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【摘 要】 本文着重分析了配电变压器常见的故障及主要原因，并针对故障进行了分析，同时提出了一些具体的防范解决措施，为防止和减少配电变压器故障的发生提供参考。
【关键词】 配电变压器；故障；防范措施
配电变压器是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。通常安装在电线杆、台架或配电所中，一般将6～10千伏电压降至400伏左右输入用户。在电力系统中，配电变压器占据着非常重要的地位，一旦发生故障，将直接或间接地给工农业生产和人民的正常生活带来损失。本文总结和分析了配电变压器常见故障的类型和原因，并提出一些预防措施，供今后在配电变压器的运行治理中参考。
1、铁芯多点接地
配电变压器正常的铁芯接地有三种方式：一是铁芯与金属结构件均通过油箱可靠接地；二是铁芯通过套管从油箱上部引出可靠接地，结构件通过油箱可靠接地；三是铁芯和结构件分别通过套管从油箱上部引出可靠接地。
1.1铁芯多点接地故障原因
在油箱底部存有金属异物是构成配电变压器铁芯多点接地的主要原因之一，这些异物大都是在制造或大修过程中遗存的。一般有4种金属异物残存：一是粒状（焊渣）沉积物附着在铁芯硅钢片与结构件间的绝缘上，形成金属性多点连通；二是有体积较大的金属异物（焊条头、铁屑、钢丝绳断头等）搭接在铁芯硅钢片与结构件间桥接成通路；三是铁丝或铁片等落于铁芯下轭面与箱底间，不带电时沉积在油箱底部无多点接地反应，带电时铁芯的磁性将这些异物吸起，桥连于下铁轭面与油箱底间形成通道；四是穿芯螺杆绝缘破损或是与钢夹件间有金属异物连通。有时下铁轭的上端面与钢夹件间有金属异物也可以造成多点接地。五是铁芯硅钢片短路。虽然硅钢片之间涂有绝缘漆。但其绝缘电阻很小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流。当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或伤损后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，使高、低绕组温升加剧，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。
1.2防范措施
1.2.1用兆欧表检测配电变压器钢夹件与铁芯间的绝缘状况，若测得哪个穿心螺杆绝缘电阻值为零，则应拧下螺母取出穿心螺杆，检查绝缘管是否损坏，看螺母附近的绝缘垫片有无破损、螺母附近有无铁屑。
1.2.2检查上下铁轭的上端面与钢夹件间有无金属异物搭接，检查边柱拉板与下夹件处有无金属异物搭接，这种搭接的异物一般是焊渣、铁屑、钢丝绳断头等，清除后即可消除不良影响。
1.2.3用强油压对下铁轭面与油箱底间的缝隙进行冲洗，或用白布、薄塑板穿入缝隙中往返抽拉，对附着在铁轭底部的颗粒状金属异物（如焊渣）有较好的清除效果。
1.2.4吊起器身进行检查和处理。用兆欧表测试铁芯、钢夹件对油箱、铁芯与钢夹件的绝缘电阻值，若这些测试结果均良好，则应检查钟罩内壁上有无可能触及钢夹件或铁芯的部位；如果铁芯对地绝缘电阻值为零或很低，则应检查铁芯与油箱底间有无金属异物，检查铁芯与绕组上下部是否相碰；铁芯各处的接地屏绝缘是否破损。发现问题，严格按《规程》要求进行彻底检查、处理。
2、过负荷
变压器过负荷运行，是指负荷电流超过了变压器的额定电流。配电变压器的三相负荷分布不均，将导致三相电流不对称，中性点将发生位移。其中电流大的一相过负荷，使绕组绝缘损坏，而小的一相则达不到额定值，也影响了变压器的出力。
2.1过负荷的原因
配变三相负荷不平衡从调查结果来看大量的存在，特别是在农村，电力负荷的大部分为单相负荷，且负荷变化大，因此，有许多配电变压器三相的负荷不平衡，使三相不能对称运行，产生零序电流。这一方面使变压器的损耗增大，另一方面降低了变压器的有效容量。以上两种情况将导致变压器过热、绝缘油老化，使绕组绝缘水平降低，最终也将导致变压器损坏。
