10kV变压器状态检修与故障分析

摘 要：变压器作为电力系统中重要的电能转换装置，在供电系统中占有重要的地位。变压器作为变电站中工作时间最长的设备，在运行过程中会出现很多异常状况和故障，这些故障将直接影响到电网运行的安全性和可靠性，因此对变压器进行状态检修和故障排除显的非常重要。本文对10kV变压器状态检修与相关故障进行了分析。

关键词：10kV变压器；状态检修；故障分析

中图分类号：TM41 文献标识码：A

引言

随着我国国民经济和工业的快速发展，对电网运行的可靠性和电能质量有了更高的要求。变压器作为电能电压等级的转换装置对电网的安全运行具有重要的影响。10kV变压器作为变电站的重要组成部分，对其进行合理的检修能够提高电网运行的安全性和可靠性。

一、10kV变压器的状态检修

1 状态检修的定义及重要意义

变压器状态检修是指一种以设备监测、诊断、评估提供的状态信息为依据的预防性检修。检修是综合了输变电设备所有技术及管理的行为，包括为保持或恢复到它能执行所要求的功能状态所需的监督管理。变压器的状态检修是基于一种科学合理的分析方式的基础之上，综合了各种检测分析设备的状态，并且以评估结果为依据最终得出检修策略的综合性检修方式。这种检修方式不仅能够节约成本，延长变压器的年检周期，而且提高了变压器运行的可靠性。

与传统的定期检查相比较，10kV变压器状态检修能够24小时实时的对变压器运行状态进行监控。同时该种变压器检测方式保证了每项检测工作的必要性，避免了人力和物力的浪费，节约了相关的资源和时间，并且提高了10kV变压器运行的可靠性。现阶段10kV变压器检修需要投入大量的人力和物力，但是检修效果也只是一般。据美国电力研究院（EPRI）和工业电力设备维护公司（CSI）的统计数据表明：在电力系统实施适当的状态检修可以提高变压器可用率2%～10%，节约检修费用25%～30%，延长变压器寿命10%～15%。

另外，根据广东佛山某供电公司的数据可知，在未对变电站采取状态检修前，需要对变电站检修预试，进行频繁的倒母线操作等，平均每年由此发生误操作事故在一起以上，自从采取了状态检修后未发生过一起误操作事故，并且每年预试中10kV―110 kV设备的检缺率明显降低，检缺率只有千分之一到千分之二。

二、10kV变压器常见故障分析

变压器的故障分为外部故障和内部故障两种。外部故障一般是指故障发生在变压器的外部，比如绝缘套管发生破裂等故障。内部故障是指发生在变压器内部的故障，比如变压器绕组间短路，绕组线圈匝间短路等等。其次还会因为变压器在制作过程中制作流程不合理，制作工艺不合格，绕组无法被紧密的压制在一起导致变压器在工作过程中会出现绕组变形从而使得绝缘出现损坏。另外变压器绝缘油与空气接触时间过程会使油出现酸化现象使得绝缘效果降低，变压器绝缘油内如果混入水分则会导致绝缘油出现劣化。

1绕组故障。变压器绕组接地、绕组的匝间短路、绕组断线以及绕组出头接头开焊等故障均属于变压器绕组故障。很多原因均会造成变压器绕组出现以上所述类型的故障。比如变压器在运行过程中有杂物落入绕组里面的话就会使得变压器绕组温度升高以致绝缘出现老化或者是损坏，遗留下缺陷。

2变压器铁芯故障。变压器铁轮的夹紧螺杆或者是铁芯柱的穿心螺杆的绝缘损坏会引起变压器的铁芯故障。当10kV变压器的铁芯发生故障时，会使得变压器的铁片和螺杆短路，从而使得铁片和螺杆之间产生环流生成大量的热，最终使得铁芯中的叠片绝缘介质融化发生损坏，从而导致绝缘介质发生恶劣化。

