配電干式變壓器燒壞的原因分析及防范措施

摘要：針對(duì)配電干式變壓器事故率高的現(xiàn)象，著重分析了配電干式變壓器燒壞的幾種主要原因，提出了具體的防范措施，為防止發(fā)生配電干式變壓器燒毀故障提供借鑒。關(guān)鍵詞：配電干式變壓器；燒壞；原因分析；防范措施

配電變壓器燒毀原因分析及預(yù)防措施

文摘：針對(duì)配電變壓器事故率高的問(wèn)題，著重分析了配電變壓器燒損的幾個(gè)重要原因，并提出了一些具體的預(yù)防措施，為防止配電變壓器燒損故障提供參考。關(guān)鍵詞：配電變壓器；倦怠；原因分析；預(yù)防措施

在電力系統(tǒng)中，配電干式變壓器占有極其重要的地位。一旦燒毀，將直接或間接地給工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的正常生活帶來(lái)?yè)p失。1原因分析1.1絕緣性能超標(biāo)1.1.1干式變壓器電流浪涌隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的深入，城鄉(xiāng)用電量有很大程度的增加，但由于部分低壓線路維護(hù)不到位，過(guò)載短路的可能性大大增加，導(dǎo)致干式變壓器電流超過(guò)額定電流數(shù)倍甚至數(shù)十倍。此時(shí)，繞組受電磁轉(zhuǎn)矩影響很大，發(fā)生位移和變形。由于電流急劇增加，配電干式變壓器線圈溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣加速老化，形成碎片脫落，露出線體，造成匝間短路，燒毀配電干式變壓器。1.1.2繞組絕緣潮濕。該故障主要是由絕緣油質(zhì)量差或油位低引起的。a .干式變壓器投入運(yùn)行前，濕氣侵入，使絕緣受潮；或者干式變壓器位于潮濕場(chǎng)所和多雨地區(qū)，濕度過(guò)高。b .在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和運(yùn)行過(guò)程中維護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致水分、雜質(zhì)或其他油漬混入油中，大大降低了絕緣強(qiáng)度。c .制造時(shí)，繞組內(nèi)層未浸漆，干燥不徹底，繞組引線接頭焊接不良，絕緣不完全，導(dǎo)致匝間短路和層間短路。配電干式變壓器的繞組損壞發(fā)生在一次側(cè)，主要是匝間短路、層間短路或繞組對(duì)地短路。當(dāng)達(dá)到或接近使用壽命時(shí)，絕緣自然干燥并變黑，失去絕緣。d .絕緣老化或油位降低一些年久失修的老式干式變壓器油位降低，絕緣油與空氣的接觸面積增大，空氣中的水分進(jìn)入油位加快，絕緣強(qiáng)度降低。當(dāng)絕緣降低到一定值時(shí)，就會(huì)發(fā)生短路。因此，運(yùn)行中的配電干式變壓器必須定期進(jìn)行油位和油脂測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。1.2空載調(diào)壓開(kāi)關(guān)1.2.1當(dāng)分接開(kāi)關(guān)受潮時(shí)，油將從帽、套管、分接開(kāi)關(guān)、端蓋、油閥等處泄漏。使分接開(kāi)關(guān)暴露在空氣中并逐漸受潮。因?yàn)榕潆姼墒阶儔浩鞯挠蜆?biāo)位于儲(chǔ)油柜中間，從干式變壓器箱到儲(chǔ)油柜的輸油管線比儲(chǔ)油柜底部高出25 mm以上。干式變壓器運(yùn)行中產(chǎn)生的碳化物受熱后產(chǎn)生油焦等物質(zhì)堵塞油標(biāo)呼吸孔，少量干式變壓器油殘留在油標(biāo)中。當(dāng)負(fù)荷和環(huán)境溫度變化時(shí)，油標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)的油位不變，不注意加油容易產(chǎn)生虛假油位。外露式分接開(kāi)關(guān)受潮一段時(shí)間后性能下降，導(dǎo)致放電短路，損壞干式變壓器。1.2.2高溫過(guò)熱干式變壓器油主要用于繞組的絕緣、散熱和防潮。干式變壓器油溫高將直接影響干式變壓器的正常運(yùn)行和使用壽命。干式變壓器分接開(kāi)關(guān)在正常運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)期浸泡在高于常溫的油中，特別是在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，使分接開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期處于過(guò)載狀態(tài)運(yùn)行，會(huì)造成分接開(kāi)關(guān)觸頭上出現(xiàn)碳膜和油垢，然后觸頭發(fā)熱后彈簧壓力降低，尤其是在接觸環(huán)中，由于材料和制造工藝不好，彈性迅速下降；或零件變形，分接開(kāi)關(guān)的引線頭和連接螺釘松動(dòng)等。即使經(jīng)過(guò)處理，導(dǎo)電部件也可能接觸不良，接觸電阻會(huì)增加，并會(huì)發(fā)生發(fā)熱和電弧燒傷。電弧還會(huì)產(chǎn)生大量氣體，分解具有導(dǎo)電性能的碳化物和熔化的銅顆粒，噴在箱體、一次/二次套管、繞組層和匝層上，造成短路，燒壞干式變壓器

