配电变压器运行及故障检修

2021-12-26李继红

科学与信息化 2021年28期

李继红

山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州 253024

引言

在电力系统中，配电变压器是非常重要的电气设备之一，其运行安全性对整个电力系统工作连续稳定运行具有直接的影响。配电变压器经济运行是现阶段电网建设和管理中的重点内容，为了达到这种目标就需要积极探索配电变压器经济运行控制方式，并对自动投切装置深入研究和合理选择，从而来实现电能损耗的控制。

1 配电系统检修的意义

1.1 保证用电安全

电力的推广和普及，虽然极大地提高了人们的生活质量，方便了企业的生产经营，但从另一个角度看，电力在日常使用中也存在着隐藏的安全隐患。在城郊地区偶尔出现的停电情况，其原因就是城区供电压力过大，导致其他地区出现配电线路掉闸或线路负荷过大，导致电线烧毁的情况。在此背景下，优化检修流程与技术，可确保电力系统稳定运行及电力安全。

1.2 提升工作效率

目前，电力已经应用到生活的各个方面，同时，电网的发展速度也在不断提高，因此，供电设备的数量也在直线上升。然而，从事变电检修工作的职工人数却没有增加。因此，原有员工承担的工作量将会大大增加。尽管在目前的电力系统中，已经初步实现了可以提高检修效率的红外线和带电检测功能，但仍然需要定期对设备进行检修，造成人员工作时间延长或检修质量差的情况，从而使电力设备能否平稳运行，提高运行成本也成为一个未知数。在这种背景下，优化检修流程，不仅能提高工作效率，而且能提高检修质量，降低运行费用[1]。

1.3 确保供电的可靠性

虽然城市电网结构较为完善，很少出现停电现象，但农村地区却偶有发生停电情况，因而供电可靠性较低。其原因是配电线路掉闸，或者是设备正在进行或预计进行检修。当前我国对电力设备仍实行定期检修制度，没有做到按设备状态进行检修，若要保证供电的可靠性，必须改进检修管理模式，优化检修流程。

2 配电变压器经济运行的方式

2.1 并列运行的经济运行

此并列运行的方式中，需要满足下列条件，首先要求绕组联结存在一样的组别；其次，变压器具有一样的变比；再次，短路的阻抗要尽可能接近，且要求差值维持在5%内，这样才能够确保两变压器间具有良好负载依据的容量比有效分配，避免其中一台出现过载或轻载等情况，实现对两变压器具有容量的有效利用；最后，要求容量不能有过大的相差性。在配电网中，常用两台数量双绕组的变压器实施并列地运行，因此文章就对两台并列地运行中双绕组的变压器所实现经济性运行的情况实施分析。

2.2 分列运行的经济运行

对变压器分列运行主要是各台的变压器针对不同的负载情况实施供电。此运行方式下，想要实现变压器的经济运行，是对二次侧呈现联络分列的变压器根据不同的运行情况分析其具有的损耗，而针对不同的负载情况确定与选取综合损耗小的方式运行。对分列运行，一般用两台数量双绕组的变压器实现，因此文章就针对这样的变压器在分列运行中的经济性进行分析。按照国家相关标准，对此类的变压器，若总负载没有发生变化，要对共用的一变压器和两变压器的分列运行实施经济性运行对比分析[2]。

3 配电变压器运行现状

我国配电网存在配电变压器年故障台数多、运行数据监测不全面，无法支持电网智能化的问题。以国家电网公司为例，现有配电变压器约500万台，虽然通过产品质量提升、定期运维检查等手段，配电变压器的故障率已经大幅下降，但其设备基数不断增大，每年发生故障的数量仍然较多，给一线运维人员带来较大工作量。同时，配电变压器一旦发生故障，将影响工农业生产和人民的正常生活，甚至带来巨大经济损失。

其主要表现在以下几个方面：

配套通信手段不足，欠缺配电变压器运行状态实时监测数据，无法支撑云平台大数据智能化应用。配电变压器的运行数据及状态感知，主要依靠营销的抄表系统，数据准确性和实时性差。配用电系统位于电力系统的末端，特别在用电环节，存在大量的感知空白，无法支撑配电物联网建设。

配电变压器配套传感器欠缺，无法有效实现对配电变压器运行状态的监测。配电变压器缺少对整个变压器运行状态的全方位信息检测能力(温升、内部压力、低油位、高低压侧进出线电气量等)，无法实时感知变压器运行状态及进行全寿命评估。针对配电变压器重过载和低电压运行等异常状态，无法及时预警。10kV柱上变台的配电变压器虽然配置有低油位显示和压力释放阀等装置，但是并不具备数据上传功能。

配电变压器数量多、自动化水平低、运维效率低。配电变压器是配电运维、检修的重要内容。多年来，由于受维护手段及感知诊断技术的限制，对配网设备一直沿用“到期必修”的定期检修制度，不能客观反映设备的自身质量和运行工况等实际情况，既缺乏合理性和科学性，又具有很大的盲目性，其结果不是维修过剩，就是维修不足。

针对配电变压器防盗、防窃电以及资产管理等方面无法做到准确及时处理。对于电力设施的防护，尤其配电变压器的防盗、防窃电，目前现有的技术手段不足以支撑这方面的需求[3]。

