全球配电变压器的常见故障及处理
Writer： 恒丰友电气 Time：2021-08-11 浏览量：次
配电变压器及其各辅助设备在长期运行过程中都会受到电、热、机械、化学和环境等等诸多因素的影响，健康状况逐渐变差，当其健康状况下降到一定程度时，就会影响配电变压器的安全运行。 配电变压器故障可分为内部故障和外部故障，内部故障是指配电变压器本体内部绝缘或绕组出现的故障，外部故障是指配电变压器辅助设备出现的故障。故障程度有轻有重，在故障较轻时，配电变压器虽能继续运行，但必须采取措施，同时监视故障的发展变化；当故障严重时，必须立即停止配电变压器的运行，防止故障扩大。 在配电变压器出现故障时，需判断准确，处理得当，既要防止故障扩大，又不可轻率停止配电变压器的运行，这就要求运行人员提高故障判别能力，积累运行经验，使配电变压器的故障得到正确判断和及时处理几种常见异常或故障的判断和处理方法。
一、配电变压器声音出现异常的情况:
1、电网发生单相接地或产生谐振过电压时，配电变压器的声音较平常尖锐;
2、当有大容量的动力设备起动时，负荷变化较大，使配电变压器声音增大。如配电变压器带有电弧炉、可控硅整流器等负荷时，由于有谐波分量，所以配电变压器内瞬间会发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声;
3、过负荷使配电变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声;
4、个别零件松动如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧或有遗漏零件在铁芯上，配电变压器发出强烈而不均匀的“噪音”或有“锤击”和“吹风”之声;
5、配电变压器内部接触不良，或绝缘有击穿，配电变压器发出“噼啪”或“吱吱”声，且此声音随距离故障点远近而变化;
6、系统短路或接地时，通过很大的短路电流，使配电变压器发出“噼啪”噪音，严重时将会有巨大轰鸣声;
7、系统发生铁磁谐振时，配电变压器发生粗细不匀的噪音。
二、配电变压器过热
过热对配电变压器是极其有害的。配电变压器绝缘损坏大多是由过热引起，温度的升高降低了绝缘材料的耐压能力和机械强度。IEC354《配电变压器运行负载导则》指出配电变压器最热点温度达到140℃时油中就会产生气泡，气泡会降低绝缘或引发闪络，造成配电变压器损坏。配电变压器的过热也对配电变压器的使用寿命影响极大。国际电工委员会(IEC)认为在：80—140℃的温度范围内，温度每增加6℃，配电变压器绝缘有效使用寿命降低的速度会增加一倍，这就是配电变压器运行的6℃法则（六度原则）。国标GB1094中规定：油浸配电变压器绕组平均温升限值是65℃，顶部油温升是55℃，铁芯和油箱是80℃。IEC还规定线圈热点温度任何时候不得超过140℃，一般取130℃作为设计值；配电变压器油温异常升高的原因可能有：① 配电变压器过负荷；② 冷却装置故障(或冷却装置末完全投入)；③配电变压器内部故障；④温度指示装置误指示。
发现配电变压器油温异常升高，应对以上可能的原因逐一进行检查，作出准确判断检查 并及时处理：
(1) 若运行仪表指示配电变压器已过负荷，单相配电变压器组三相各温度计指示基本一致(可能有几度偏差)，配电变压器及冷却装置无故障迹象，则油温升高由过负荷引起，则按过负荷处理。
(2) 若冷却装置未完全投入或有故障，应立即处理，排除故障；若故障不能立即排除，则必须降低配电变压器运行负荷，按相应冷却装置冷却性能与负荷的对应值运行。
(3) 若远方测温装置发出温度告警信号，且指示温度值很高，而现场温度计指示并不高，配电变压器又没有其它故障现象，可能是远方测温回路故障误告警，这类故障可在适宜的时候予以排除。
(4) 如果三相配电变压器组中某一相油温升高，明显高于该相在过去同一负荷，且同样冷却条件下的运行油温，而冷却装置、温度计均正常，则过热可能是由配电变压器内部的某种故障引起，应通知专业人员立即取油样作色谱分析，进一步查明故障。若色谱分析表明配电变压器存在内部故障，或配电变压器在负荷及冷却条件不变的情况下，油温不断上升，则应按现场规程规定将配电变压器退出运行。
(5) 造成主变温度异常升高的原因主要有:
a) 内部各接头发热
b) 线卷有匝间短路
c) 铁芯存在短路或涡流不正常现象
三、配电变压器绝缘油颜色出现显著变化的情况
绝缘油在运行时可能与空气接触，并逐渐吸收空气中的水份，从而降低绝缘性能。同时绝缘油也可能吸收、溶解大量空气，由于油经常在较高温度下运行，油与空气中的氧接触，生成各种氧化物，并且这些氧化物呈酸性，容易使得配电变压器内部的金属、绝缘材料受到腐蚀，增加油的介质损耗，随之降低绝缘强度，造成配电变压器内闪络，容易引起绕组与外壳的击穿。
四、油枕或防爆管出现喷油的情况
当二次系统突然短路，而保护拒动，或内部有短路故障，而出气孔和防爆管堵塞等，内部的高温和高热会使配电变压器油突然喷出，喷出后使油面降低，有可能引起瓦斯保护动作。
五、出现三相电压不平衡的情况
1、三相负载不平衡引起中性点位移，使三相电压不平衡;
2、系统发生铁磁谐振，使三相电压不平衡;
