校园用变压器维修常见问题与处理办法

陈洁华

（湛江幼儿师范专科学校）

0 引言

学校作为人口较为密集的公共场所，对用电质量要求较高。一旦停电很容易影响校园教学秩序和师生正常生活，在日常维修过程中需全面重视。尤其是要针对校园用变压器维修中的常见问题，准确把握其故障特征，设置有效处理方案，以便于降低校园停电故障率。

某校园用变压器容量为400kVA，型号为S9-400/10，安装在校内配电房旁，自2004年投入使用至今，年限较长，故障停电频发。调查数据显示：2017年1月～2022年1月，该变压器异常次数达58次，主要表现为噪声异响、自动跳闸、油位异常、绝缘放电及绕组故障等。其中，严重事故2起，分别为相间短路造成绝缘子烧毁、雷击造成变压器绝缘击穿，总故障断电时间达到18.3h，在很大程度上影响了校园用电安全质量，在变压器维修过程中应针对上述问题，做好分析和防控，其具体内容如下。

1 噪声异响问题

校园用变压器往往为室外变压器，运行环境相对恶劣，在运行不协调、零部件性能等出现问题后，很可能发出“吱吱”、“嗷嗷”、“噼啪”、“嗡嗡”等异响。维修过程中应注意声音特征及异响部位，开展对应处理，详见表1。

表1 校园用变压器噪声异响的致因及处理

2 自动跳闸问题

校园用变压器维修过程中可以发现，其自动跳闸主要是由于结构缺陷或操作不当引起。前者大多是线路设计不合理、元件性能不达标、内部构造不科学造成，如变压器进出线间距过近，绝缘系数不达标，引起保护误动；绝缘保护装置缺陷，开关动作不灵敏，致使跳闸误动作等。而后者则主要是由于人为操作失误引起，如未按照要求进行安装前的高压试验，未依照操作规范强制性开合闸等。

为避免自动跳闸引起校园内断电，应按照本校用电量情况设置备用电源。在变压器自动跳闸后，维修人员需第一时间启用备用电源，然后到场检验变压器故障情况，生成变压器自动跳闸的数据记录，初步判断变压器自动跳闸故障致因。若为人工操作失误，则应检查线路、装置是否受损，逐项恢复，确定变压器无问题后，方可重新送电。若为结构缺陷引起，则要针对具体问题，调整线路结构或更换受损元件，必要时还需更换新的变压器，以提升校园供电的安全性、可靠性和稳定性。

3 油位异常问题

校园用变压器在长久使用后非常容易出现油管堵塞、油箱开裂等问题，造成变压器内油位异常。除此之外，运行温度或环境温度较高时，校园用变压器中还可能出现油位上升，严重时甚至溢出。这些均会影响校园用变压器的安全性能和可靠性能，在维修过程中要酌情处理：

1）油位下降。变压器运行过程中油位轻微下降，渗漏量较小时，可先检查校园用变压器油箱、油管的外观情况和接口处，确定是否开裂、松动，若存在问题按要求更换；然后，拆检阀门，确定密封垫、连接材料等是否存在问题，直至确定渗漏点并处理完成后方可重新投入使用。油位下降非常明显，则要测定渗漏量，若超过渗漏指标，则校园用变压器应退出运行。

2）油位上升。该问题处理方式较为简单，适当放油即可，使其在高温环境下油位处于上限刻度内。

2020年12月7日，某校变压器故障停电，维修过程中发现变压器油箱上存在闪络痕迹，进一步检查发现套管漏油情况严重，底部出现明显黄锈，且油箱外侧瓷套开裂（见下图）所示。由此判断为油体泄漏后闪络，产生电弧，致使瓷套开裂，造成套管内绝缘损坏，变压器故障断电。按照油位下降处理方式更换新的套管并清理油箱外泄漏油体后，变压器重新投入使用，供电正常。

图 校园用变压器油体泄漏闪络情况

4 绝缘放电问题

绝缘缺陷引起的校园用变压器故障超过总体的1/3，其部分甚至出现绝缘放电，造成校用变压器击穿损毁，对校园用电安全危害较大。某校变压器绝缘短路问题较为频繁，仅2021年8月降水较为频繁时期就出现由绝缘保护缺陷引起的闪络短路事故5起。

从环境因素而言，雷雨、暴雪等恶劣天气下校园用变压器周围环境较为潮湿，绝缘保护性能明显下降，此时若闪络或雷击致使绝缘层击穿，将引起相间短路，造成变压器断电或损毁；从使用情况而言，校园用变压器投入运行年限较长，缺乏定期检修和更换。尤其是在近年来校园用电量逐渐加大，变压器长时间过负荷运行，绝缘保护老化现象加重，很容易出现绝缘放电，造成层间或匝间短路。

一般绝缘放电问题处理时主抓绝缘保护和油质管控。前者侧重变压器的绝缘纸、绝缘板、绝缘护套等。在变压器投入使用前应先进行高压试验，分析是否存在绝缘安全隐患。若无问题，则根据运行情况进行绝缘性能测试，严格控制变压器温度，减缓绝缘材料的老化程度。后者侧重变压器中绝缘油指标。绝缘油在长久使用或长期处于高温情况下，很容易氧化变质，致使油体的绝缘性能下降。氧化变质后的树脂物质会引起油管堵塞，需做好局部过热检测，定期清洗变压器油箱、油管等，更换新的绝缘油。

某校变压器投入使用年限较长，绝缘安全风险较高，为标本兼治，2022年3月校内开展变压器绝缘性能大检查，针对历史故障数据，做好变压器运行过程中绝缘护套、绝缘保护等的性能测试，判断其是否满足现阶段校园用变压器的安全指标。与此同时，还结合变压器绝缘缺陷情况，生成重点维修和更换项，开展有计划的维护和更换，避免变压器老化零部件、损坏装置等对其安全运行和可靠性能产生影响。

5 变压器绕组故障

学校用变压器绕组故障主要表现为过电压烧毁、匝间短路、绕组不均匀损坏、对地放电等。往往是由于雷击后绕组过电压、外部短路后绕组电动力失衡、技术材料不到位致使绕组变形、作业保护不当引起绝缘损坏等造成。

变压器绕组故障类型较为复杂，现场检测的过程中可利用油色谱分析和绕组变形测试，测定绕组运行状态，分析其是否存在安全隐患并及时防控。其中，油色谱分析中可以根据主要成分及气体特征快速判断不良情况，操作便捷，准确性较高，详见表2。

表2 油色谱气体特征分析及故障判断

校园用变压器绕组故障处理过程中应在日常运维管控基础上，不断提升变压器低压绕组的抗短路能力，如加强S弯处绝缘，线饼间增加垫块，在铁心处增加木条支撑等，以避免过热变形造成的绕组匝间短路或段间短路。

6 结束语

校园用变压器故障类型具有一定的典型性和集中性。针对其维修过程中的常见问题，开展现场检查，确定故障致因，形成处理预案，可以在同类型事故发生后改善变压器维修质量，提升变压器维修时效，双管齐下，从根本上提升了校园用变压器的安全效益和可靠性能，值得在今后工作中深入研究和拓展。