配电变压器故障分析及对策研究

摘要：在电力系统中, 配电变压器有着重要的地位，有利于电力工程的正常运行。本文把引发配电变压器的常见故障的因素分为外部和内部两大类，针对这些因素进行分析和探讨，最后提出防范对策，以确保配电变压器的安全、顺利运行。

关键词：配电变压器；故障分析；对策

Abstract: in the power system, power distribution transformer has an important position, be helpful for the normal operation of the electric power project. The cause of distribution transformer common faults of the internal and external factors are divided into two categories, according to these factors were analyzed and discussed, and finally puts forward countermeasures, in order to ensure the safety of distribution transformer, running smoothly.

Keywords: distribution transformer; Failure analysis; countermeasures

中图分类号： TM41文献标识码：A 文章编号：

1 前言

作为电力系统中重要的电能传输与变换设备，配电变压器的安全和顺利运行，直接影响到用户生产生活的稳定。但是在实际中，由于各种原因，配电变压器往往会发生这样那样的故障，对电网产生不利的影响。为了提高配电变压器的运行能力和检修水平，本文将配电变压器的常见故障类型分为外部原因与内部原因两方面，分别进行了具体的分析和探讨，以求为配电变压器的运行和维护工作提供针对性的建议和对策。下文中所提变压器均指配电变压器。

2 变压器常见故障和原因分析

2.1 外部故障

低压断线故障。此类故障往往发生在变压器低压侧的低压引线与接线柱连接处，一般是先出现局部发热，产生油质受氧化状况。如果没有得到及时处理，就会逐步发展为发热、甚至跳火，造成接线柱表面过热，变压器内部温度过高，绝缘被破坏，线路被烧断。

套管闪络。此类故障是变压器常见异常状况之一。引起此种异常的原因有：变压器胶珠老化引起渗油，使空气中的导电尘埃吸附于套管表面，遇到大雾或小雨时形成污闪，造成变压器高压侧单相接地短路；异物落在变压器箱盖上，如大风吹落树枝到箱盖上，引起相间短路或套管放电；此外，套管因受到外力冲撞或热应力、机械应力而破损也是引起套管闪络的原因之一。

过电压故障。雷击等因素会引起电网内部的电磁能量异常转换，导致电压骤然升高，严重时可能危及变压器的内部绝缘结构，甚至烧毁变压器。变压器的高低压线路是架空线路，且架设在平原地区时受雷击的概率高，线路遭遇雷击时，会在变压器绕组上产生比额定电压高几十倍或以上的异常电压。此外，无功补偿引起谐振、铁磁谐振及间歇电弧接地等也会引起过电压。

接地故障。当低压侧中性点接地的变压器接地线连接不良时，将会导致负载不平衡，接触电阻过大，中性点电流很有可能烧断接地线，并造成中性点移动，将对用户的人身安全和设备安全形成威胁。

短路故障。此处指二次短路故障，在二次侧产生高于额定电流几倍甚至几十倍的短路电流，而在一次侧也要同时产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的去磁作用，使得变压器承受巨大的电磁力和短路电流，同时在线圈内部产生巨大的机械应力，将导致绕组变形、线圈压缩、变压器油质劣化、铁芯夹板螺丝松动、高压线圈畸形或开裂，严重时甚至会对变压器的铁心结构造成毁灭性的破坏[1]。

2.2 内部故障

铁心故障。此类故障常见的包括：铁心多点接地，铁心与穿心螺杆间的绝缘损坏，铁芯硅钢片短路，铁心表面金属间短接，硅钢片绝缘老化短路等。这类故障会造成铁心环流损耗异常，严重时甚至会烧毁铁心。如铁心多点接地时，铁芯和夹板之间有金属粉尘，在电磁力的作用下构成桥状，引起多点接地，会造成铁心局部过热而损坏线圈内部绝缘。

绕组故障。在变压器长期运行的过程中，绕组发热主要由于绝缘油质差以及油面过低形成的，如年久失修的老变压器，由于各种原因造成油面降低，绝缘油与空气长时间接触，空气中的水分大量渗入绝缘油，降低了绝缘强度，将使绝缘材料老化，导致相间、匝间或对地短路。巨大的短路电流使得变压器内部过热，产生巨大的电磁力，严重时，甚至引起绕组引线断裂。

