10kV配电变压器故障分析与诊断技术研究

杨淼 吕晓东

摘要：目前，现代化飞速发展，配电变压器是电力配电网中直接应用于电力终端，实现有效供电的重要设备，在电力能源输送、分配和应用的过程中发挥着关键性作用，其中10kV配电变压器是当前阶段数量最多、应用最广的电气设备，其运行工作的质量直接关系到配电网整体的稳定性。但由于10kV配电器自身运行条件具有一定的差异性，且针对其设置的保护处理措施不够完善，相比于其他类型的供电设备，10kV配电变压器在应用过程中发生的故障率较高。针对10kV配电变压器出现的故障进行及时准确的分析定位，并有效排除故障，对于提升配电系统的运行安全质量，具有至关重要的意义。

关键词：10kV配电变压器;故障分析;诊断技术研究

引言

根据相关数据显示，当前我国所有变压器自身耗能占发电总量的3%～10%，存在很大的节能空间和节能潜力。为此，电力系统要着眼于节能技术的开发和利用，在保证运行质量的前提下不断提升电力变压器的节能效果。为此，文章以配电变压器为研究对象，阐述了节能技术的基本应用思路，从不同节能角度分析了大型电力變压器的设计途径。

1变压器故障处理的关键技术

基于上述对于变压器常见的故障因素分析之后，针对变压器故障而言，就需要考虑到关键技术的运用，这样能够保障变压器各种类型故障得到有效的处理，具体包含：测量绝缘电阻与泄漏电流，做好交流耐压试验、避免绕组受潮、红外线测试、局部放电测量、油中溶解气体色谱分析、绕组频率响应分析几个方面的关键技术，通过具体的分析，能够满足变压器故障的针对性处理。（1）测量绝缘电阻与泄漏电流，做好交流耐压试验。在检查变压器绝缘情况之中，要求能够针对绕组连同套管的绝缘电阻、极化的指数同吸收比测量来进行综合的分析，做好综合的衡量处理，这样才能够针对性的分析变压器内部的不足之处，如，当有绝缘受潮问题发生之后，这样的使用，能够实现灵敏度的提升。相对于绕组绝缘电阻的分析来看，对于泄漏电流进行测量的灵敏度更高，并且还可以对以往无法合理察觉的缺陷进行对应的分析。此外，在检查绝缘强度方面，可以分析破坏性试验，这样通过交流耐压试验的分析与处理，就可以详细检测主绝缘区域内部的曲沃县问题，如主绝缘出现了开裂现象。（2）避免绕组受潮。变压器在运行中，绕组一旦受潮，就会造成变压器整体绝缘水平下降，使得变压器的安全可靠性受到威胁，当电网受到某种外来高电压冲击时，变压器极有可能发生短路故障，对电网安全可靠性以及用户正常用电造成极大影响。由于绕组受潮发生在变压器内部，变压器绕组受潮故障处理较变压器的其他故障处理更为困难，特别是变压器绕组中度或者深度受潮时，为了彻底解决变压器绕组受潮的故障，传统的处理方法一般是把整台变压器返厂大修处理，或者直接更换整台变压器，方法烦琐且耗资较大，很难做到效率与经济性兼顾。所以，就可以考虑到应用传统的抽真空热油循环及热油喷淋方法基础上进行改进，在现场处理变压器绕组中度及深度受潮，这样就能够满足实际的需求。

