摘要：变压器是电网中的重要设备之一。虽配有多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，维护不当事故仍然会发生。经常对设备进行检测，并加强日常的维护和保养，会对电力设备起到极其重要的作用，从而使电力供应更加安全可靠。造成变压器的故障因素很多，其中变压器烧坏尤其影响配电日常工作。因此，我们必须对变压器的常见故障及特征进行分析，根据原因做出保护措施。本文主要就10千伏配电变压器烧坏原因分析及防范措施进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。
关键词：10千伏配电变压器；烧坏原因；防范措施
1 10kv配电变压器的常见故障及特征分析
1.1低压线路单相接地和相间短路
这是造成变压器烧毁的一种原因，变压器在运行中，会发生单相接地或相间短路的现象，这时机器内部将在瞬间产生一个超高电流，一般这个电流高于额定电流20-30倍，在这个超高电流的冲击下，变压器的高压绕组将会随之产生一个机械应力，同时这个力也一并破坏高压绕组的绝缘，导致变压器烧毁的事故发生，最终导致10kV线路发生单相接地或过流跳闸现象，影响正常的供电安全。春夏两季，新疆地区的雨水充足，使得树木生长旺盛。配电网中大部分低压架空输电线路的材质是裸铝绞线，被生长中的树枝触碰，就会引发单相接地和相间短路的现象。
1.2三相负荷不平衡
这是造成变压器烧毁的另一原因，这也是最容易被维护人员忽视的问题。特别是农网的供电线路中照明线路较多，又多是单相供电的形式，加之架线施工过程中的不规范现象，以及运行管理工作的不到位，这种情况下，极容易造成配变负荷的偏相运行。日积月累，电路铁芯中产生的涡流，会促使某相线圈绝缘发生老化现象，最终导致烧毁变压器的后果。
1.3高压侧熔丝配置不合格
由于工作人员使用铝丝或者低压保险丝代替高压保护熔丝，或者侧熔丝的配置过大，也是造成变压器烧毁的一个重要原因。在低压产生短路电流时，变压器内的故障电流增大，由于故障电流持续作用于变压器绕组，一定时限内变压器内部就会发生烧毁的后果。
1.4故障特征分析
（1）轴向失稳：在幅向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。
（2）辐向失稳：在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下，导致引线间绕组轴向变形。
（3）引线固定失稳：在引线间的电磁力作用下，造成引线振动，导致引线间短路。
1.5原因分析
（1）基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。
（2）目前各厂家的计算程序都是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大；换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生相扭矩。
（3）抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及伸率均下降。
（4）采用普通换位导线，抗机械强度较差，在承受短路机械力时，易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时，由于电流大，换位爬坡，该部位会产生较大的扭矩，同时处在绕组二端的线饼，由于幅向和轴向漏磁场的共同作用，也会产生较大的扭矩，致使扭曲变形烧坏现象。
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2.10kv变压器保护措施
2.1瓦斯保护
容量800kVA及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护，作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。对于10kV变压器的瓦斯保护是不可缺少的安全保护。当变压器的局部发生故障时，常常是破坏绝缘或变压器油产生气体。监视气体发生的速度，分析气体的各种特征及成分，可以间接地推测故障发生原因、部位和严重程度，在变压器出现突然性严重故障时自动报警或切断电源。瓦斯保护分为轻瓦斯保护动作于信号和重瓦斯保护动作于断路器跳闸两种。
2.1.1轻瓦斯保护动作
（1）因进行滤油、加油和启动强油循环装置而使空气进入变压器。
（2）因温度下降或漏油致使油面缓慢低落。
（3）因变压器轻微故障而产生少量气体。
（4）因直流回路绝缘破坏或接点劣坏引起误动作。
2.1.2重瓦斯保护动作
引起重瓦斯保护动作跳闸的原因，可能是由于变压器内部发生严重故障，油面剧烈下降或保护装置二次回路故障，在某种情况下，如检修后油中空气分离的太快，可能导致瓦斯保护动作于跳闸。发生瓦斯信号后，首先应检查瓦斯继电器动作的原因，如不是上述原因造成的，则应立即收集瓦斯继电器的气体，并根据气体的多少、颜色、是否可燃等判断其故障性质。重瓦斯保护动作时，若判明是内部故障，应向上级汇报并取油样化验，进行色谱分析检查油的闪点。若油的闪点比过去降低5度以上，则说明变压器内部有故障，必须停下处理，严禁冒然送电。
2.2电流速断保护
继电保护系统将电流速断保护与瓦斯保护相互配合，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，均为变压器的主保护。在满足供电系统稳定性，用户供电可靠性条件下，总希望在故障发生瞬间，保护能迅速动作，电流速断保护就是反应于增大而瞬间动作的一种保护。它的主要优点是简单可靠，动作迅速。当变压器的速断保动作于跳闸时，如有备用变压器，应首先将备用变压器投入，然后对速断保护范围内各部分进行检查：检查变压器套管是否完整，连接变压器的母线上是否有闪络的痕迹。
2.3反时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，反时限过电流保护就将起作用。反时限过电流保护是由GL-15（25）感应型继电器构成的，这种保护方式在一般工矿企业中应用广泛。感应型继电器兼有电磁式电流继电器、电磁式时间继电器作为时限元件）、电磁式信号继电器和电磁式中间继电器的功能，可用以实现反时限过电流保护。
2.4定时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器作为时限元件）、电磁式中间继电器（作为出口元件）、（电磁式电流继电器舴为起动元件）、电磁式信号继电器构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。这种保护方式-般应用在10kV-35kV系统中比较重要的变配电所。
2.5零序电流保护
10kV系统采用中性点不接地的运行方式。系统运行正常时，三相是对称的，三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下，每相都有一个超前90的电容电流流人地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120，其和为零，中性点电位为零。假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h，而不必切断电路，这也是采用中性点不接地的主要优。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验，有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班员进行处理。当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高，采用绝缘监察装置不能满足运行要求时，可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路零序电流大的特点构成的一种保护装置。
3.结束语
论文作者:俎旭辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：变压器论文; 电流论文; 瓦斯论文; 故障论文; 动作论文; 继电器论文; 时限论文; 《电力设备》2018年第13期论文;