配电变压器运行中的运行维护关键点研究

黄为民 邱超

国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 江苏 盐城 224005

引言

配电变压器作为配电网的核心设备，如果出现故障或运行不正常，将对工农业生产、社会秩序和居民生活产生重大影响。本文分析了配电变压器运行过程中容易出现的故障问题，总结了现象和故障响应关系，为配电设备运维人员提供了对配电变压器故障或异常进行快速定性、故障或异常及时处理的技术参考。

1 配电变压器运行过程中容易出现的故障问题

1.1 温度问题

当配电变压器处于运行阶段时，如果专业工作人员进行定期检查，可能会出现一些隐藏的问题，如温度异常问题、配电变压器在负荷和冷却条件或安静温度不变的情况下，比原来运行的温度稍高，温度有上升趋势，就可以判断其出现温度异常问题之所以会出现温度异常情况，主要是几方面原因导致，例如层间短路变压器铁芯局部发生短路等，为了能够第一时间发现配电变压器温度出现异常问题，还需要应用红外成像仪[1]。

1.2 变压器出现异常声音问题

配电变压器运行时接通电源会受到磁场变化和电流等多种因素的影响，内部系统和柱子周围会发出嗡嗡声，但如果过载，声音非常重的变压器内部包含很多部件，很多部件连接不良等多种问题，那么变压器在运行过程当中就会出现异常声音若噪声较大，并且伴随爆炸声出现，这种情况极有可能是因为其内部出现问题，例如绝缘击穿或者是短路情况。

2 配电变压器运行中的运维关键点研究

2.1 加大对配电变压器巡查、维护、测试力度

首先，专业工作人员对电力变压器进行仔细观察后，进入对油温的测试过程，结合实际情况，在天气极差、负荷变化较大的情况下，增加巡视次数，尤其是在配电变压器运行过程中，要严格控制最高层油的温度，将其控制在95℃以下，不要使其温度升高＞55℃，顶层油的温度也不宜经常＞45℃，因为这样的情况会造成油的劣化程度不断加速。其次，加大对用电负荷检测的力度尤其是在用电高峰期，需对每一台配电变压器的负荷加大测量力度，结合实际情况，增加测量的次数，第一时间对配电变压器的三相电流不平衡问题进行调整，防止出现中性线电流过大而烧毁引线问题，保护更多专业设备，为配电变压器的稳定运行提供帮助最后，配电变压器上面非常容易出现问题，同时高低压管套上面极有可能会出现大量的灰尘，因此，为了防止管道在恶劣或潮湿的天气短路，专业人员必须及时擦拭和清洗，这可能会导致高压保险丝融化，影响变压器的正常运行。另外，配电变压器绝缘电阻的各引线是否牢固也是检查过程中的重要内容，工作人员应加强对低压输出连接的关注和重视，重点关注温度是否有异常、接触是否良好等几个方面。

2.2 重视变压器安装过程管理

很多中小型设备可以自己安装，统一运输到施工现场，大型设备需要将零部件运输到现场，然后组织二次安装。运输区间建议将人工作业、机械运输方法、变压器相关设备从现场运输到指定位置，以避免设备运输过程中发生冲突，影响设备完整性。开始安装变压器之前，施工人员应全面检查要安装的所有设备型号、规格和外观，以确保满足参数要求且没有损坏。检查设备密封性、储油柜等其他部件，避免变压器安装过程中发生漏油等问题。吊出设备中的铁芯前，施工人员须将油箱内的部分油放出，保证后期拆卸顶盖螺旋栓不会有漏油等问题发生。铁芯吊装操作过程中，建议利用起重机这一类设备。吊装铁芯放入油箱中，确保铁芯可以稳定地落至铁垫脚，同时油箱须水平放在指定位置，以免作业期间铁芯、油箱箱壁之间碰撞，对施工作业质量造成影响。施工人员利用起重机吊装铁芯，必须将铁芯捆绑牢固后方可进行相应操作，此环节建议采用钢丝绳。注意起吊过程中控制好速度，以免和其他物体、设备等发生碰撞。通常设备接线施工，包括一次侧与电源线连接、二次侧与低压引出线连接、接地连接等工作，施工人员在连接高压绝缘子套管、母线时，应避免螺栓发生松动，建议运用扳手固定好螺母，并且拧紧螺母[2]。连接低压端、母线的过程中，建议施工人员运用横连、竖连的方法，连接前检查低压母线接触面与规范相符。接地连接应检查引出线、低压端中性母线之间相互连接，而且引出线、接地线也须做好连接处理。