2配电变压器损耗情况分析

影响配电变压器损耗的情况主要有两个方面，其一是有功损耗，其二则是无功损耗。在配电变压器实际的经营运转过程中，产生的损耗就被称为有功损耗，具体的可以将其更加细致地分为铜损和铁损两个方面。具体的表现则为配电变压器发生铁芯发热的情况，这种功能的损耗大多都是以热能的形式来散发，如果严重的还会对配电变压器的运转造成一定的影响，如果在将铁损进行细致的分析，那么铁损又包括了当中的磁滞损耗和涡流损耗两大方面。涡流损耗是指配电背压器在具体的工作过程中，由于自身的磁力线存在于铁芯当中，所以触发了对于配电变压器当中的电磁感应原理，从而使得电流在线圈当中会形成一个闭合的回路，从而产生涡流状旋转。与此同时，由于配电变压器当中的铁芯会产生涡流流动，那么就会使得配电变压器当中的铁芯散发出一定的热量，从而消耗配电变压器的能量，这部分的能量消耗就被称之为涡流损耗。对于配电变压器当中的磁滞损耗来说，就是指在交流的电流通过时，通过配电变压器当中刚片的磁力线大小与方向呈现出有规律性的变化，之后就会发生互相的摩擦，进而使得配电变压器产生热能，将这部分的热能损耗称之为磁质的损耗。铜损在配电变压器中的损失不太常见，主要是指配电变压器在线圈电阻中所产生的损耗，具体的表现为配电变压器当中的电流通过线圈电阻时，会因为散发热量而产生的能量，这个过程都会使得一部分的电能转化为热能，随即被消耗。

3配电变压器故障诊断技术

3.1引线部位故障诊断

当10kV配电变压器出现引线不稳故障时，可采用变压器三相电流，对其直流电阻值进行实际测量。进行直流电阻值测量的过程中，当分析数据发现三相直流电阻的不平衡率高于4%时，或测量过程中发现三相中某一相的电阻值测试结果接近无限大，则可判断10kV配电变压器出现引线部位故障。

3.2线圈故障诊断

10kV配电变压器产生故障现象时，可开展直流电阻和绝缘电阻的测量工作，完成分别测量后，对其数据值进行对比分析。当测试数据结果表明直流电阻增大且呈现不稳定状态，而绝缘电阻的测试数据为0或接近0时，则可判断10kV配电变压器出现线圈故障。

3.3铁芯故障诊断

10kV配电变压器发生铁芯故障时发生频率最高的表现形式是铁芯多点接地，产生这类故障后会导致10kV配电变压器的铁芯出现局部温度过高的现象，使配电变压器的铁芯发生部分损害、烧毁，并对配电系统造成严重损害。铁芯正常接地时，配电线路也容易产生环流，并导致10kV配电变压器出现放电性故障。进行10kV配电变压器铁芯故障诊断时，需要对铁芯的绝缘电阻开展测量工作，当测试数据呈现0会接近0时，可以基本确认10kV配电变压器发生铁芯接地故障，同时要密切监测配电变压器接地线路的环流问题，从而进一步诊断10kV配电变压器铁芯故障。

3.4分接开关故障诊断

大型电力变压器在实际运行中所产生的损耗会因运行工况的不同而表现出一定的差异性，但总体而言，多是由设备本体运行工序的不规范造成的，比如机械部件的损耗影响、构件布局影响以及电磁影响等。因此，从降损角度进行节能设计时，主要聚焦空载和负载两种运行工况即可。为准确诊断10kV配电变压器的分接开关故障，需要对配电变压器的分接开关分接头部位进行直流电阻的测量，当测试结果表明分接头直流电阻呈现不平衡状态时，可判断为个别触头烧毁故障;当测试结果表明分接头直流电阻无限大时，则代表分接开关触头全部烧坏。

结语

随着现阶段各方用电量的不断提高，这对于供电可靠性及供电质量提出的要求正在不断提高。所以，电力企业为了能够保障公众用电不受影响，就需要做好相应的故障处理。本文通过变压器故障处理关键技术的研究与分析，就是希望能够满足当前变压器正常运行的要求，通过相应关键技术的分析研究，最终保障电力系统的稳定性与安全性。

参考文献

[1]张媛.大型电力变压器设计中的节能技术应用[J].集成电路应用，2021，38（01）：152-153.

[2]陈卓，孙竹.节能配电变压器铁心制造技术及选材分析[J].电工钢，2020，2（Z1）：11-13.

[3]别叶健，张超.基于配电变压器节能降耗技术对策分析[J].中国新通信，2019，21（16）：240.