配电变压器损坏原因及保护措施

曹文钟 李仁波

摘要:本文对配电变压器损坏的原因进行分析,同时提出对配电变压器的保护措施及其注意事项,以保证配电网安全、稳定、可靠运行。

关键词:配电变压器;原因分析;保护技术

1 配电变压器损坏原因分析。

1.1 长期实践证明配电变压器内损坏,不管程度如何,大都是绝缘结构、绝缘介质(电缆纸、变压器油等)在很多因素(如温度、电气、化学和机械等,的作用下,而遭到损坏的。

温度是配电变压器运行中最常遇到的因素。它是由介质损失和变压器的铜铁损而引起的。除正常运行温度外,还会碰到过载和短路时产生的过电流引起的温度骤升(短路时短路电流达到额定电流的25~30倍。因而,铜损将达到额定电流时几百倍,使绕组温度上升非常迅速)。

变压器的固体绝缘介质在温度作用下,将会失去水份、变脆、机械强度下降。若温度持续上升,使发热量不断增加,形成恶性循环使绝缘介质进一步烧熔、烧裂、烧焦,直至完全破坏。这就是所谓的热击穿。发生热击穿的时间较慢,一般要经历数小时的时间。但当突发短路时,所经历的时间比较短,当有适合的保护时,不会发生热击穿。

1.2 电气作用也是配电变压器运行中经常耐受的因素。变压器的绝缘,除了长期承受工 作电压外,而且还将短时或瞬时承受内部过电压和大气过电压的作用。工作电压的作用是长期的,主要从绝缘簿弱的部位局部放电,从而发展为电化学击穿。而过电压的作用,主要是产生积累效应,使少化程度逐步扩大,最后导致电击穿。

1.3 化学作用通常也是配电变压器运行中往往不可避免的因素。化学作用主要是指氧化,水解和生成沉淀物的过程。例如固体绝缘介质、变压器油接触空气后,在温度的共同作用下,可引起氧化析出沉淀物,腐蚀、影响绝缘,使其发生化学变化;导致老化最后以击穿的形式而破坏。

2 配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常安装在电线杆、台架或配电所中,一般将6～10千伏电压降至400伏左右输入用户。变压器运行是否正常直接影响用户生产和生活用电,并关系到用电设备的安全。为了保证用户用上优质、安全电,必须保证配变运行正常。因此我们有必要从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来谈谈配电变压器的保护措施及其注意事项:

2.1 保护配置技术方面

2.1.1 为防止温度过高,可采取下列措施:

(1)限制变压器不应长期过载和防止短路,根据焦耳一楞次定律Q=0.24I2Rt可知,决定发热量的主要因素是I,I越大,I2增值越快,在比较短的℃时间内就有可能烧毁变压器。特别是短路时的情况更为严重。其次,虽然电流超过不甚大,但过负荷时间很长,由于热量积累的关系也会烧毁变压器。一般过负荷烧毁的变压器多半发生二次绕组。

(2)一、二次安装合格的熔丝,以便一旦短路和过载时,熔丝熔断,使变压器得到保护但要注意下列问题。

高压熔丝不要裸露在外面,要安装在熔丝管里,这样做便于灭弧,防止弧光短路。

高低压熔丝不能以其它金属导体代替,也不能以低压熔丝代替高压熔丝。因为在同样的额定电流下,由低熔点高电阻系数的铅锌制成的低压熔丝,耍比用高熔点低电阻系数的铜银等制成的高压熔丝具有较大的截面因此熔断时,金属蒸气多,对灭弧不利。