2.3 变压器调试方法

①送电调试；输电调试是变压器调试中非常重要的内容之一，调试方法是评估变压器调试空载运行状态结果，分析变压器可能的故障。例如，变压器被评价为发出“嗡嗡声”，表明变压器没有故障，可以使用。如果发出很大的异常声音，声音均匀，可能是因为加电压高；若发出声音大且杂乱，原因极有可能是芯部牢固性差；若评估时发出爆裂声响，极有可能芯部已经击穿。为此，按照对变压器运行过程中所发出的声音进行判断，将变压器潜在故障及时处理。②半负荷调试；工作人员完成变压器送电调试之后，还须展开设备半负荷调试。半负荷调试过程中，变压器应空载运行。按照规定工作人员可以循序渐进地增加变压器负荷，当设备已经达到半负荷状态，此时便无须继续增加负荷。半负荷调试期间，工作人员还须详细记录每一项调试数据，并且按照记录的数据做出分析，判断变压器设备是否存在异常与故障。③满负荷调试；变压器的半负荷调试后开展满负荷调试，调试人员结合实际，确保变压器投入所有负荷，且保持持续运行状态，待运行稳定之后，检查变压器温度、油位以及冷却器等，采集检测数据，作为变压器内部存在故障分析的依据。变压器的所有调试工作结束后，必须确认每个指标符合标准状态，才能使用。调试后，如果发现不符合规定，调试应及时总结解决变压器故障，降低变压器故障率，为输配电工程的稳定运行创造条件。

2.4 变压器的实际运行方面降低损耗

合理调整电网运行方式，有效减少网络损失，保障变压器经济运行。科学安装自动电压调节器，实时跟踪输入电压，动态调节，进一步优化配电网的工作电压，防止变压器过电压操作，确保输出电压稳定，最大限度地降低能耗。根据电网运行情况，合理配置电力补偿装置，在电力分配系统中设置并联变压器无功补偿元件，采用集中补偿和分散补偿相结合的方式，加强无功补偿，提高功率因数。在增设电容器的同时还应注意，如果安装无功补偿装置过多，电容器的介质损耗也会相应增加，应结合实际情况科学计算出投切电容器的负载临界点，明确多组电容器的经济运行区间，达到总损耗值最小的目标。平衡变压器的三相负荷，加强变压器的巡视检查，注意变压器的分接头三相是否一致，接触是否良好，及时调整三相不平衡电流，降低变压器损耗。检查变压器散热是否良好，变压器是否空载或过载运行等，确保变压器健康运行。

2.5 在线监测与处理电力系统变压器运行数据

为了有效地诊断电力系统中的6kV变压器短路故障，必须在电力系统运行的同时在线监测变压器运行数据。建立变压器运行指标，通过电力控制终端和在线监测传感器对变压器运行数据的反馈，可以实时检测运行前后的数据是否有重要变化。以显著变化和前后监测数据为训练集合，对这部分数据进行正态分布验证[3]。检查后，如果数据满足总体反馈信息的正态分布要求，使用ANOVA工具，进行反馈数据的分析，计算数据的平均算数值，判断算数值是否存在显著差异，输出存在显著差异的算数值集合，将其作为监测结果数据。当校验后的数据不满足正态分布条件时，可以使用Kruskal-Wallis方法，计算反馈数据的极差值、方差值、中位值等特征性数值的分布是否存在差异，当存在差异时，输出差异数值，将其作为监测数据。为了保证监测数据的高精准优势，可在初步完成的监测数据的输出后，在所选的训练集数据中，随机进行n次数据的采样，采样后选择m个数据样本，生成n个待训练子集。对n进行训练后得到n 个决策树，对每个决策树进行分类处理，根据处理后信息的增益值，选择训练结果中的最大值作为样本特征值，对其进行持续分裂处理。通过此种方式，可以得到样本在训练过程中的特征情况，将具有相同特征的样本数据划分为一类数据，输出a个样本特征子集，将其作为监测中得到的异常运行数据，以完成对电力系统的在线监测、数据获取与处理等操作。

