电网配电变压器的故障分析和预防措施

张慧敏 曹军

摘要：在电力系统中，配电变压器占据着至关重要的地位，其安全运行直接关系到配电线路的供电可靠性。一旦出现故障，将直接影响电网安全经济运行，给人民群众的正常生活带来损失。本文分析了电网配电变压器的故障原因，探讨了电网配电变压器的预防措施。

关键词：电网配电变压器；故障原因；预防措施

配电变压器是电力主体设备，随着系统容量和电网规模的扩大，配电变压器故障给电网安全经济运行带来的影响越来越大。为确保其稳定运行，最基础的工作就是做好日常检查和检测，对变压器常见故障现象做出正确判断分析，并及时采取针对性的运行和检修预防措施，有着至关重要的作用。

一、电网配电变压器的故障原因

1.绕组故障

电配电变压器在长期过载运行的情况下，由于部分低压线路维护不到位，使绕阻发热使绝缘逐渐老化，容易造成匝间短路、相间短路或对地短故障的发生。发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。铜、铝线质量不好，形成局部过热，线圈绝缘受潮，系统短路使绕组造成的机械损伤，冲击电流造成的机械损伤等当绕阻焊接不良，在大电流过热及内部匝间短路引起的电动力作用下，会引起绕阻引线断裂造成事故扩大。

2.过电压

配电变压器按规定要求必须在高、低压侧安装合格的避雷器，以降低雷电过电压、铁磁谐振过电压对变压器高低压线圈或套管的危害。主要有以下原因造成配电变压器过电压而损坏：①避雷器安装试验不符合要求，安装避雷器一般是三只避雷器只有一点接地，在长期运行中由于年久失修、风吹雨打造成严重锈蚀，气候变化及其它特殊情况造成接地点断开或接触不良，当遇有雷电过电压或系统谐振过 电压时，由于不能及时对大地进行泄流降压因而击穿变压器；②只重视变压器高压侧避雷器的安装试验，而轻视低压侧避雷器的安装试验，因变压器低压侧不安装避雷器，在变压器低压侧遭雷击时，产生逆变对变压器高压侧线圈进行冲击的同时，低压侧线圈也有损坏的可能。

3.分接开关

（1）分接开关裸露受潮。由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。

（2）高温过热。正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。

（3）本身缺陷。分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完 一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。

（4）人为原因。有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。

4.二次侧短路

当电网配电变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流 20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路 电流的消磁作用，大电流在一方面使变压器线圈内部将产生巨大机械应力，致使 圈压缩，主副绝缘松动脱落、线圈变形。另一方面由于短路电流的存在，导致一、二次线圈温度急剧升高，此时如果一、二次保险选择不当或使用铝铜丝代替，可能很快使变压器线圈烧毁。

二、电网配电变压器的预防措施

1.做好运行前的检查测试

电网配电变压器投运前必须进行现场检测，1O00V和2500V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻（测量时，非被测量绕组接地），以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值没有硬性规定，但应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值的70%（当被测变压器的温度与制造厂试验时的温度不同时，应换算到同一温度再进行比较）。

2.认真检查绕组

（1）匝间短路，吊心检查，匝间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组直流电阻，三相电阻不平衡，短路相电阻小；在低压绕组上施加10～20%的额定电压试验，损坏点会冒烟。一般在后天运行中匝间短路较少，因此应对新投运变压器应加强聲音及电压电流检查，提早发现并处理。

（2）绕组对地短路，用摇表测量绕组对地绝缘电阻，如阻值为零或接近零则为接地相。吊心检查有无杂物，绕组与铁心间的绝缘套管、绝缘纸板有无损坏，绕组是否变形。试验油的击穿电压值是否合格，应正确用保险丝的容量、接地电阻合格，定期紧固密封螺栓。

（3）相间短路，吊心外观检查，相间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组绝缘电阻，相间阻值为零或接近零；测量绕组直流电阻和变压比，与出厂值和以往测量记录做比较，即可判断出绕组的损坏情况

3.合理配置避雷器，防止过电压

（1）在配电变高压侧安装HY5WS-17/50 型氧化锌避雷器。在配变低压侧配电柜（箱）内装设HYI5W- 0.28/1.3 型低压金属氧化物避雷器，这样能有效防止低压侧线路落雷时，产生的正变换波对配变的影响，从而起到保护配变及其总计量装置的作用。

（2）在配变的高压侧进线和低压侧出线第一、二、三基杆上的绝缘子铁脚进行接地。当雷击在该线路上时，雷电入侵波便通过这些绝缘子铁撞圈脚接地绝缘薄弱点而引入大地，使进入配变绕组的过电压幅值和陡度大大降低，起到削波减压作用。

（3）降低杆塔的接地电阻，特别是有变压器及避雷器的杆塔的接地电阻。一般而言，可以采用复合接地网来做，水平接地体在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地体则在水平接地体基础上打入地中，深度一般2.5m，水平接地体一般采用40mm×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用50mm×50mm×5mm的热镀锌角钢，接地引上线采10mm 圆钢或40mm×4mm热镀锌扁钢（推荐采用扁钢接地）。

4.正确调节分接开关

变压器分接开关的选择开关，虽然在调压过程 中不参与切断负荷电流，但每一 次切换选择，要求动、静触头都必须可靠接触，且接触的压力和面积满足通过负荷电流的要求，故应采取如下步骤进行：无载调压时，先将变压器停运，测量一次绕组的直流电阻并做好记录；打开分接开关罩，检查检查分接开关的档位，扭动分接开关把手至所需的调整的档位，测量分接开关变挡后一次绕组的直流电阻并做好记录，对比两次测量结果并检查回路的完整性和三相电阻的均一性，检查分接开关位置的正确性后并锁紧，记录分接开关变换情况，合格后恢复供电并测量变压器低压侧电压。

5.加强高低压引线连接工艺

①加强巡视检查，如发现引线接触不良，及时紧固；②采用正确的连接工艺，如采用并帽法连接、铜铝过渡连接、压接，搪锡涂导电膏等措施；③采用新型线夹（接线端子），以增加接触面，降低接触电阻；④避免或减少过载运行，营造好的散热环境等；⑤导电杆通过电流达200A 时，最直接方法，就是配变引线连接螺丝的引线加装固定支架，确保安全距离。

总之，随着设备管理标准化的不断提高，对配电变压器的运行提出了高标准、严要求的运行准则。因此，电网配电变压器的故障问题能否得到及时、彻底的处理，也逐步成为衡量一个电力企业设备管理的重要技术指标。

参考文献：

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