避免进一步扩大相应的事故。

三、变压器油异常成因及处理策略

（一）油位异常

在不存在渗漏油的情况下，变压器油位的正常改变取决于变压器油温变化，因为油温变化会对变压器体积带来直接影响，进而造成油标内油位出现下降或上升变化。而对变压器油温带来影响的因素比较多包括冷却设备运行情况、外部环境温度以及运行负荷变化等。如果油位改变情况同这些因素之间存在不一致的情况，那么这时候就可能出现了假油位的情况，相应的诱因包括防爆管排气孔或者油标管出现堵塞问题。如果油位过高，那么就会造成溢油问题，反之过低的油位则会使内部引出线和线圈等出现外裸露情况，这会诱发内部放电问题。特别是处于停用状态下时，如果缺油问题比较严重，那么会因为线圈暴露而使其出现受潮问题，进而影响线圈的绝缘性能。造成缺油问题的成因包括：在放油之后没有及时补充油；变压器存在跑油或渗漏油问题；气温过低影响油枕储油量，或者油枕本身设计容积过小而无法满足规定的运行要求。所以在发现油位过高时要适量放出一定量的油，反之过低油位状态下需要及时进行补油。

（二）油色异常

油色异常也是配电变压器运行中比较多发的一种异常运行情况。在经过长时间过热运行或者变压器的壳体进水之后会吸收潮气，进而会对油质质量带来不利影响。如果是变压器漏油造成的油位变低的时候，那么可以及时开展停电检修，以及采取其他一些必要的应急处理措施。如果发现防爆管或油枕喷油异常时，要及时将变压器电源切断，避免相应的事故进一步扩大。而正常的变压器油一般呈现为淡黄色且具有一定透明状态，在经过一段时间运行之后会变成淡红色。相关运行维护人员要注意对变压器的油位计（图2）进行经常检查，认真观察油标情况，如果发现油色变黑或异常加深，那么要注意对它们进行过滤处理或者进行再生处理。比如，在检修变压器过程中如果发现油色变暗问题，那么可能是出现了绝缘老化问题；如果油色出现变黑变化，并且伴有一定的焦糊味，那么可能是变压器内部出现故障或者年久失修造成的，此时在处理过程中要及时停止变压器运行，并采集油样进行试验测定，保证可以有效处理这种异常问题。

图2 变压器油位计

（三）油温异常

在正常运行期间，如果配电变压器本身的油温高于平均油温10℃以上，或者负载保持不变的情况下油温持续上升，那么这时候可以判定配电变压器出现了内部异常情况。造成油温异常的原因主要包括如下几个方面：过负荷运行，以及引线接头发热、分接开关接触不良、绕组层间或匝间短路、铁芯多点接地等内部故障都可能使变压器运行中出现油温异常情况。在实际的检测中，要借助测温仪对油温进行测量，一旦油温过高，那么要及时进行停运处理。比如，针对负荷变化诱发的油温突然升高问题，可以通过对负荷进行调整来减弱油温的升高变化。