摘要：在我国国民经济快速增长的过程中，电力供需之间的矛盾日益突出，国内对于配电变压器的需求也逐渐增加。为了顺应我国的节能减排的号召，实现降低配网损耗的目的，国家电网大力提倡节能型变压器的使用。因此，在我国国网系统中，非晶合金变压器的装配比率逐渐增加。非晶合金变压器是典型的密集型产品，电网对其可靠性以及安全性的要求比较高，但是，因中低端变压器的市场环境受限，产品的销售也比较激烈，市场的饱和程度比较高，受到利益的驱使，设计优化以及制造工艺并没有完全被重视，部分非晶合金变压器中的质量问题也逐渐体现出来。鉴于此，本文就非晶合金变压器典型故障原因展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：非晶合金变压器；噪声；故障分析
1.非晶合金变压器研究概述
非晶合金变压器具有经济性以及节能性的特点，满足国家的电网节能降耗以及产业政策的需求，是如今比较经济，并且节能效果比较好的配电变压器，这种变压器在城乡电网改造以及建设的过程中得到了很大的推广。在不断推广使用非晶合金变压器的过程中，其自身的一些问题也逐渐显现出来。在2010年，辽宁省电力有限公司招标采购的100多台非晶合金变压器中，其噪音比较大，在使用的过程中，设备故障现象时有发生，通过认定发现，这批变压器具有家族性的缺陷，之后对这批变压器进行了返厂更换。非晶合金变压器中的严重的噪音现象会对电网的安全稳定运行产生直接的影响。
1.1非晶合金变压器的研究意义
变压器的损耗在配电网的损耗组成中的占比高达30~60%，其中的空载损耗占到了变压器损耗的50~80%，由此可见，有效降低变压器的损耗是实现降低配电网损耗的主要节能方法以及主要的研究方向。非晶合金变压器具有明显的节能效果，其主要特点是有较低的空载损耗，其空载损耗仅仅是S11系列油浸式变压器的20%左右，满足国家电网节能降耗以及产业政策的实际需求，是如今有着理想节能效果的配电变压器。如今，在我国电网运行的过程中，非晶合金变压器的使用占到了配电变压器的7~8%，剩余的部分则是以往硅钢片的变压器。因此，对于变电站中非晶合金变压器的研究具有非常重要的意义，其不仅能够有效推动非晶合金变压器在全国的使用范围，同时还能够实现节能减排的效果。
1.2研究内容
将变损耗作为变电站损耗中的重要组成部分，非晶合金变压器能够降低站内的空载损耗，如下对非晶合金变压器进行分析：（1）首先对非晶合金变压器的特性进行研究分析，分析空载损耗以及负载损耗；（2）分析使用S11型硅钢片变压器以及非晶合金变压器的经济效益以及变损耗，得出在运用非晶合金变压器之后，能够有效降低站内的变运行成本以及变损耗。
2.非晶合金变压器典型故障原因及分析
2.1接线组别
如今，存在于市场上的非晶合金变压器大体上可以将其分为三芯五柱式（Dyn11）结构，这一结构的两个旁轭能够提供方磁通中的零序分量流通以及高次谐波，减少漏抗压的存在，实现改善电流质量的效果。辽宁省电力有限公司于2010年招标采购的非晶合金变压器属于三芯三柱式结构，在所有非晶合金变压器中，很少用到这些接线组别，主要是因为这种接线组别的生产工艺并不成熟。正式由于受到这种不成熟的接线组别结构的影响，使得三芯三柱式的非晶合金变压器在使用过程中会产生比较大的噪声。如图1所示为三芯三柱式（Yyn0）变压器内部结构，如图2所示则为三芯五柱式（Dyn11）变压器内部结构。
图1 三芯三柱式变压器内部结构
图2 三芯五柱式变压器内部结构
2.2铁心结构解体
在这种变压器中，其结构内部有太多的铁心碎片，这些铁心碎片的存在会直接影响到变压器的正常运行，如图1所示，这种变压器的铁心结构是敞开式的，铁心经过振动产生碎片之后，这些碎片会进入到油箱中，然后附着在绕组的表面或者绕组的附近，这样一来将会降低绕组间的绝缘系数，给变压器的正常运行带来较为严重的隐患。然而，运行状态良好的非晶合金变压器铁心将会完全被夹件进行封装，这种结构比没有经过封装的结构更加安全并且合理。因铁心被完全包裹住，这就使得夹件的封结构被阻断，这样一来也能够有效降低噪音的传播。如图3所示为封闭式铁心结构。
图3 铁心被夹件封闭
2.3油箱结构
2.3.1油箱无防止铁心松动的定位点
非晶合金变压器的铁心无法受力，并且铁心是挂靠在绕组上方的，因此，铁心的稳定性无法得到有效的保障。将防止铁心晃动的定位点安装在油箱上，如图4所示，能够有效避免铁心出现位移的情况。
图4 防止铁心松动定位点
2.3.2油箱底部无防止噪声传播与减缓铁心振动的胶垫
在这种非晶合金变压器的油箱中，没有避免铁心松动的定位点，并且也没有缓解铁心振动的胶垫，铁心在运行的过程中处于振动的状态，容易产生位移，在振动的过程中也没有定位点对铁心加以固定，无法实现对油箱表面以及铁心的分离，因此，就会有较大的噪音产生。如图5所示为油箱结构。在油箱的底部位置处应该设置避免噪声传播以及缓解铁心振动的胶垫，如图6所示，这样一来就能够实现减少噪音并且抑制噪音的效果。
图6 防止噪声传播与减缓铁心振动的胶垫
2.4高压绕组导线故障
纸包线通常情况下用作高压绕组的导线，变压器的绕组结构是方形结构，其转角位置处的应力比较集中，如果高压绕组使用的是纸包线，在使纸包线卷曲的过程中，由于受到卷曲应力的影响，很容易导致绝缘纸出现开裂以及破损问题，这样一来就会降低绝缘纸的绝缘作用。如图7所示使用漆包线可以有效抑制这种问题的产生，并且能够解决由于应力太大而存在的破损问题以及以及绝缘系数比较低的问题，这样一来就能够确保非晶合金变压器安全、稳定地运行。由此可见，应该使用漆包线作非晶合金变压器高压绕组线。
图7 高压侧漆包线的结构展示
2.5铁心接口
应该使用铁心接口向下的方法来作非晶合金变压器的铁心结构。在解体的过程中能够发现，具有家族性缺陷的非晶合金变压器铁心，其由套在外侧的外圈铁心以及两个内圈铁心组成，如图8所示，铁心的开心在下方位置处。处于良好的运行状态的变压器，其铁心的开口方向也是向下的，如图9所示。在非晶合金变压器的铁心接口处，很容易有碎片产生，铁心的接口向下，碎片产生之后就不会进入到绕组之中，从而能够有效确保非晶合金变压器运行过程中的安全性。
图9 良好变压器铁心结构
结语
在解体具有家族性缺陷的非晶合金变压器的时候，发现这批变压器使用的是工艺并不成熟的三芯三柱式接线方法，并且铁心的结构使用的是开放式的结构，在内部邮箱的侧壁没有根据铁心位置设置对应的固定点，因此，很容易导致铁心出现位移，面对上述情况，需要在后期进行招标采购工作的过程中，对相关要求加以明确，并且应该从源头上确保非晶合金变压器运行的安全性。
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论文作者:朱金虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：变压器论文; 合金论文; 铁心论文; 结构论文; 绕组论文; 如图论文; 所示论文; 《基层建设》2019年第4期论文;