1.2.4由于人為原因，部分電工對(duì)空載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的原理不清楚，往往導(dǎo)致調(diào)壓不正確，造成動(dòng)、靜觸頭部分接觸等。安裝過(guò)程不良，干式變壓器各部位緊固螺栓檢查不慎，導(dǎo)致水流入干式變壓器箱內(nèi)，使分接開(kāi)關(guān)和繞組絕緣受潮；運(yùn)維不到位，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行DL/T572-1995《干式變壓器運(yùn)行規(guī)程》。大多數(shù)干式變壓器從安裝到干式變壓器燒毀都沒(méi)有經(jīng)過(guò)日常維護(hù)和污垢處理，導(dǎo)致干式變壓器散熱閾值惡化和燒毀。因此，配電干式變壓器空載調(diào)壓后，為了避免分接開(kāi)關(guān)接觸不良，需要用DC電橋測(cè)試電路的完整性和三相電阻的均勻性。1.3鐵芯多點(diǎn)接地1.3.1鐵芯a接地原因鐵芯夾板的套管損壞后，與鐵芯接觸形成多點(diǎn)接地，導(dǎo)致

鐵芯局部過(guò)熱而損壞線圈絕緣。   b．鐵芯與夾板之間有金屬異物或金屬粉末，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點(diǎn)接地。 c．鐵芯與夾板之間的絕緣受潮或多處損傷，導(dǎo)致鐵芯與夾板有多點(diǎn)出現(xiàn)低電阻接地。1．3．2 鐵芯硅鋼片短路 雖然硅鋼片之間涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流而不能阻止高壓感應(yīng)電流。當(dāng)硅鋼片表面上的絕緣漆因運(yùn)行年久，絕緣自然老化或損傷后，將產(chǎn)生很大的渦流損耗，增加鐵芯局部發(fā)熱，使高、低繞組溫升加劇，造成干式變壓器繞組絕緣擊穿短路而燒毀。因此，對(duì)配電干式變壓器應(yīng)定期進(jìn)行吊芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕緣超標(biāo)時(shí)，及時(shí)處理。1．4 雷擊與諧振1．4．1 雷擊過(guò)電壓 配電干式變壓器的高低壓線路大多是由架空線路引入，在山區(qū)、林地、平原受雷擊的幾率較高，線路遭雷擊時(shí)，在干式變壓器繞組上將產(chǎn)生高于額定電壓幾十倍以上的沖擊電壓，倘若安裝在配電干式變壓器高低壓出線套管處的避雷器不能進(jìn)行有效保護(hù)或本身存在某些隱患，如避雷器未投入運(yùn)行或未按時(shí)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，避雷器接地不良，接地線路電阻超標(biāo)等，則配電干式變壓器遭雷擊損壞將難以避免。1．4．2 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振 農(nóng)網(wǎng)中10 kV配電線路由于長(zhǎng)短、對(duì)地距離、導(dǎo)線規(guī)格不一，從而具備形成過(guò)電壓的條件。在這些農(nóng)網(wǎng)中，小型干式變壓器、電焊機(jī)、調(diào)速機(jī)較多，使得10k V配電系統(tǒng)的某些電氣參數(shù)發(fā)生很大變化，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)諧振。每諧振一次，干式變壓器電流激增一次，此時(shí)除了造成干式變壓器一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將損壞干式變壓器繞組。個(gè)別情況下，還會(huì)引起干式變壓器套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。1．5 二次側(cè)短路 當(dāng)干式變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時(shí)，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流20～30倍的短路電流，而在一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來(lái)抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用，如此大的電流作用于高電壓繞組上，線圈內(nèi)部將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會(huì)松動(dòng)脫落，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導(dǎo)致干式變壓器在很短的時(shí)間內(nèi)燒毀。