2.2过负荷防范措施
2.2.1调查配电变压器的负荷情况，包括一天24小时的负荷与一年四季的负荷，弄清负荷的大致情况，并尽量地调整好三相负荷，使之接近对称运行。
2.2.2调整用电峰谷时间，减少过负荷情况；同时要及时给变压器增容，避免变压器长期过负荷运行。
2.2.3要经常观察三相负荷电流。三相负荷电流力求一致，如有偏差，不应超过10%。若超过，折算出过负荷百分数，按超过负荷的百分比，确定过负荷允许运行的时间（可在变压器运行规程中查得）。如果长时间过负荷运行，将影响变压器的使用寿命和增大损耗，可考虑再装一台同型号、同容量的变压器并列运行。
3、过电压
农网过电压是指对电气设备的绝缘有危险的突然升高的电压。农网运行中由于设备故障或频繁操作、雷电等都可能引起过电压，这种非正常的电压升高，其值可达额定值的2～3倍，严重地危及或破坏系统的稳定，危及设备绝缘的安全，甚至造成设备绝缘击穿，烧坏配变，避雷器爆炸，互感器熔丝熔断或烧坏。
3.1雷击过电压
线路遭雷击时，在变压器绕组上将产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，如果配变线路侧的避雷器不能有效地进行保护或本身存在某些隐患，如避雷器未投入运行或者未按时对其进行预防性试验、避雷器的接地不良、接地电阻超标等等，此时配變遭雷击损坏将难以避免。因此，在条件许可时，最好采用避雷器来保护，在中性点不接地的系统中，也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。但同一配电网络中，所有间隙必须装在同一相导线上，这样既可以节省一只阀型避雷器，而同时又不至于增加线路跳闸的次数。
3.2雷击过电压防范措施
保护变压器的阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙，要求尽量靠近变压器安装，距离越近保护效果越好，一般都要求装在变压器高压侧熔断器内侧。其接地线，应和配电变压器的金属外壳和低压侧中性点连在一起共同接地。当变压器容量为100kV·A及以上时，接地电阻应尽可能降低到4Ω以下；当变压器容量小于100kV·A时，接地电阻10Ω及以下即可。当这三点连在一起，高压侧落雷，避雷器或间隙放电时，变压器绝缘所承受的即是阀型避雷器的残压，而接地装置上的电压降并没有作用在变压器的绝缘上，这样对变压器保护是很有利的，能降低高、低压绕组间和高压绕组对变压器铁心与外壳之间发生绝缘击穿的危险。但是为了防止变压器低压侧中性点电位瞬时升高对用户安全的影响，可以在靠近用户的地方加装辅助接地线。 3.3谐振过电压
农村10kV配电变压器大都装于露天，受气候和外部环境影响极大，易进水受潮使绝缘降低。再加上长期运行使变压器绝缘油老化，当遭受雷击时常会造成绕组发生匝间或层间短路、断路，电感发生变化，对外壳放电等。进而发展成单相接地或电弧性接地，使变压器绕组激磁电感与线路对地电容形成振荡回路，激发引起谐振而造成电压升高。在农村电网运行中，当配变空载、轻载时，如发生单相线路接地或断线，断线接地形成对地电容就会与变压器激磁电感形成谐振回路，激发引起铁磁谐振而造成电压升高。
3.4谐振过电压防范措施
3.4.1对配变单相接地引起谐振过电压，除选用高质量的配变外，还应当加强对变压器运行中的检查和维护，进行预防性试验，只要变压器不发生单相绝缘击穿，就不会形成铁磁谐振过电压。
3.4.2对架空线路引起谐振过电压，提高线路架设标准，严格要求线路对建筑物的距离一定达到标准，合理选择导线截面，档距，导线接头一定牢固可靠，最好选用钢芯铝绞线架设。加强线路运行维护，线路走廊一定达到标准，线路下面积两旁的树木应定期砍伐，严禁在电力线路下建房、植树，禁止在杆塔附近采石取土。
3.4.3对投切空载线路和空载变压器引起过电压，可在线路的变压器安装阀型避雷来消除和保护。但避雷器一定要安装在跌落式熔断器下侧，受熔断器控制，以便线路不停电时，可检修更换。非雷雨季节也不要退出运行，以消除变压器空载投切引起的过电压。
