配电变压器故障原因分析

    配电变压器指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常装在电杆上或配电所中，一般能将电压从6～10千伏降至400伏左右输入用户。现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其优点是，空载损耗值特低。终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须合理选取非晶合金的特性参数。国内生产电力变压器较大的厂家有特变电工等。
    1.1 绕组故障
    1.1.1 变压器电流激增
    由于部分农村低压线路维护不到位，经常发生过负荷和短路，发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。
    1.1.2 绕组绝缘受潮
    绕组绝缘受潮主要因为绝缘油质不佳或油面降低导致，主要有以下几种原因：
    a.配电变压器在未投入前，处于潮湿场所或多雨地区，湿度过高，潮汽侵入使绝缘受潮。
    b.在储存、运输、运行过程中维护不当，水分、杂质或其他油污混入变压器油中，使绝缘强度大幅降低。
    c.制造过程中，绕组内层浸漆不透，干燥不彻底，绕组引线接头焊接不良等绝缘不完整导致匝间、层间短路。在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，绝缘特性下降，是老旧变压器故障的主要原因。
    d.某些年久失修的老变压器，因各种原因致使油面降低，绝缘油与空气大面积、长时间接触，空气中水分大量进入绝缘油，降低绝缘强度。
    1.2 无载分接开关故障
    1.2.1 分接开关裸露受潮
    由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。裸露在空气中的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路。
    1.2.2 高温过热
    正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。
    1.2.3 本身缺陷
    分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完全一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。
    1.2.4 人为原因
    有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。
    1.3 铁芯故障
    1.3.1 铁芯多点接地
    铁芯夹板穿心螺栓套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘。
    铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。
    铁芯与夹板之间的绝缘受潮或多处损伤，导致铁芯与夹板有多点出现低电阻接地。
    1.3.2 铁芯硅钢片短路
    虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流，当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。
    1.4 套管闪络
    套管闪络放电也是变压器常见异常之一。造成此种异常的原因有：
    胶珠老化渗油后，将空气中的导电尘埃吸附在套管表面，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路；
    变压器箱盖上落异物，如大风将树枝吹落在箱盖上，引起套管放电或相间短路；
    变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。
    1.5 二次侧短路
    当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，大电流在线圈内部产生很大的机械应力，致使线圈压缩，绝缘衬垫、垫板松动，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器发生故障。
    1.6 过电压引发的故障
    1.6.1 雷击过电压
    农村配电变压器的高低压线路大多采用架空线路，在山区、林地、平原受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在变压器绕组上产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，若安装在配电变压器高低压出线的避雷器不能起到有效的保护作用或本身存在某些隐患，如避雷器没有同期投入运行、避雷器接地不良或接地电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。
    1.6.2 系统发生铁磁谐振
    在10 kV配电系统中，小型变压器、电焊机、调速机较多，使系统的等值电感和电容有可能相等或接近，导致系统出现谐振。谐振时，除变压器电流激增熔断器熔断外，还将产生过电压，引起变压器套管发生闪络或爆炸。
    1.7 熔体选择不当
    配电变压器通常采用熔断器保护，若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，造成对用户供电的中断，若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。而在农村配电变压器上，由于各种原因经常采用铜线、铝线和铁丝代替熔丝，使变压器得不到有效的保护。在正常使用中，熔丝的选择标准为：容量在100 kVA以上的变压器一次侧要配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝；容量在100 kVA以下的变压器一次侧要配置2.0～3.0额定电流的熔丝；低压侧熔断件应按1.1倍额定电流选择。
    1.8 其它原因
    由于变压器的一、二次侧引出均为铜螺杆，而架空线路一般采用铝导线，铜铝界面在外界因素的影响下发生电离现象，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线处铜螺杆、螺帽、引线烧毁。
    在检修或安装过程中，紧固或松动变压器引线螺帽时，导电螺杆跟着转动，导致一次侧线圈引线断线或二次侧引出的软铜片相碰造成相间短路。
    并联运行的配电变压器在检修、试验或更换电缆后未进行核相，随意接线导致相序接错，变压器在投入运行后将产生很大的环流，烧毁变压器。
    由于照明负荷大多数采用单相供电，管理又不到位，经常造成配电变压器长期三相不平衡运行，致使某相线圈绝缘老化而烧毁变压器