1．6 一/二次熔體選擇不當(dāng) 配電干式變壓器一/二次通常采用熔絲保護(hù)，因?yàn)槿劢z是用于保護(hù)干式變壓器的一/二次出線套管、二次配線和干式變壓器的內(nèi)部線路，所以若熔斷電流選擇過(guò)大，將起不到保護(hù)作用。若熔斷電流選擇過(guò)小，則在正常運(yùn)行狀況下極易熔斷，造成用戶供電的中斷，此時(shí)，若三相熔絲只熔斷一相，則對(duì)用戶造成的危害更大。   因此，在正常使用中，熔絲的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：一次側(cè)熔絲熔斷電流為干式變壓器一次額定電流的1．5～2倍；二次側(cè)熔絲熔斷電流為干式變壓器二次側(cè)額定電流。1．7 其它 a．由于干式變壓器的一/二次側(cè)引出均為銅螺桿，而架空線路一般都采用鋁芯導(dǎo)線，銅鋁之間在外界因素的影響下，極易氧化腐蝕。在電離的作用下，銅鋁之間形成氧化膜，接觸電阻增大，使引線處銅螺桿、螺帽、引線燒毀。 b．套管閃絡(luò)放電也是干式變壓器常見(jiàn)異常之一。造成此種異常的原因有：制造中有隱傷或安裝中碰傷；膠珠老化滲油后遇到空氣中的導(dǎo)電金屬塵埃吸附在套管表面，當(dāng)遇到潮濕天氣、系統(tǒng)諧振、雷擊過(guò)電壓等，就會(huì)發(fā)生套管閃絡(luò)放電或爆炸。 c．在檢修或安裝過(guò)程中，緊固或松動(dòng)干式變壓器引出線螺帽時(shí)，導(dǎo)電螺桿跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致一次側(cè)線圈引線斷線或二次側(cè)引出的軟銅片相碰造成相間短路。在吊芯檢修時(shí)，有時(shí)不慎將線圈、引線、分接開(kāi)關(guān)等處的絕緣破壞或工具遺留在干式變壓器內(nèi)。在干式變壓器上進(jìn)行檢修時(shí)，不慎跌落物件、工具砸壞套管，輕則發(fā)生閃絡(luò)，重則短路接地。 d．并聯(lián)運(yùn)行的配電干式變壓器在檢修、試驗(yàn)或更換電纜后未進(jìn)行逐一校相，隨意接線導(dǎo)致相序接錯(cuò)，干式變壓器在投入運(yùn)行后將產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒毀干式變壓器。2 防范措施 配電干式變壓器燒壞的事故，有相當(dāng)部分是完全可以避免的，還有一些只要加強(qiáng)設(shè)備巡視，嚴(yán)格按章操作，隨時(shí)可以把事故消除在萌芽狀態(tài)。2．1 投運(yùn)前檢測(cè) 配電干式變壓器投運(yùn)前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其主要內(nèi)容如下。 a．油枕上的油位計(jì)是否完好，油位是否清晰且在與環(huán)境相符的油位線上。過(guò)高，在干式變壓器投入運(yùn)行帶負(fù)荷后，油溫上升，油膨脹很可能使油從油枕頂部的呼吸器連接管處溢出；過(guò)低，則在冬季輕負(fù)荷或短時(shí)間內(nèi)停運(yùn)時(shí)，可能使油位下降至油位計(jì)看不到的位置。 b．蓋板、套管、油位計(jì)、排油閥等處是否密封良好，有無(wú)滲油現(xiàn)象。否則當(dāng)干式變壓器帶負(fù)荷后，在熱狀態(tài)下，會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象。  c．防爆管(安全氣道)的防爆膜是否完好。  d．呼吸器的吸潮劑是否失效。 e．干式變壓器的外殼接地是否牢固可靠，因?yàn)樗鼘?duì)干式變壓器起著直接的保護(hù)作用。 f．干式變壓器一/二次出線套管及它們與導(dǎo)線的連接是否良好，相色是否正確。 g．干式變壓器上的銘牌與要求選擇的干式變壓器規(guī)格是否相符。例如各側(cè)電壓等級(jí)、干式變壓器的接線組別、干式變壓器的容量及分接開(kāi)關(guān)位置等。 