配电变压器应用与日常运行维护的问题分析

马宁

（云南源盛电力工程有限公司，云南 蒙自 661100）

0 引言

配电变压器是电力消耗环节中最关键、最常用的设备。为了保证配电变压器长期安全运行，对配电变压器的正常运行维护和管理也非常关键的。本文根据平时的实际工作，对部分配电变压器的运行维护进行了探讨，以供参考。

1 配电变压器的结构

变压器保护箱是整个配电变压器的外壳，维护着变压器的整体结构。箱体内装有变压器油，可将变压器内部绕组温度和铁芯与箱体绝缘。变压器油的另一个功能是散热[1]。当配电变压器的环境温度过高时，可以有效地将环境温度降低到标准高度以下，利用分接开关调节高压绕组的匝数，达到调节二次侧电流的目的，连接柱用于串联变压器一次侧和二次侧的出线，由瓷套管保护。

绕组是变压器的电路元件，而铁芯是变压器的磁路元件。按照电磁感应原理，会有一个一次绕组与一个二次绕组绕在封闭的铁芯柱上，当一次绕组的温度增加到交流电源的压力时，一次绕组的电流将产生交流工作电压和磁势。在磁势的影响下，铁芯内部会形成交变的主磁特性，主磁特性可以同时通过整个铁芯。当一次绕组和二次绕组闭合在一起时，或由于电磁传感器的影响，在一次绕组和二次绕组中所各自形成的感应电动势相等时，就会产生由感应电流所形成的磁能，这将阻碍循环磁能的变化。当原始磁性增加时，感应电流形成的磁能与原始磁能相反，低压绕组中形成的感应磁能与原始绕组中形成的主磁能相反，因此，在二次绕组中会形成较低水平的交流电。

2 配电变压器的运行与维护措施分析

2.1 合理分配运行负载

变压器功率的消耗一般分为两类，即实际工作负载消耗和空载损耗。空载消耗通常是恒定的，即使当变压器的实际工作负载发生变化时，空载消耗也不变化，而其负荷消耗则是按照变压器的实际工作负荷确定的。为使变压器顺利经济地运行，并合理分担变压器负荷的工作负载。假设在控制系统中，同时工作的二个变压器之间容量不同，则变压器工作方式又可分成串联工作与独立运行。假设在供电系统中，同时工作的二个变压器之间容量也不同，则变压器工作方法又可分成串联工作与独立运行。

当其中一台变压器独立工作时，负载为s，当两台变压器的实际容量分别为Sa和Sb，损耗为Pa和Pb；在并联运行或单独运行的情况下，如果临界负荷大于实际负荷，大容量变压器就可以独立工作；而如果临界负荷低于实际负荷时，这两台变压器才能串联工作[2]。如果配电网中同时运行的两台变压器拥有同样的容量，在正常运行时便可发生两个并排运转或其中一台独立运转的情形。若仅有一台变压器在正常工作状态，则需要临时转换至另外两台并列工作的状态，变压器功率损耗约为P2T；但若是其中一台变压器带出了另外一台的负荷，带出负荷后，必须将其中一台停掉，或让另外一台成为备用变压器，则此时的变压器功率消耗值即为P1T。为了使P1T 和P2T 相等，且有两台处在并列运行状态的变压器时，需要将两台变压器的临界负荷调整为S1，将实际负荷调整为s。如果调整后的临界负荷小于实际负荷，则需要将两台变压器并列运行；如果调整后的临界负荷大于实际负荷，可以选择一台变压器独自带所有负荷的运行模式。

2.2 定期巡视检查

配电变压器在工作过程中，因为外部环境或者内部原因会产生部分的本体问题，如外皮腐蚀、存在瓷套开裂、端子接触不良、绕组匝间短路、密封垫老化等问题。所以，在配电变压器上必须定期维护。而且运维人员也要每隔一段时间都要对其进行巡视检测，以确保配电变压器的正常安全运行。