4、无载调压开关故障
分接开关的调压原理运行中的配电变压器，由于一次侧电压（电网电压）的变化，负载大小和性质的变化，二次侧电压可能会有较大的变化（较额定电压值升高或降低）。为了使负载电压在规定范围内变化，保证用电设备的正常需要，必须对配电变压器进行调压。农用配变均采用无载调压方式。
4.1无载调压开关故障原因
4.1.1分接开关触头弹簧压力不足或滚轮压力不均，使有效接触面积减小，或者触头因镀银层机械强度不够而磨损严重，引起分接开关损坏。
4.1.2由于接触不良，或引线连接和焊接不良，不能承受短路电流的冲击作用，从而造成分接开关发生故障。
4.1.3在倒换时，由于分接头位置切换错误而烧坏分接开关。
4.1.4三相引线间的距离不够，或者绝缘材料的电气绝缘强度低，在过电压的情况下将绝缘击穿，引起分接开关相间短路。
4.1.5调压后导致动静触头部分接触或由于变压器分接开关接点长期运行，静触头有污垢造成接触不良而放电打火使变压器烧毁。
4.2防范措施
进行无载调压后要进行直流电阻测量，在切换无载调压开关时，每次切换完成后，首先应测量前后两次直流电阻值，做好记载，对比三相直流电阻是否平衡。在断定切换正常后，才可投入应用。在各档位进行测量时，除分辨做好记录外，注意将运行档直流电阻放在最后一次测量。
5、结束语
配电变压器作为整个供电系统中最末端最重要的一个环节，由于受安装环境、运行条件等因素的制约，易发生故障，且發生故障后不能及时修复。因此，提前采取预防措施，或在变压器存在的隐患和缺陷现象较轻时就采取措施，能够配网安全稳定运行打下良好的基础。
参考文献：
[1]图智文.配电变压器实用技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2]赵家礼.配电变压器修理手册[M].北京：中国电力出版社，2004.
[3] DL/T1102-2009.配电变压器运行规程[S].
[4] DL/T573-2010.电力变压器检修导则[S].
作者简介：荀福1965年9月，工程师，从事城农网管理27年
【关键词】 配电变压器；故障；防范措施
配电变压器是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。通常安装在电线杆、台架或配电所中，一般将6～10千伏电压降至400伏左右输入用户。在电力系统中，配电变压器占据着非常重要的地位，一旦发生故障，将直接或间接地给工农业生产和人民的正常生活带来损失。本文总结和分析了配电变压器常见故障的类型和原因，并提出一些预防措施，供今后在配电变压器的运行治理中参考。
1、铁芯多点接地
配电变压器正常的铁芯接地有三种方式：一是铁芯与金属结构件均通过油箱可靠接地；二是铁芯通过套管从油箱上部引出可靠接地，结构件通过油箱可靠接地；三是铁芯和结构件分别通过套管从油箱上部引出可靠接地。
1.1铁芯多点接地故障原因
在油箱底部存有金属异物是构成配电变压器铁芯多点接地的主要原因之一，这些异物大都是在制造或大修过程中遗存的。一般有4种金属异物残存：一是粒状（焊渣）沉积物附着在铁芯硅钢片与结构件间的绝缘上，形成金属性多点连通；二是有体积较大的金属异物（焊条头、铁屑、钢丝绳断头等）搭接在铁芯硅钢片与结构件间桥接成通路；三是铁丝或铁片等落于铁芯下轭面与箱底间，不带电时沉积在油箱底部无多点接地反应，带电时铁芯的磁性将这些异物吸起，桥连于下铁轭面与油箱底间形成通道；四是穿芯螺杆绝缘破损或是与钢夹件间有金属异物连通。有时下铁轭的上端面与钢夹件间有金属异物也可以造成多点接地。五是铁芯硅钢片短路。虽然硅钢片之间涂有绝缘漆。但其绝缘电阻很小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流。当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或伤损后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，使高、低绕组温升加剧，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。
