配電干式變壓器燒壞的原因分析及防范措施

摘要：針對配電干式變壓器事故率高的現象，著(zhù)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防措施

文摘：針對配電變壓器事故率高的問(wèn)題，著(zhù)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??；原因分析；預防措施

在電力系統中，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1.1.1干式變壓器電流浪涌隨著(zhù)城鄉電網(wǎng)改造的深入，城鄉用電量有很大程度的增加，但由于部分低壓線(xiàn)路維護不到位，過(guò)載短路的可能性大大增加，導致干式變壓器電流超過(guò)額定電流數倍甚至數十倍。此時(shí)，繞組受電磁轉矩影響很大，發(fā)生位移和變形。由于電流急劇增加，配電干式變壓器線(xiàn)圈溫度迅速升高，導致絕緣加速老化，形成碎片脫落，露出線(xiàn)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，濕度過(guò)高。b .在儲存、運輸和運行過(guò)程中維護不當，導致水分、雜質(zhì)或其他油漬混入油中，大大降低了絕緣強度。c .制造時(shí)，繞組內層未浸漆，干燥不徹底，繞組引線(xiàn)接頭焊接不良，絕緣不完全，導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，主要是匝間短路、層間短路或繞組對地短路。當達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，絕緣強度降低。當絕緣降低到一定值時(shí)，就會(huì )發(fā)生短路。因此，運行中的配電干式變壓器必須定期進(jìn)行油位和油脂測試，發(fā)現問(wèn)題要及時(shí)處理。1.2空載調壓開(kāi)關(guān)1.2.1當分接開(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。因為配電干式變壓器的油標位于儲油柜中間，從干式變壓器箱到儲油柜的輸油管線(xiàn)比儲油柜底部高出25 mm以上。干式變壓器運行中產(chǎn)生的碳化物受熱后產(chǎn)生油焦等物質(zhì)堵塞油標呼吸孔，少量干式變壓器油殘留在油標中。當負荷和環(huán)境溫度變化時(shí)，油標準管內的油位不變，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行和使用壽命。干式變壓器分接開(kāi)關(guān)在正常運行時(shí)，長(cháng)期浸泡在高于常溫的油中，特別是在偏遠的農村地區，使分接開(kāi)關(guān)長(cháng)期處于過(guò)載狀態(tài)運行，會(huì )造成分接開(kāi)關(guān)觸頭上出現碳膜和油垢，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(xiàn)頭和連接螺釘松動(dòng)等。即使經(jīng)過(guò)處理，導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，部分電工對空載調壓開(kāi)關(guān)的原理不清楚，往往導致調壓不正確，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，導致水流入干式變壓器箱內，使分接開(kāi)關(guān)和繞組絕緣受潮；運維不到位，沒(méi)有嚴格執行DL/T572-1995《干式變壓器運行規程》。大多數干式變壓器從安裝到干式變壓器燒毀都沒(méi)有經(jīng)過(guò)日常維護和污垢處理，導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壓后，為了避免分接開(kāi)關(guān)接觸不良，需要用DC電橋測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，導致