在具体实施过程中，除了常规的外观检查，对配电变压器的二次侧电压与电流也可采用钳形电流表及配电变压器上的负载端子检测，以判断电压是否合格，三相负荷是否平衡。通过红外热象仪能够确定内外衔接点之间和内部的环境温度差有无过高，有经验的运行和维修技术人员还能够通过变压器工作的响声确定变压器能否正常工作，根据配电变压器的声音判断是否存在内部匝间短路、绝缘强度下降、内部零件松动等现象。如有必要，可对配电变压器进行断电维护试验，包括添加变压器油、调整抽头、测量三相绕组电阻、绝缘耐压试验、更换连接件和密封垫圈、紧固螺栓等。

2.3 平衡三相负载

应定期测试变压器三相负载电流的平衡和数值。如果发现电流不平衡，应立即调整负载[3]。此外，三相电流值应尽可能一致。如有偏差，应控制在10%以内，尤其是在夏季。必须避免负载变压器的负载超限。如果出现负载超限，应通过分流和旋转功率传输进行控制和调整。如果长期超限，应考虑变压器扩容改造。

2.4 提升运维人员专业素质

配电变压器的日常运行维护需要定期监测和管理，因此提高运行维护人员的专业素质尤为重要。变压器接入配电技术后，定期检查变压器的电压和配电状态，定期检查变压器的电流分配技术，以保持变压器接入配电技术后的良好状态。电力监管部门还必须向运行维护人员普及配电变压器的相关原理和基本知识，重视运行维护中的安全风险管理，培养运行维护人员管理配电变压器的经验和技能。

3 配电变压器的常见故障分析

3.1 日常维护不到位

从调查中可以看出，配电变压器的日常保障工作在以下4 个方面还存在不足，需要进一步完善：①清洁。因为配电变压器大都设置在露天的地方，变压器本身的高低压瓷瓶容易受到尘土、雾和雨水的影响而变得非常脏，导致泄漏电压升高。这就需要在高压停电时，对变压器进行及时擦拭，以维护变压器的整洁。②必须对变压器内吸湿器中的干燥剂的颜色进行定期检测，一经发现变色，就必须立即进行更换，防止绕组受潮。③漏电保护器的投用率太低。为了省钱，部分电工会将变压器的漏电保护器拆掉，所以，一旦在低压侧发生接地或短路问题时，无法立即切断电源，从而危及变压器的安全[4]。因此，人们需要安装和保护好变压器的漏电保护器。④强化管理，定期检查。在巡检过程中，我们不但要看到变压器的正常运行，还要听到正常运行的声间。一旦发现异常状况，应尽快解决，这对使用期限已经很长的配电变压器十分重要。此外，还必须对电工的业务工作做好技术培训，不要由于对电工作业的不熟悉，或是在平时对变压器的操作保养不严格，而造成配电变压器的损伤。同时必须提高电工的职业责任心，避免因个人原因而造成了配电变压器损坏。

3.2 配电变器环境变化导致的故障

配电变压器对安装周边的环境有着非常严格的要求。因此，应装配电变压器安置在安全和受保护的环境中，在配电变压器安装时，还要对现场的防护工作做到位，并且必须将配电变压器安置在离地面有一定距离的地方。然而，在配电变压器的正常运行过程中常因受到安装周边环境内多种因素的影响，导致变压器出现故障。最常见的故障原因便是受潮，而且，因为使用功率的局限，导致安装配电变压器时不会对小于10kV 的电路配备除湿装置，导致因受潮问题引发的配电变压器故障问题仍有安全隐患。

3.3 铁芯问题引发的配电变压器故障

配电变压器中的铁芯是变压器的核心部件，通常采用气动翻转立起来的方式进行配电变压器上铁芯的安装过程，但是，由于铁心很容易造成配电变压器工作过程中的故障问题出现[5]。所以，在配电变压器上固定的铁心，通常采用的都是以叠加的方式进行安装，而立柱铁与槽钢板间的紧固方式则用夹件进行安装。一旦夹件有松动的迹象，铁芯边缘与穿孔螺栓间就会产生冲撞，使铁芯的工作温度迅速升高，进而造成铁芯被毁坏。若铁芯出现裂纹，配电变压器就会发生短路，从而导致配电变压器损坏。