1.2防范措施
1.2.1用兆欧表检测配电变压器钢夹件与铁芯间的绝缘状况，若测得哪个穿心螺杆绝缘电阻值为零，则应拧下螺母取出穿心螺杆，检查绝缘管是否损坏，看螺母附近的绝缘垫片有无破损、螺母附近有无铁屑。
1.2.2检查上下铁轭的上端面与钢夹件间有无金属异物搭接，检查边柱拉板与下夹件处有无金属异物搭接，这种搭接的异物一般是焊渣、铁屑、钢丝绳断头等，清除后即可消除不良影响。
1.2.3用强油压对下铁轭面与油箱底间的缝隙进行冲洗，或用白布、薄塑板穿入缝隙中往返抽拉，对附着在铁轭底部的颗粒状金属异物（如焊渣）有较好的清除效果。
1.2.4吊起器身进行检查和处理。用兆欧表测试铁芯、钢夹件对油箱、铁芯与钢夹件的绝缘电阻值，若这些测试结果均良好，则应检查钟罩内壁上有无可能触及钢夹件或铁芯的部位；如果铁芯对地绝缘电阻值为零或很低，则应检查铁芯与油箱底间有无金属异物，检查铁芯与绕组上下部是否相碰；铁芯各处的接地屏绝缘是否破损。发现问题，严格按《规程》要求进行彻底检查、处理。
2、过负荷
变压器过负荷运行，是指负荷电流超过了变压器的额定电流。配电变压器的三相负荷分布不均，将导致三相电流不对称，中性点将发生位移。其中电流大的一相过负荷，使绕组绝缘损坏，而小的一相则达不到额定值，也影响了变压器的出力。
2.1过负荷的原因
配变三相负荷不平衡从调查结果来看大量的存在，特别是在农村，电力负荷的大部分为单相负荷，且负荷变化大，因此，有许多配电变压器三相的负荷不平衡，使三相不能对称运行，产生零序电流。这一方面使变压器的损耗增大，另一方面降低了变压器的有效容量。以上两种情况将导致变压器过热、绝缘油老化，使绕组绝缘水平降低，最终也将导致变压器损坏。
2.2过负荷防范措施
2.2.1调查配电变压器的负荷情况，包括一天24小时的负荷与一年四季的负荷，弄清负荷的大致情况，并尽量地调整好三相负荷，使之接近对称运行。
2.2.2调整用电峰谷时间，减少过负荷情况；同时要及时给变压器增容，避免变压器长期过负荷运行。
2.2.3要经常观察三相负荷电流。三相负荷电流力求一致，如有偏差，不应超过10%。若超过，折算出过负荷百分数，按超过负荷的百分比，确定过负荷允许运行的时间（可在变压器运行规程中查得）。如果长时间过负荷运行，将影响变压器的使用寿命和增大损耗，可考虑再装一台同型号、同容量的变压器并列运行。
3、过电压
农网过电压是指对电气设备的绝缘有危险的突然升高的电压。农网运行中由于设备故障或频繁操作、雷电等都可能引起过电压，这种非正常的电压升高，其值可达额定值的2～3倍，严重地危及或破坏系统的稳定，危及设备绝缘的安全，甚至造成设备绝缘击穿，烧坏配变，避雷器爆炸，互感器熔丝熔断或烧坏。
3.1雷击过电压
线路遭雷击时，在变压器绕组上将产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，如果配变线路侧的避雷器不能有效地进行保护或本身存在某些隐患，如避雷器未投入运行或者未按时对其进行预防性试验、避雷器的接地不良、接地电阻超标等等，此时配變遭雷击损坏将难以避免。因此，在条件许可时，最好采用避雷器来保护，在中性点不接地的系统中，也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。但同一配电网络中，所有间隙必须装在同一相导线上，这样既可以节省一只阀型避雷器，而同时又不至于增加线路跳闸的次数。
3.2雷击过电压防范措施
