10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究

10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究

侯延文

国网赤峰供电公司 内蒙古 024000

摘要：为了满足东部地区日益增长的电力需求和国家绿色低碳发展的政策，采用远距离输电技术是缓解当前东部地区电能短缺的主要措施。作为长距离输电的重要组成部分，变压器可以提高电压，从而减少电能在传输中的损耗。变压器一旦发生故障，可能会对日常生产生活造成巨大影响，造成不可挽回的损失。因此，采取有效的监测或诊断技术可以提前避免或解决变压器可能出现的故障，从而提高配电系统的安全性和稳定性。

关键词：10kV配电变压器；故障；诊断技术

引言

作为配电系统的重要基础设备之一，配电变压器具有不同的类型，变化的模型和广泛的布局。由于配电系统中的变压器必须长时间带负荷工作，因此发生故障的可能性通常高于其他电力设备。同时，如果不能及时诊断和排除变压器故障，当故障发生时，很容易引起电网的连锁反应。因此，变压器故障的定期检测和诊断是辅助电网员工在变压器故障前进行早期维护的必要手段，对电网具有重要意义。本文重点介绍了变压器的检测和维护技术，分析了变压器运行中的常见故障，并对变压器诊断技术进行了探讨。

110kV配电变压器故障分析

变压器主要由铁芯、绕组、油箱、分接开关、绝缘结构和绝缘套管组成。绕组作为铁芯磁力的路径，同时起到支撑绕组的作用。作为电流的路径，一旦铁芯多点接地，绕组的绝缘损耗和漏磁会使局部电流不断循环发热，导致故障。作为油箱变压器的外壳，可以储油散热绝缘。当油箱漏油或油质下降时，冷却系统不能正常工作，使变压器内部工作产生的热量不能及时传递出去，造成故障。分接开关作为电压调节装置，可以改变线圈的抽头，从而改变线圈的匝数比，调节电压。当长时间的调用分接开关将会导致触头磨损，触头间的接触压力减少，使得接触电阻增大，触头发热增加，从而引发故障。绝缘套筒能够实现引线与外壳的绝缘，起到固定引线的作用。当变压器长时间处在高电场下，内部组件老化，绝缘性降低，变压器缺油运作时油箱内的引线暴露在空气中，或当变压器处在潮湿环境中，储油柜上的吸湿器不能够将周围水气完全除尽，当外部空气进入储油柜后将会发生局部放电或电弧放电等。

210kV配电变压器故障分析

(1)油温异常故障。变压器内部的油温通常在正常范围内。变压器内部油温过高就会发生故障，导致变压器工作不正常。当然，变压器内部绕组绝缘磨损太厉害，变压器散热功能异常，变压器过载，都会导致油温异常故障。（2）铁芯内部故障。变压器内部铁芯如果出现涡流等现象，这就说明该铁芯出现了故障，这就会影响电流的平稳运行，从而引起变压器内部件出现老化的问题，进而影响整个配电系统的运行。（3）变压器内部出现异响。若发现变压器的运行声音出现不规律的波动的情况，这就说明变压器的运行出现了故障，因为正常情况下应该是平稳、低沉的。

310kV配电变压器故障诊断技术的应用

3.1气相色谱仪技术的应用

气相色谱技术主要用于分析混合气体的内部成分。该测试技术的优点主要包括效率高、应用简单、操作快捷等。正是这些优点使得这项技术得到了广泛的应用，目前已经广泛应用于所有电力设备测试领域。其中，高分子膜处理技术有效应用了这一技术，有效快速溶解油气，在高分子聚合物的作用下快速完全溶解油气，这样就能够有效提高了测量电器的故障气体和油中废气的浓度。而大多数情况下，在变压器发生故障气体时，可能会散发出氢气气体的异味，而使用这一化学特征就能够更好地测量毒气的浓度，从而高效地测量变压器故障气体中的储氢材料。此外，通过对该变压器进行多种毒气测试，还明显提高了变压器中故障气体的扩散速率，从而对于正常工作的状态能更有效进行修复。

