配电变压器绕组典型故障案例分析

配电变压器绕组典型故障案例分析

薛兴会

中国石油独山子石化分公司供水供电公司 新疆维吾尔自治区克拉玛依市   833699

摘要：配电变压器是直接向终端用户供电的重要设施，在设备运行中常会出现不同形式的绕组故障，导致供配电系统无法正常运行，给企业生产管理工作开展带来负面影响。本文在明确配电变压器常见故障分类基础上，以典型案例说明绕组故障主要表现形式，并结合实际提出绕组故障预防措施，以此为相关研究工作开展提供参考，为提升供配电管理成效起到应有促进作用。

关键词：配电；变压器；绕组；故障

配电变压器在运行中会出现匝间短路、绕组断线及绕组接地等不同形式故障，在故障发生时，如没有及时做好处理，不仅会导致生产作业无法正常进行，甚至还有可能引发不必要的安全事故。在供配电管理工作开展中，必须要明确绕组故障发生的基本原因，及时采取有效的预防措施，有效规避故障现象发生，推动电力系统运行稳定性。

1、配电变压器常见故障分类

在配电变压器运行中，从故障发生位置出发，可以将故障现象分为如下类型：（1）高、低压绕组故障，主要发生在高压绕组本体、低压绕组本体及绕组间，故障产生原因包括产品质量、运维保障、低压侧出线短路等几个方面，在出现绕组故障时，会在接地处产生电弧，导致绕组烧毁。（2）变台柔性电缆与肘型头故障，主要原因在于施工和产品质量、外力异物影响等方面。（3）高压侧套管本体故障，主要原因在于产品质量、施工质量及运维保障等方面。（4）开关接线端子故障，故障发生原因主要在于运维工作不到位。配点变压器绕组故障发生原因较为复杂，在日常运维工作开展中，如没有及时做好处理，不仅会导致设备受损，生产作业无法正常进行，在严重情形下还会导致变压器报废等现象。

2、绕组故障典型案例

2.1 匝间短路故障

匝间短路是指在变压器运行中，匝与匝之间由于绝缘损坏而出现短路故障，在故障发生时，通常会导致变压器出现响声过大、温度升高、变压器输出电压下降等异常现象[1]。以某110kV变电站2号主变压器为例，在运维检修中发现温度异常升高，在现场检查中发现，变压器绕组靠近铁芯处的绝缘材料出现明显老化，破损面较大导致匝间短路现象。同时在日常运维工作中还发现，变压器进水受潮现象，也会导致匝间短路故障发生。匝间短路故障的发生，会使变压器励磁电流发生变化，在严重时使得变压器无法带负荷运转，甚至是烧毁现象。

2.2 绕组断线故障

绕组断线是指在变压器运行过程中，绕组由于机械强度不足或过载、连接不良或短路应力使导线断裂等现象，在出现断线故障时，会在断线处发生电弧而引起绕组接地和相间短路，输出电压变为零。以某35kV变压器1号主变压器为例，出现无法正常工作现象，输出电压变为零。在检查后发现，绕组机械强度明显不足，在过载运行状态下出现绕组断裂。绕组断线故障的发生，会使输电系统无法正常运行，甚至会导致起火、爆炸等安全事故发生，进而对人身和财产安全带来较大威胁。

2.3 绕组接地故障

绕组接地是指在变压器在运行中，出现绝缘损坏或机械损伤，导致变压器在运行中出现异常响声、温度升高、输出电压下降等方面问题。以某10kV变电站3号变压器为例，在运行输出电压远低于正常值，在检查后发现变压器绕组靠近铁芯处有明显的机械损伤，导致绕组接地故障现象发生，难以保持正常运行状态。绕组接地故障的发生，会直接导致供电中断，在变压器内部产生电弧，也有可能会引发爆炸及火灾等事故发生。