4 变压器故障分析

变压器是变电站中较易出现故障的部件，每当变压器的用电量过大时相应的变压器就会因无法承受相应的电量而被损坏，除用电量过大外，相应的配件因素等也会导致变压器无法正常运行。通常将变压器故障分为四类：箱内故障、箱外故障、变压器异常及异响。一般故障的含义为：变压器油箱内发生故障，主要有匝间短路、相间短路、绕组接地线等；变压器油箱外发生故障，由于绝缘套管老化等原因造成接地短路、中性点接地或匝间短路等故障造成过电流；变压器内部绝缘损坏造成局部放电，促使油液分解。其次，绝缘损伤导致局部短路，造成高温环境和油质的过度氧化；变压器产生异响。主要是由于贴片厚度不均、杂质进入变压器、铁芯出现松动等原因造成的。

5 对于配电变压器常见故障检修方法

5.1 遵循变压器维护原则

考虑变压器运行特点，建议工作人员要重点关注变压器运行过程中容易发热的部件，比如：金属部件、铁芯等，若这些部位发热，则会影响变压器的运行状态，出现热量损耗，降低使用效率。工作人员可以根据变压器的运行实际需求，查看大型整流变压器电流过载数据，及时发现隐患，针对隐患问题进行处理，采取相应保护措施，从而维护变压器运行状态，维护电力系统的稳定运行。

5.2 配电变压器铁芯故障处理方法

一般情况下，配电变压器的关键部件在运行过程中容易发生故障，因此，在对变压器铁芯方面的故障进行处理时，可以首先对吊芯进行检查，经过详细检查后对铁芯具体故障进行了解，确定的确是铁芯出现故障时，对铁芯损坏部位进行涂漆，根据铁芯故障的实际情况采用合理科学的技术进行恰当面积的涂漆。在对故障进行处理后，对配电变压器进行调试运行，避免配电变压器发生意外。

5.3 配电变压器分接开关故障处理方法

分接开关故障是配电变压器运行过程中极为常见的故障之一。分接开关故障发生概率极高，对配电变压器的安全运行造成极大的影响，分接开关出现故障因素存在于两个方面：第一，分接开关部位绝缘板接触存在不良情况时，或者分接开关的焊接质量没有达到标准，也会导致接触不良，从而导致故障发生；第二，分接开关安装位置螺丝没有拧紧，导致故障发生。对于较为严重的接触不良问题，需要对绝缘板进行更换；对于分接开关螺丝松动只需将螺丝拧紧即可。

5.4 配电变压器接地不良处理方法

当配电变压器接地安装不规范或不合理时，很容易发生雷击故障，目前常见接地不良主要有两个方面：第一，变压器的避雷装置存在故障问题，造成电阻升高；第二，配电变压器低压侧没有安装避雷装置，当雷电击中变压器后，会直接造成变压器损坏。针对以上两个问题，对于接地不良问题进行处理的过程中，相关的工作人员首先需要对接地线路阻值进行测量，并对造成接地线路阻值增加的原因进行分析，根据实际情况，结合设备要求，对设备进行调整，或者重新排线，并安装避雷装置。

5.5 落实安全管理制度，加强现场预防措施

履行安全生产主体责任，供电企业安全生产管理机构以及安全生产管理人员按照《中华人民共和国安全生产法》第二十条所列项目逐一履行职责，对本单位本辖区安全生产工作进行有效的监督。加强防外力破坏巡视，对作业现场开展隐患排查治理，及时消除生产安全事故隐患。制定巡视重点区域、重点用户以及防外破应急预案，对涉及保护电力设施、电力安全等工程进行现场讲解，保证宣传到位，告知到位，并做好相关图文记录、档案留存。

5.6 加大电气设备运行的巡视和检修力度

整个电气设备在运行过程中极易出现一些小问题，这些问题不经过仔细检查是无法发现的，不及时处理这些问题就会导致变电站出现严重的安全事故，因此一定要加强定期的检查和维修工作，要不断地对工作人员进行相应的安全方面的培训，使他们能全面细心地进行相应的检查，及时发现问题、解决问题。除了对一些容易出现故障的部位进行检修外，还要对相应计量表等设备进行检查，如发现存在读数不准确等情况要及时进行原因排查，发现问题后及时进行记录，为之后的工作提供相应的依据。除加强对检修工作人员要求外，变电站还应大力发展相应的电子监控系统，通过电子系统对相应变电站进行全面实时的监控，这样可及时发现相应的故障并进行处理，同时还减少了相应的人力投入。检修和巡查过程中，要根据之前的经验和变电站设备的具体情况进行有重点的排查检修。例如对一些重要设备和较易出问题的设备要减少相应检修间隔，或是全程不断进行观察，这样可在很大程度上避免一些重大事故的出现。

5.7 加强变压器正常运行状态维护

在日常工作中，建议工作人员加强对变压器非故障运行状态中的维护与保养工作，定期检修变压器内部结构与部件，制定不定期抽查方案，及时发现变压器的内部部件质量问题，提前检修。在检修时，需要提前停电，同时记录变压器停止工作之前的绝缘电阻数据参数与油温参数，作为分析变压器运行状态的主要依据。建议工作人员每隔一段时间进行变压器检查，检查变压器外部情况，查看是否出现异响，观察引线之间的连接情况，随时检查油箱、油枕、套管油位、油色等情况，定期清洁套管、查看变压器温度、查看变压器散热情况，查看各个零部件是否存在破损、查看风机是否老化等，及时更新老化零部件，以此延长变压器使用周期，做好日常维护工作。