分接开关故障。在一般情况下，分接开关自身质量差、连接处螺丝松弛、弹簧压力不够、触头表面受到脏污氧化等情况，都可能致使分接开关的接触不良，然而，在负荷和温度变化时，油标管内的油位不发生变化，因此往往不容易得到及时的发现。分接开关的绝缘在空气中，受潮一段时间后性能下降，引起短路，进而引发开关被烧坏或放电的事故。

变压器油质劣化或漏油。在变压器长期运行的过程中，在温度、电场、磁场、以及材料特性等多种因素的共同作用下，往往可能导致变压器油表面发生氧化现象，致使绝缘强度降低，严重时甚至引发短路故障。此外，因为漏油而造成的油面下降，也可能会引发短路故障。

熔体选择不当。变压器通常在高压侧采用熔断器保护，如果熔断电流的配置选择过小，那么在正常运行状况下容易熔断，使用户供电中断；如果熔断电流的配置选择过大，将无法起到保护作用。在某些配电工程，特别是在农村变压器上，由于成本等原因常采用铜线、铁丝或铝线代替熔丝，也使变压器无法得到有效的保护[2]。

3 变压器故障的防范对策

3.1 外部故障的防范对策

为防范低压断线故障的发生，在日常运行中，应定期检查变压器引线螺栓的紧固与接触状况，并常常用红外测温仪来监测引线螺栓接触点附近的温度分布情况。用压缩型的设备夹，保证各个部分连接的可靠性。此外，必须采用铜铝过渡连接的方式在变压器上进行接线安装。变压器扩容之后，如果导线没有达到足够的容量，应重新选择合适的导线。

为防范套管闪络的发生，在日常检测中，应定期清洁变压器的高压套管，扫除各种放电因素。

为防范过电压故障的发生，应在变压器的高低压侧都装设合格可靠的避雷器，并在雷雨季节到来之前加强监测和控制。选用正规的避雷器[3]。对运行中的地网，应按照《电力设备预防试验规程》中规定的内容和周期进行检验。

为防范接地故障的发生，应注意经常检查接地点与接地线之间的连接状况，并且定时对接地电阻进行测量。

为防范短路故障的发生，变压器必须有短路保护装置，在高压低压侧分别安装跌落式熔断器以及空气断路器，并保证二者有足够的反应灵敏度。一般情况下变压器的高压侧（跌落保险）熔丝选择在1.2～1.5倍高压侧额定电流以内，低压侧的断路器按额定电流选用。科学配置熔丝，严禁采用铜、铁线代替熔丝。

3.2 内部故障的防范对策

为防范铁心故障的发生，应定期检查变压器铁心的绝缘状况，尤其应注意比照绝缘电阻的规程值与测量值，一旦发现绝缘电阻的测量值小于规程值，必须及时进行修理。

为防范绕组故障的发生，应注意定期测量绕组中绝缘电阻与直流电阻，及时发现异常。同时应在变压器低压侧上安装三相电流表，以监测线路负载电流的变动。此外，在日常运行过程中，应尽量避免过负荷运行。

为防范分接开关故障的发生，应坚持定期转动分接开关，以清除油污和氧化膜，并定期检测开关接触是否良好。另外，还应注意检查分接头绝缘电阻是否受潮。

为防范变压器油质劣化与漏油事故。应定期对油质和油位进行监测，以及选择适用的熔体。

4 小结

综上所述，配电变压器是基层供电管理的关键设备，应对其加强维护和检修力度，对其异常状态给予及时的检测和处理，以此预防配电变压器故障，确保电网运行的安全性和稳定性。

参考文献：

[1] 文远芳.高电压技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2001．

[2] 周志敏等.变压器实用技术问答[M].北京:电子工业出版社,2004

[3]蔡育明.配电变压器故障及预防措施探讨[J].沿海企业与科技,2010,(02):77-79.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。