3、绕组局部发生匝间和层间短路，造成三相电压不平衡。
六、继电保护发生动作的情况
继电保护动作，一般说明配电变压器内部有故障。瓦斯保护是配电变压器的主要保护，它能监视配电变压器内部发生的部分故障，常常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作去掉闸。
1、轻瓦斯动作的原因有以下几方面:
（1）因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入配电变压器;
（2）温度下降和漏油使油位缓慢降低;
（3）配电变压器内部故障，产生少量气体;
（4）配电变压器内部短路;
（5）保护装置二次回路故障。
2、当外部检查未发现配电变压器有异常现象时，应查明瓦斯继电器中气体的性质
（1）如积聚在瓦斯继电器内的气体不可燃，而且是无色无嗅的，而混合气体中主要是惰性气体，氧气含量大于16%，油的闪点不降低，则说明是空气进入瓦斯继电器内，此时，配电变压器可继续运行。
（2）如气体是可燃的，则说明配电变压器内部有故障，应根据瓦斯继电器内积聚的气体性质鉴定配电变压器内部故障的性质，如气体的颜色为:
a、黄色不易燃的，且一氧化碳含量大于1-2%，为木质绝缘损坏;
b、灰色和黑色易燃的，且氢所含量在30%以下，有焦油味，闪点降低，则说明油因过热而分解或油内曾发生过闪络故障;
c、浅灰色带强烈臭味且可燃的，是纸或纸板绝缘损坏。
（3）如上述分析对配电变压器内的潜伏性故障还不能作出正确判断，则可采用气相色谱法作出适当判断。
进行气相色谱分析时，可从氢、烃类、一氧化碳、二氧化碳、乙炔的含量变化来判断配电变压器的内部故障，一般情况下:
a、当氢、烃类含量急剧增加，而一氧化碳、二氧化碳含量变化不大时，为裸金属（如:分接开关）过热性故障;
b、当一氧化碳、二氧化碳含量急剧增加时，为固体绝缘物（木质、纸、纸板）过热性故障;
c、当氢、烃类气体增加时，乙炔含量很高，为匝间短路或铁芯多点接地等放电性故障。
七、绝缘瓷套管出现闪络和爆炸的情况
1、由于密封橡胶垫质量不好，安装位置不当，螺母压得不紧等原因，导致套管密封不严，因进水或潮气浸入使绝缘受潮而损坏;
2、电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成的游离放电;
3、套管表面积垢严重，以及套管上有大的碎片和裂纹，均会造成套管闪络和爆炸事故。
八、分接开关出现故障的情况
配电变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪点降低。这些都可能是分接开关故障而出现的现象。
1、分接开关故障原因如下:
（1）分接开关触头弹簧压力不足，触头滚轮压力不匀，使有效接触面积减少，以及因镀银层的机械强度不够而严重磨损等会引起分接开关烧毁;
（2）分接开关接触不良，经受不起短路电流的冲击而发生故障;
（3）倒分接开关时，由于分头位置切换错误，引起开关烧坏;
（4）相间距离不够，或绝缘材料性能降低，在过电压作用下短路。
如发现电流、电压、温度、油位、油色和声音发生变化，应立即取油样作气相色谱分析。当鉴定为开关故障时，应立即将分接开关切换到完好的档位运行。
2、在运行中，开关接触部分触头可能磨损，未用部分触头长期浸在油中可能因氧化而产生一层氧化膜，使分接头接触不良。因此，为防止分接开关故障，切换时必须测量各分头的直流电阻，如发现三相电阻不平衡，其相差值不应超过2%。
3、倒分接头时，应核对油箱外的分接开关指示器与内部接头的实际连接情况，以保证接线正确。此外，每次倒分接头时，应将分接开关手柄转动10次以上，以消除接触部分的氧化膜及油垢，再调整到新的位置。
九、冷却装置故障
冷却装置是通过配电变压器油帮助绕组和铁芯散热。冷却装置正常与否，是配电变压器正常运行的重要条件。在冷却设备存在故障或冷却效率达不到设计要求时，配电变压器是不宜满负荷运行的，更不宜过负荷运行， 需要注意的是，在油温上升过程中，绕组和铁芯的温度上升快，而油温上升较慢。可能从表面上看油温上升不多，但铁芯和绕组的温度已经很高了，所以，在冷却装置存在故障时，不仅要观察油温，还应注意配电变压器运行的其它变化，综合判断配电变压器的运行状况。
冷却装置常见的故障及处理方法如下。
(1) 冷却装置电源故障。冷却装置常见的故障就是电源故障，如熔丝熔断、导线接触不良或断线等。当发现冷却装置整组停运或个别风扇停转以及潜油泵停运时，应检查电源，查找故障点，迅速处理。若电源已恢复正常，风扇或潜油泵仍不能运转，则可按动热继电器复归按钮试一下。若电源故障一时来不及恢复，且配电变压器负荷又很大，可采用临时电源，使冷却装置先运行起来，再去检查和处理电源故障。
(2) 机械故障。冷却装置的机械故障包括电动机轴承损坏、电动机绕组损坏、风扇扇叶变形及潜油泵轴承损坏等。这时需尽快更换或检修。
(3) 控制回路故障。小控制回路中的各元件损坏、引线接触不良或断线、接点接触不良时，应查明原因迅速处理。
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