h．測(cè)量干式變壓器的絕緣，用1 000～2 500 MΩ表測(cè)量干式變壓器的一/二次繞組對(duì)地絕緣電阻(測(cè)量時(shí)，非被測(cè)量繞組接地)，以及一/二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度，絕緣電阻的允許值沒(méi)有硬性規(guī)定，但應(yīng)與歷史情況或原始數(shù)據(jù)相比較，不低于出廠值的70％(當(dāng)被測(cè)干式變壓器的溫度與制造廠試驗(yàn)時(shí)的溫度不同時(shí)，應(yīng)換算到同一溫度進(jìn)行比較)。 i．測(cè)量干式變壓器組連同套管的直流電阻，根據(jù)GB50150－1991《電器裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》第6．0．2條的有關(guān)規(guī)定：配電干式變壓器各相直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的4％，線間直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的2％。 若以上檢查全部合格，則先將干式變壓器空投(不帶負(fù)荷)。檢查電磁聲有無(wú)異常，測(cè)量二次側(cè)電壓是否平衡。如平衡說(shuō)明干式變壓器變比正常，無(wú)匝間短路，干式變壓器可以帶負(fù)荷正常運(yùn)行。2．2 運(yùn)行中注意事項(xiàng) a．在使用配電干式變壓器的過(guò)程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴(yán)重失衡，應(yīng)及時(shí)采取措施調(diào)整。同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查干式變壓器的油位、油色，有無(wú)滲漏，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)消除，避免分接開(kāi)關(guān)、線圈因受潮而燒壞。 b．定期清理配電干式變壓器上的污垢，檢查套管有無(wú)閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無(wú)斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期遙測(cè)接地電阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。 c．在接/拆配電干式變壓器引出線時(shí)，嚴(yán)格按照檢測(cè)工藝操作，避免引出線內(nèi)部斷裂。合理選擇二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式，如采用銅鋁過(guò)渡線夾或線板等。在接觸面上涂上導(dǎo)電膏，以增大接觸面積與導(dǎo)電能力，減少氧化發(fā)熱。 d．推廣使用S9系列新型防雷節(jié)能干式變壓器或者在配電干式變壓器一/二次側(cè)裝設(shè)避雷器，并將避雷器接地引下線、干式變壓器的外殼、二次側(cè)中性點(diǎn)3點(diǎn)共同接地。堅(jiān)持每年一次的年度預(yù)防性試驗(yàn)，將不合格的避雷器及時(shí)更換，減少因雷擊諧振而產(chǎn)生過(guò)電壓損壞干式變壓器。 e．在切換無(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)時(shí)，每次切換完成后，首先應(yīng)測(cè)量前后2次直流電阻值，做好記錄，比較三相直流電阻是否平衡。在確定切換正常后，才可投入使用，在各檔位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，除分別做好記錄外，注意將運(yùn)行檔直流電阻放在較后一次測(cè)量。

參考文獻(xiàn)

［1］徐名通．電力干式變壓器的運(yùn)行和檢修［M］．北京：水利電力出版社，1976．［2］楊 體．干式變壓器無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的故障、檢測(cè)與調(diào)試［J］．電力自動(dòng)化產(chǎn)品信息，2001，(3)．

來(lái)源：河北電力技術(shù)