2.6 电力变压器的继电保护措施

①差动保护：对于分类，差动保护可分为比率制动差动保护和差动速度切断保护两种类型。一般来说，比率制动差动保护需要通过断流判别和磁化励磁涌流判定才能出口，从而有效防止区域外故障造成的保护误操作。差动速度拦截保护的主要设置目的是，在保护范围内发生严重故障时，及时将故障部分分离到系统外部，保障变压器及电力系统整体的安全性。②复压闭锁方向：过流保护复压闭锁方向过流保护通常作为后备保护而设置，基本原理在于以过流保护为基础，相应地加设复压闭锁功能，以便确保变压器处于过载状态时不会引发保护误动作。大体而言，复压闭锁原件由低压元器件和负序元器件组成，在其中之一出现动作后即可实现复压过流保护。③零序方向：过流保护零序方向过流保护同样属于后备保护，主要用于在变压器中性点接地运作过程中接地出现故障时进行保护。接地中性点位于线路两侧，以便确保零序电流保护可以具备一定的选择性。

2.7 风险防控，制定故障预防措施

首先，要重视配电线路的日常巡逻，严格按照有关规定进行10kV配电线路的巡逻，在巡逻过程中解决故障风险，记录巡逻数据。如果发现异常问题，可以立即处理，最大限度地控制故障损失。其次，电力系统冬夏季节会迎来用电高峰期，在该阶段10kV配电线路的压力增加、电流过大。相关人员应强化配电线路负荷的监测力度，提前分析线路负荷需求，必要时可更换变电器，确保配电线路处于稳定运作状态。最后，日常运维管理中，相关人员还应不定期监测电缆线路温度的变化，温度过高、过低时应及时检修电路电缆，或对配电线路进行保温处理，从而减少温度对配电线路造成的不利影响。此外，配电线路检修、安全管理时，还应注意预防“线缆腐蚀”风险[4]。对于部分腐蚀现象突出的地区，还应通过增加外层保护装置的方式预防电线腐蚀，保障配电线路运行的安全性。

2.8 提升运维工作人员的综合素养与工作能力

提高运维人员的综合素养和工作能力是非常重要和重要的。也就是说，定期对配电变压器进行伏安测试，进行红外测温等具有预防特性的实验是非常重要的。只有这样才能及时发现配电变压器运行过程中出现的问题，以后通过定期检修。调整抽头等有效方法，帮助配电变压器在良好的运行状态当中同时，供电部门还需要将自己的作用全部发挥出来，为运维工作人员普及最专业的配电变压器知识和原理，强调安全风险控制的重要性，帮助工作人员掌握更多配电变压器管理的方法以及技巧。

3 结束语

简而言之，要真正实现配电变压器有序、平稳的运行，运维工作人员要发挥自己的全部作用，重视运行过程中出现的问题，制定完善的方法，妥善解决问题，加大维护和维护的力度，首次发现问题，降低事故发生的可能性和概率，保证配电网在运行过程中可以更加稳定还需要应用科学的方法，提高运维工作人员的综合素养与工作能力，以定时定期的方法为其进行培训，并且在培训的过程中将理论与实际相结合，才能够让配电变压器日常运行维护工作向着更加规范的方向发展和前进，保证配电变压器正常稳定运行，最终实现稳定供电。