保护变压器的阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙，要求尽量靠近变压器安装，距离越近保护效果越好，一般都要求装在变压器高压侧熔断器内侧。其接地线，应和配电变压器的金属外壳和低压侧中性点连在一起共同接地。当变压器容量为100kV·A及以上时，接地电阻应尽可能降低到4Ω以下；当变压器容量小于100kV·A时，接地电阻10Ω及以下即可。当这三点连在一起，高压侧落雷，避雷器或间隙放电时，变压器绝缘所承受的即是阀型避雷器的残压，而接地装置上的电压降并没有作用在变压器的绝缘上，这样对变压器保护是很有利的，能降低高、低压绕组间和高压绕组对变压器铁心与外壳之间发生绝缘击穿的危险。但是为了防止变压器低压侧中性点电位瞬时升高对用户安全的影响，可以在靠近用户的地方加装辅助接地线。 3.3谐振过电压
农村10kV配电变压器大都装于露天，受气候和外部环境影响极大，易进水受潮使绝缘降低。再加上长期运行使变压器绝缘油老化，当遭受雷击时常会造成绕组发生匝间或层间短路、断路，电感发生变化，对外壳放电等。进而发展成单相接地或电弧性接地，使变压器绕组激磁电感与线路对地电容形成振荡回路，激发引起谐振而造成电压升高。在农村电网运行中，当配变空载、轻载时，如发生单相线路接地或断线，断线接地形成对地电容就会与变压器激磁电感形成谐振回路，激发引起铁磁谐振而造成电压升高。
3.4谐振过电压防范措施
3.4.1对配变单相接地引起谐振过电压，除选用高质量的配变外，还应当加强对变压器运行中的检查和维护，进行预防性试验，只要变压器不发生单相绝缘击穿，就不会形成铁磁谐振过电压。
3.4.2对架空线路引起谐振过电压，提高线路架设标准，严格要求线路对建筑物的距离一定达到标准，合理选择导线截面，档距，导线接头一定牢固可靠，最好选用钢芯铝绞线架设。加强线路运行维护，线路走廊一定达到标准，线路下面积两旁的树木应定期砍伐，严禁在电力线路下建房、植树，禁止在杆塔附近采石取土。
3.4.3对投切空载线路和空载变压器引起过电压，可在线路的变压器安装阀型避雷来消除和保护。但避雷器一定要安装在跌落式熔断器下侧，受熔断器控制，以便线路不停电时，可检修更换。非雷雨季节也不要退出运行，以消除变压器空载投切引起的过电压。
4、无载调压开关故障
分接开关的调压原理运行中的配电变压器，由于一次侧电压（电网电压）的变化，负载大小和性质的变化，二次侧电压可能会有较大的变化（较额定电压值升高或降低）。为了使负载电压在规定范围内变化，保证用电设备的正常需要，必须对配电变压器进行调压。农用配变均采用无载调压方式。
4.1无载调压开关故障原因
4.1.1分接开关触头弹簧压力不足或滚轮压力不均，使有效接触面积减小，或者触头因镀银层机械强度不够而磨损严重，引起分接开关损坏。
4.1.2由于接触不良，或引线连接和焊接不良，不能承受短路电流的冲击作用，从而造成分接开关发生故障。
4.1.3在倒换时，由于分接头位置切换错误而烧坏分接开关。
4.1.4三相引线间的距离不够，或者绝缘材料的电气绝缘强度低，在过电压的情况下将绝缘击穿，引起分接开关相间短路。
4.1.5调压后导致动静触头部分接触或由于变压器分接开关接点长期运行，静触头有污垢造成接触不良而放电打火使变压器烧毁。
4.2防范措施
进行无载调压后要进行直流电阻测量，在切换无载调压开关时，每次切换完成后，首先应测量前后两次直流电阻值，做好记载，对比三相直流电阻是否平衡。在断定切换正常后，才可投入应用。在各档位进行测量时，除分辨做好记录外，注意将运行档直流电阻放在最后一次测量。
5、结束语
配电变压器作为整个供电系统中最末端最重要的一个环节，由于受安装环境、运行条件等因素的制约，易发生故障，且發生故障后不能及时修复。因此，提前采取预防措施，或在变压器存在的隐患和缺陷现象较轻时就采取措施，能够配网安全稳定运行打下良好的基础。
参考文献：
[1]图智文.配电变压器实用技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2]赵家礼.配电变压器修理手册[M].北京：中国电力出版社，2004.
[3] DL/T1102-2009.配电变压器运行规程[S].
[4] DL/T573-2010.电力变压器检修导则[S].
作者简介：荀福1965年9月，工程师，从事城农网管理27年