4 配电变压器日常运行维护方法

4.1 重视数据支持

为制定配电变压器更好的科学维护方案，必须经过对配电变压器运行中的数据进行计算和分析才可得出。首先，必须简化计算公式的方法，在配电变压器运行过程中，额定电流的计算是必不可少的，为了降低计算额定电流的难度，可以直接选择依据经验公式进行计算，即按照配电变压品高压额定电流=额定容量×0.577，配电变压品低压额定电流=额定容量×1.5 的公式计算。其次，还可以选用数据定量的计算方法，对配电变压器高压侧的保护，所选用的熔断装置通常为跌落型，而用于变压器低压侧保护的熔断器大多为低压闸刀式或羊角式。此外，熔断器选择的熔断丝类型也将对配电变压器的日常安全运行产生严重影响。因此，在日常变压器维护过程中，将规定配电变压器一次和二次熔断丝的额定容量。如果该值在100kVA 以内，高压侧保护熔断器熔丝的选择可根据变压器总容量的2~3 倍额定电流计算。一旦超过100kVA，高压侧保护熔断器熔丝的选择，应当按照变压器总容量的一点五至二倍额定电流计算。但是，关于变压器低压侧的保护熔断器熔丝的选择，只需要按照变压器低压侧的额定量流加以计算和选择。

4.2 设备损耗处理

随着大量的配电变压器投入使用，自然就会有损耗的情况出现，设备使用的时间越长，设备的损耗就会越多，这会对变压器供电的稳定性造成负面影响，甚至还会波及到供电质量的优劣。因此，在开展配电变压器运行的日常维护工作时，需要针对设备损耗的问题及时实施相关措施和处理办法。若损失太严重，就必须进行大换新，从而避免因设备损耗较大，而严重影响电力系统的供电质量。此外，由于配电变压器属高消耗的产品，因此必须及时按照实际用电要求，合理选用设备型号，设备型号的符合可以大大降低设备在后期运行过程中的损耗问题，从而延长设备的使用时间。

4.3 变压器油位控制

配电变压器操作保养的重要内容中还涉及对油位的管理，尤其是相对于油浸式的设备来说更需严管控制。因为电力负载以及环境温度等的因素都会对油位的变化产生很大影响，而一旦油位不能满足规定的标准，将会对变压器装置的正常工作带来重大安全隐患。在开展日常油位检查时，首先必须确认油位达到油箱箱体油标的2/3。一旦变压器在遇到高温，或是在负荷超载的状况下工作时，其油位应该会比正常偏高，因为这样会大大增加配电变压器的工作压力，而此时若再出现密闭不严的问题，就会导致油箱漏油。所以，变压器维护人员不仅需要进行日常的油位检查，还要做好详细记录，一旦出现油位过低的状况，就必须马上关闭电源并实施加油措施，以确保油位被限制在标准的位置。此外，还应格外小心变压器内使用油的品质能否合格。并做好储存措施，以避免因受潮而影响变压器内部的绝缘性能。

4.4 建立专业队伍

成立专门的维修团队，对日常供电变压器的维修管理工作进行专门管理。且需要按照已经制订好的计划，定期检测电压、电流等关键数据，并在第一时间找到隐患的出现及时向上级报告，然后立即处理解决。同时，还要对分接开关和负载电流的大小作出有效调节，以确保变压器装置的正常工作条件得以满足。此外，企业还应该多给维修技术人员提供培训的机会，使其进一步丰富自身的技术知识，特别是在应对新型的机械设备时，必须要熟练掌握配电变压器的结构特征及其工作特性，才可以针对各种工况判断出现的问题，减少或避免运行故障的出现，从而降低损失，为用户提供更优质的供电服务。

5 结语

现阶段，具备电气领域维护技术与经验的技术人员数量不足，导致不少问题在发生的第一时间未被及时发现，可能一些很小的问题因拖延时间过长而变成大问题，导致配电变压器必须大修，甚至整个元器件都要进行更换，这严重影响配电变压器的正常维护和检修工作，使得配电系统出现运行故障频发甚至导致设备损坏，对日常的正常供电产生了负面影响。所以，为了确保配电变压器的平稳工作，供电单位一定要做好平时的监视检测工作，努力提高职工的专业素养，并定时开展检测，同时也要认真严格的进行检查工作，以确保变压器的正常工作，为人民的日常生活工作提供最基本的供电保障。