3、配电变压器绕组故障预防措施

3.1 合理选择变压器型号规格

变压器型号规格需要根据实际应用场景需要，确定合适的容量、电压等级级电流等参数，在满足日常生产运行需求基础上，保证格式的参数冗余。如冗余量不足，在实际运行中会由于异常现象而导致故障发生；如冗余量过大，则会导致变压器运行中无法及时规避电网运行故障。因此在实际运行中，应当根据生产作业实际需求和电网设计规范，合理确定变压器型号规格，为后续安全稳定运行提供有效保障。

3.2 避免变压器过载运行

受电网系统运行需求影响，在变压器运行中会出现过载现象，如长时间处于过载状态，会导致线变压器设备绝缘材料老化和破损现象，导致绕组故障现象发生。因此在生产作业管理中，应当根据生产情况加强电力监控和调度管理，确保电力系统保持稳定状态。如生产活动出现变化，需要增加电力负载，则应当提前做好变压器改造，确保变压器型号规格能够满足实际运行需求，避免由于处理不到位而影响设备稳定运行，出现绕组故障。在生产系统运行中，合理安排负荷分配，避免部分设备或线路出现过载现象，通过安装过载保护装置，在出现过载现象时，利用保护装置自动切断电源，有效避免变压器受损，避免事故扩大化。

3.3 加强日常运维检查

变压器日常运行中，故障现象发生具有隐蔽性特征，通常会在长期运行中逐渐出现某些故障隐患。因此在电力系统运维管理工作开展中，加强检查工作并及时做好维修管理，是有效规避绕组故障发生的关键性措施。在日常运行过程中，要定期做好变压器各个部位的清洁处理，检查声音、温度、油位等参数是否能保持在正常范围内。如某一参数出现异常，应当根据规范做好进一步检查，及时采取有效措施排除故障

[2]。同时还应当根据运维规范要求，定期做好电气试验和色谱分析，根据试验结果发现绕组故障发生可能性，并及时采取针对性措施进行处理。同时在变压器日常运行管理中，还应当构建完善的运行管理制度和操作规程要求，细化运维岗位人员具体职责，深入细致做好日常检查和巡视工作，避免异常现象扩大化而导致的安全事故发生。

3.4 采取有效的防雷措施

雷电冲击是导致变压器绕组故障的重要原因，在防雷措施不到位情形下，也会导致变压器某些设备受到雷电冲击而出现绕组故障。因此在配电变压器运行过程中，应当确保避雷针能够保持正常运行状态，定期做好接地电阻测试，确保变压器能够有效承受雷电冲击。在日常运行中，应当定期开展防雷检测和维护工作，确保防雷设施能够正常运行。在具体实施过程中，首先应当在配电变压器高压侧安装避雷器，其次是要实现高低压全面高压瞬态等电位连接，将所有避雷器与变压器壳、中性线及其他金属撑件共同接地。

3.5 采取新型绕组保护装置

在当前变压器绕组故障管理不断优化情形下，还应当加大管理投入力度，及时更换和增加新型绕组保护装置，有效预防绕组故障发生[3]。例如通过绕组变形在线监测技术，能够通过布置传感器方式实时监测设施运行变形情况，在出现变形过大现象时，能够在管理中台报警，便于工作人员及时发现故障现象。例如在变压器油中增加溶解气体在线监测装置，利用气相色谱技术监测溶解气体含量，有效预防内部故障发生。例如在中性点布置接地在线监测技术，实现对故障现象的精准检测。同时还可以结合油位在线监测和冷却系统在线监测，通过系统分析有效预防故障现象发生。

4、结束语

配电变压器绕组故障发生具有较强的典型性特征，一旦有故障发生，会带来较大经济损失，因此对运维管理人员而言，必须要革新传统工作理念，针对性、精细化做好各项日常工作，有效避免外部因素对变压器正常运行的影响，及时采取有效处理措施，以此才能够确保设备运行安全，为配电系统安全稳定运行提供坚实保障。

参考文献

[1]刘若溪,桂媛,张影等.配电变压器绕组故障典型案例分析[J].变压器,2023,60(09):68-71.

[2]林望.配电变压器运行过程中的异常与故障分析[J].技术与市场,2017,24(12):65-66.

[3]孟丹.基于变压器绕组短路故障分析研究[J].江西建材,2015(22):212+217.