3.2电故障检测技术的应用

根据变压器可能发生的局部放电，可以从电流、油中溶解气体含量、电离产生的波长、声波等方面进行判断。脉搏检测技术利用电流互感器采集脉搏电流，数字处理设备对脉搏电流进行处理。超高频宽带法利用计算机计算变压器放电电荷的输入与输出之差。超高频检测技术通过减少干扰因素，利用超高频传感器识别300~3000MHz范围内的电流信号，来判断是否发生局部放电，从而找出放电位置。油色谱分析技术通过利用变压绝缘油在受到局部放电时会因自生老化问题而发生分解或破坏产生新的物质溶解在油质中的这一特性，通过检测油质中不同气体的含量来检测变压器是否局部放电。光测技术与超声波检测技术分别利用放电产生的电离气体与周围环境气体不同的波长来进行检测与放电会产生声波的特性来进行检测。声波检测技术提取变压器在正常工况、铁芯松动和线圈松动等情况下的声纹信号进行检测。振动检测技术通过对变压器振动信号的监测和分析，达到监测变压器状态的目的。磁场检测技术测量变压器磁场磁密分布，根据磁密度各向衰减情况进行检测。②热故障检测技术在变压器正常运行的情况下，变压器内部温度会升高，通过利用红外热成像原理监测的红外监测技术能够识别变压器发出的红外线能量，并通过红外热成像仪显示红外线光谱能够直观的观察变压器内部温度分布。因绝缘问题而引起的热故障可以通过绝缘检测技术进行检测，该技术通过向变压器中注入50Hz的交流信号，监测供电系统对地绝缘状况如果绝缘电阻低于50k，监控器将发出警报。温度指示监测技术用于监测变压器绕组的温度，嵌入式光纤用于直接测量绕组的实时温度。红外光谱技术通过光谱分析确定冷却油中逸出气体的种类和含量，具有检测速度快、准确度高的特点。

3.3渗漏油故障检修技术的应用

变压器工作时，漏油是常见的错误。离开油不仅会降低油位，而且油与空气接触后会加快酸化速度，从而增加油的深度。油的运行还会降低热充电的速度，显著影响变压器的运行功能，提高油温，加速油的裂解。当油出现裂纹时，会增加油的酸度，降低线圈的绝缘电阻，损坏变压器，影响运行。消除上述缺陷的措施如下：首先、检查变压器及漏油情况。当油流出壳体时，应安装电磁阀。如果RPN开关处出现机油泄漏，应先打开RPN开关，然后拧紧紧固螺钉；当变压器上盖出现漏油问题时，需要将上盖上的大头螺钉固定；其次检查变压器油的颜色。如果变压器油不再是黄色，则它是有用的。密度增加表明变压器有裂纹，需要清洁；然后，检查变压器内壳的绝缘情况。一般标准要求对绝缘层进行刻度测量，并检查绝缘层的一致性。变压器的绝缘电阻与给定值匹配，不必调整；不符合规定值的，应当提高绝缘电阻。

3.4接地不良检修技术的应用

在变压器运行过程中，由于大风、雷雨等气象条件，很容易造成变压器的雷击损坏，尤其是变压器的弱接地。如果变压器底部没有接地装置，就会发生接地不良，从而损坏分电器。如果变压器的校准问题很明显，校准值会增加。如果变压器遇到接地不平衡，必须首先准确测量接地比较，以确定接地变化的原因。变压器必须符合实际情况，变压器必须完全更换并连接到网络。确保分配器工作正常。在正常变压器模式下，地面应用可使变压器与地面相对的距离小于5度。

结束语

目前，我国配电系统的发展取得了巨大成就，但仍存在一些不足。我国配电系统致力于诊断变压器故障和检修机械运行状态的研究，可以有效提高我国配电系统的智能化和自动化水平。本文的结论为后续研究提供了重要的理论基础。

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