鐵芯局部過(guò)熱而損壞線(xiàn)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，導致鐵芯與夾板有多點(diǎn)出現低電阻接地。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電流。當硅鋼片表面上的絕緣漆因運行年久，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，對配電干式變壓器應定期進(jìn)行吊芯檢測，發(fā)現絕緣超標時(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(xiàn)路大多是由架空線(xiàn)路引入，在山區、林地、平原受雷擊的幾率較高，線(xiàn)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(xiàn)套管處的避雷器不能進(jìn)行有效保護或本身存在某些隱患，如避雷器未投入運行或未按時(shí)進(jìn)行預防性試驗，避雷器接地不良，接地線(xiàn)路電阻超標等，則配電干式變壓器遭雷擊損壞將難以避免。1．4．2 系統發(fā)生鐵磁諧振 農網(wǎng)中10 kV配電線(xiàn)路由于長(cháng)短、對地距離、導線(xiàn)規格不一，從而具備形成過(guò)電壓的條件。在這些農網(wǎng)中，小型干式變壓器、電焊機、調速機較多，使得10k V配電系統的某些電氣參數發(fā)生很大變化，導致系統出現諧振。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 二次側短路 當干式變壓器發(fā)生二次側短路、接地等故障時(shí)，二次側將產(chǎn)生高于額定電流20～30倍的短路電流，而在一次側必然要產(chǎn)生很大的電流來(lái)抵消二次側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(xiàn)圈內部將產(chǎn)生很大的機械應力，致使線(xiàn)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(xiàn)圈畸變或崩裂，導致干式變壓器在很短的時(shí)間內燒毀。1．6 一/二次熔體選擇不當 配電干式變壓器一/二次通常采用熔絲保護，因為熔絲是用于保護干式變壓器的一/二次出線(xiàn)套管、二次配線(xiàn)和干式變壓器的內部線(xiàn)路，所以若熔斷電流選擇過(guò)大，將起不到保護作用。若熔斷電流選擇過(guò)小，則在正常運行狀況下極易熔斷，造成用戶(hù)供電的中斷，此時(shí)，若三相熔絲只熔斷一相，則對用戶(hù)造成的危害更大。   因此，在正常使用中，熔絲的選擇標準為：一次側熔絲熔斷電流為干式變壓器一次額定電流的1．5～2倍；二次側熔絲熔斷電流為干式變壓器二次側額定電流。1．7 其它 a．由于干式變壓器的一/二次側引出均為銅螺桿，而架空線(xiàn)路一般都采用鋁芯導線(xiàn)，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(xiàn)處銅螺桿、螺帽、引線(xiàn)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電金屬塵埃吸附在套管表面，當遇到潮濕天氣、系統諧振、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(xiàn)螺帽時(shí)，導電螺桿跟著(zhù)轉動(dòng)，導致一次側線(xiàn)圈引線(xiàn)斷線(xiàn)或二次側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(xiàn)圈、引線(xiàn)、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。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)運行的配電干式變壓器在檢修、試驗或更換電纜后未進(jìn)行逐一校相，隨意接線(xiàn)導致相序接錯，干式變壓器在投入運行后將產(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，有相當部分是完全可以避免的，還有一些只要加強設備巡視，嚴格按章操作，隨時(shí)可以把事故消除在萌芽狀態(tài)。2．1 投運前檢測 配電干式變壓器投運前必須進(jìn)行現場(chǎng)檢測，其主要內容如下。 a．油枕上的油位計是否完好，油位是否清晰且在與環(huán)境相符的油位線(xiàn)上。過(guò)高，在干式變壓器投入運行帶負荷后，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，則在冬季輕負荷或短時(shí)間內停運時(shí)，可能使油位下降至油位計看不到的位置。 b．蓋板、套管、油位計、排油閥等處是否密封良好，有無(wú)滲油現象。否則當干式變壓器帶負荷后，在熱狀態(tài)下，會(huì )發(fā)生更嚴重的滲漏現象。  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，因為它對干式變壓器起著(zhù)直接的保護作用。 f．干式變壓器一/二次出線(xiàn)套管及它們與導線(xiàn)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格是否相符。例如各側電壓等級、干式變壓器的接線(xiàn)組別、干式變壓器的容量及分接開(kāi)關(guān)位置等。 h．測量干式變壓器的絕緣，用1 000～2 500 MΩ表測量干式變壓器的一/二次繞組對地絕緣電阻(測量時(shí)，非被測量繞組接地)，以及一/二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時(shí)的環(huán)境溫度，絕緣電阻的允許值沒(méi)有硬性規定，但應與歷史情況或原始數據相比較，不低于出廠(chǎng)值的70％(當被測干式變壓器的溫度與制造廠(chǎng)試驗時(shí)的溫度不同時(shí)，應換算到同一溫度進(jìn)行比較)。 i．測量干式變壓器組連同套管的直流電阻，根據GB50150－1991《電器裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》第6．0．2條的有關(guān)規定：配電干式變壓器各相直流電阻的相互差值應小于平均值的4％，線(xiàn)間直流電阻的相互差值應小于平均值的2％。 若以上檢查全部合格，則先將干式變壓器空投(不帶負荷)。檢查電磁聲有無(wú)異常，測量二次側電壓是否平衡。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荷正常運行。2．2 運行中注意事項 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，如嚴重失衡，應及時(shí)采取措施調整。同時(shí)，應經(jīng)常檢查干式變壓器的油位、油色，有無(wú)滲漏，發(fā)現缺陷及時(shí)消除，避免分接開(kāi)關(guān)、線(xiàn)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(xiàn)、脫焊、斷裂現象，定期遙測接地電阻不大于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(xiàn)時(shí)，嚴格按照檢測工藝操作，避免引出線(xiàn)內部斷裂。合理選擇二次側導線(xiàn)的接線(xiàn)方式，如采用銅鋁過(guò)渡線(xiàn)夾或線(xiàn)板等。在接觸面上涂上導電膏，以增大接觸面積與導電能力，減少氧化發(fā)熱。 d．推廣使用S9系列新型防雷節能干式變壓器或者在配電干式變壓器一/二次側裝設避雷器，并將避雷器接地引下線(xiàn)、干式變壓器的外殼、二次側中性點(diǎn)3點(diǎn)共同接地。堅持每年一次的年度預防性試驗，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)載調壓開(kāi)關(guān)時(shí)，每次切換完成后，首先應測量前后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)行測量時(shí)，除分別做好記錄外，注意將運行檔直流電阻放在較后一次測量。

參考文獻

［1］徐名通．電力干式變壓器的運行和檢修［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、檢測與調試［J］．電力自動(dòng)化產(chǎn)品信息，2001，(3)．

來(lái)源：河北電力技術(shù)