变压器在运行过程中如果已经判定铁芯发生了故障，需要及时的对故障进行排除。在进行故障检测时首先应当测量变压器各相绕组之间的电阻，如果各个绕组间的直流电阻的阻值相差很大说明是绕组之间的故障。接着对变压器铁芯的外观进行检验测量，测量其绝缘电阻，如果损坏非常的严重则需要进行更换铁芯。

3 变压器瓦斯保护故障。。变压器的主保护普遍均采用瓦斯保护，瓦斯保护又分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，瓦斯保护在工作过程中也会出现一些故障。下面介绍两种瓦斯保护误动作原因及相应的处理措施。（1）轻瓦斯保护出现报警信号。当变压器内部的保护回路出现故障，变压器内部进入水分或者是内部元件未牢固固定均会出现该故障。一旦出现轻瓦斯故障信号，应该在瓦斯继电器处采集气样并送往试验单位进行分析。（2）重瓦斯保护动作。一般情况下只有变压器内部出现严重故障时，会导致变压器油在段时间内分解出现大量气体。当变压器出现重瓦斯保护动作时，应当立即将备用变压器投入使用，同时对出现故障的变压器进行检修。首先应当对故障变压器的外壳进行检查，检查外壳有没有出现损坏，有没有出现变形焊接处是否有裂纹。最后要将故障气体取样进行分析。如果经过详细的检查发现不是变压器内部故障，则有可能是外侧的断路器出现故障跳闸引起的，此时应当及时检查外部保护装置。

三、10kv变压器状态检修与故障实例分析

某10kV变电站的总容量为30MVA，10kV进线为两回，6kV出现为6回。其中10kV和6kV母线回路采用单母线分段式连接方式。

1故障情况。该站在#2主变压器停电实验过程中发现10kV套管出现电容超标现象，因此通知厂家进行更换套管。在更换套管时向变压器内注入了80斤变压器油。在变压器再次投入运行后，按照规程采用色谱跟踪法对绝缘油进行分析。分析结果显示，变压器油中总烃以及氢气的含量异常上升。采取措施是多次取样进行分析，并加强对设备状况的监测。

2 故障检查。采用由色谱分析、红外测温和铁芯接地测试等状态检测技术对变压器的运行状态进行分析，最终确定故障原因。首先对变压器油进行色谱分析，经过检测分析发现乙烯是主要成分，因此可以判断变压器的内部存在着过热的现象。接着进行铁芯接地电流测试，测试电流为62mA未超过规定上限100mA值，因此不存在铁芯过热的情况。综合以上两组测试数据可知，变压器的故障应该是回路接触不良。

接着对10kV侧的调压开关和10kV、6kV侧的出线和导电杆连接点进行测试。将变压器油放出后检查10kV侧的调压开关，发现变压器三相触头都有不同程度的烧伤状况。将设备停电，进行10kV直流电阻测试实验经过测试发生三相不平衡度为52%，因此综合以上所有检测结果可知故障区域在10kV侧的调压开关附近。

3故障分析及采取措施。将10kV侧的调压开关拆开分析发现，调压开关的触头部位的弹簧压力不够，导致接触不良从而使得接触部位发热，另外调压开关采用的材料质量不过关，设计工艺均不能满足要求。

针对以上原因，要求厂家更换相关元件，并且对另一台变压器及时的采取预试措施。变压器修复后对变压器每周取油三次，开展油务情况跟踪分析等状态检测工作，防止类似故障再次发生。

结语

变压器作为变电站中最重要的变电设备之一，它的安全运行将直接影响到电网的安全运行。虽然变压器本身具有很多的保护措施，但是由于变压器内部结构复杂，电网对电能的需求在时刻变化导致变压器在工作运行中会出现各种各样的异常现象，变压器故障率较高。传统的变压器检修方法已经无法满足现阶段对设备可靠性的要求。本文对10kV变压器状态检修与相关故障进行了实例分析，变压器状态检修不仅能够节约成本跟能够有效的提高设备运行的可靠性，保证电网的安全运行。

参考文献

[1]董杰.10kV变压器检修与维护研究[J].技术探讨，2012，6（238）：141-142.