2.1.2装设避雷器保护,防止雷击过电压:配变的防雷保护,采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护,以防止由高低压线路侵入的高压雷电波所引起的变压器内部绝缘击穿,造成短路,杜绝发生雷击破坏事故。采用避雷器保护配变时,一是要通过正常渠道采购合格产品,安装投运前经过严格的试验达到运行要求再投运;二是对运行中的设备定期进行预防性试验,对于泄漏电流值超过标准值的不合格产品及时加以更换;三是定期进行变压器接地电阻检测,对100KVA及以上的配电变压器要求接地电阻必须在4Ω以内,对100KVA以下的配电变压器,要求接地电阻必须在10Ω以内。如果测试值不在规定范围内,应采取延伸接地线,增加接地体及物理、化学等措施使其达到规定值,每年的4月份和7月份进行两次接地电阻的复测,防止焊接点脱焊、环境及其它因素导致接地电阻超标。如果变压器接地电阻超标,雷击时雷电流不能流入大地,反而通过接地线将雷电压加在配电变压器低压侧再反向升压为高电压,将配变烧毁;四是安装位置选择应适当,高压避雷器安装在靠配变高压套管最近的引线处,尽量减小雷电直接侵入配变的机会,低压避雷器装在靠配变最近的低压套管处,以保证雷电波侵入配变前的正确动作,按电气设备安装规范标准要求安装,防止盲目安装而失去保护的意义。

2.1.3 装设速断、过电流保护,保证有选择性地切除故障线路:配变的短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器(该装置有漏电保护和配变低压过电流保护)来实现。为了有效地保护配变,必须正确选择熔断器的熔体(熔丝、熔片等)及低压过电流保护定值。高压侧熔丝的选择,应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。熔丝选择原则:容量在100kVA及以下的配变,高压熔丝按2～2.5倍额定电流选择;容量在100kVA以上的配变,高压熔丝按1.5～2倍额定电流选择。低压侧漏电总保护器过流动作值取配变低压侧额定值的1.3倍,配变低压各分支线路过流保护定值不应大于总保护的过流动作值,其值应小于配变低压侧额定电流,一般按导线最大载流量选择过流值,保证在各出线回路发生短路或输出负载过大,引起配变过负荷时能及时动作,切除负载和故障线路,实现保护配变的目的。同时满足各级保护的选择性要求。

2.2 日常运行管理方面

2.2.1 加强日常巡视、维护和定期测试:进行日常维护保养,及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃,以防气候潮湿或阴雨时污闪放电,造成套管相间短路,高压熔断器熔断,配变不能正常运行;及时观察配变的油位和油色,定期检测油温,特别是负荷变化大、温差大、气候恶劣的天气应增加巡视次数,对油浸式的配电变压器运行中的顶层油温不得高于95℃,温升不得超过55℃,为防止绕组和油的劣化过速,顶层油的温升不宜经常超过45℃;摇测配变的绝缘电阻,检查各引线是否牢固,特别要注意的是低压出线连接处接触是否良好、温度是否异常;加强用电负荷的测量,在用电高峰期,加强对每台配变的负荷测量,必要时增加测量次数,对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整,防止中性线电流过大烧断引线,造成用户设备损坏,配变受损。联接组别为Yyn0的配变,三相负荷应尽量平衡,不得仅用一相或两相供电,中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%,力求使配变不超载、不偏载运行;

2.2.2 防止外力破坏:合理选择配变的安装地点,配变安装既要满足用户电压的要求,又要尽量避免将其安装在荒山野岭,易被雷击,也不能安装在远离居民区的地方,以防不法分子偷盗;避免在配电变压器上安装低压计量箱,因长时间运行,计量箱玻璃损坏或配变低压桩头损坏不能及时进行更换,致使因雨水等原因烧坏电能表引起配变受损;不允许私自调节分接开关,以防分接开关调节不到位发生相间短路致使烧坏配电变压器;在配变高低压端加装绝缘罩,防止自然灾害和外物破坏,在道路狭窄的小区和动物出入频繁的森林区加装高低压绝缘罩,防止配电变压器接线桩上掉东西使低压短路而烧毁配变;定期巡视线路,砍伐线路通道,防止树枝碰在导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故。

3 结束语

综上所述:要使配电变压器保持长期安全可靠运行,除加强提高保护配置技术水平之外,在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员,一定要做到勤检查、勤维护、勤测量,及时发现问题及时处理,采取各种措施来加强配电变压器的保护,防止出现故障或事故,以保证配电网安全、稳定、可靠运行。