曹文鐘 李仁波

摘要:本文對(duì)配電變壓器損壞的原因進(jìn)行分析,同時(shí)提出對(duì)配電變壓器的保護(hù)措施及其注意事項(xiàng),以保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:配電變壓器;原因分析;保護(hù)技術(shù)

1 配電變壓器損壞原因分析。

1.1 長(zhǎng)期實(shí)踐證明配電變壓器內(nèi)損壞,不管程度如何,大都是絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)(電纜紙、變壓器油等)在很多因素(如溫度、電氣、化學(xué)和機(jī)械等,的作用下,而遭到損壞的。

溫度是配電變壓器運(yùn)行中最常遇到的因素。它是由介質(zhì)損失和變壓器的銅鐵損而引起的。除正常運(yùn)行溫度外,還會(huì)碰到過(guò)載和短路時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電流引起的溫度驟升(短路時(shí)短路電流達(dá)到額定電流的25~30倍。因而,銅損將達(dá)到額定電流時(shí)幾百倍,使繞組溫度上升非常迅速)。

變壓器的固體絕緣介質(zhì)在溫度作用下,將會(huì)失去水份、變脆、機(jī)械強(qiáng)度下降。若溫度持續(xù)上升,使發(fā)熱量不斷增加,形成惡性循環(huán)使絕緣介質(zhì)進(jìn)一步燒熔、燒裂、燒焦,直至完全破壞。這就是所謂的熱擊穿。發(fā)生熱擊穿的時(shí)間較慢,一般要經(jīng)歷數(shù)小時(shí)的時(shí)間。但當(dāng)突發(fā)短路時(shí),所經(jīng)歷的時(shí)間比較短,當(dāng)有適合的保護(hù)時(shí),不會(huì)發(fā)生熱擊穿。

1.2 電氣作用也是配電變壓器運(yùn)行中經(jīng)常耐受的因素。變壓器的絕緣,除了長(zhǎng)期承受工 作電壓外,而且還將短時(shí)或瞬時(shí)承受內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓的作用。工作電壓的作用是長(zhǎng)期的,主要從絕緣簿弱的部位局部放電,從而發(fā)展為電化學(xué)擊穿。而過(guò)電壓的作用,主要是產(chǎn)生積累效應(yīng),使少化程度逐步擴(kuò)大,最后導(dǎo)致電擊穿。

1.3 化學(xué)作用通常也是配電變壓器運(yùn)行中往往不可避免的因素?；瘜W(xué)作用主要是指氧化,水解和生成沉淀物的過(guò)程。例如固體絕緣介質(zhì)、變壓器油接觸空氣后,在溫度的共同作用下,可引起氧化析出沉淀物,腐蝕、影響絕緣,使其發(fā)生化學(xué)變化;導(dǎo)致老化最后以擊穿的形式而破壞。

2 配電變壓器是配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應(yīng)定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。通常安裝在電線桿、臺(tái)架或配電所中,一般將6～10千伏電壓降至400伏左右輸入用戶。變壓器運(yùn)行是否正常直接影響用戶生產(chǎn)和生活用電,并關(guān)系到用電設(shè)備的安全。為了保證用戶用上優(yōu)質(zhì)、安全電,必須保證配變運(yùn)行正常。因此我們有必要從保護(hù)配置技術(shù)角度和日常運(yùn)行管理兩大方面來(lái)談?wù)勁潆娮儔浩鞯谋Ｗo(hù)措施及其注意事項(xiàng):

2.1 保護(hù)配置技術(shù)方面

2.1.1 為防止溫度過(guò)高,可采取下列措施:

(1)限制變壓器不應(yīng)長(zhǎng)期過(guò)載和防止短路,根據(jù)焦耳一楞次定律Q=0.24I2Rt可知,決定發(fā)熱量的主要因素是I,I越大,I2增值越快,在比較短的℃時(shí)間內(nèi)就有可能燒毀變壓器。特別是短路時(shí)的情況更為嚴(yán)重。其次,雖然電流超過(guò)不甚大,但過(guò)負(fù)荷時(shí)間很長(zhǎng),由于熱量積累的關(guān)系也會(huì)燒毀變壓器。一般過(guò)負(fù)荷燒毀的變壓器多半發(fā)生二次繞組。

(2)一、二次安裝合格的熔絲,以便一旦短路和過(guò)載時(shí),熔絲熔斷,使變壓器得到保護(hù)但要注意下列問(wèn)題。

高壓熔絲不要裸露在外面,要安裝在熔絲管里,這樣做便于滅弧,防止弧光短路。

高低壓熔絲不能以其它金屬導(dǎo)體代替,也不能以低壓熔絲代替高壓熔絲。因?yàn)樵谕瑯拥念~定電流下,由低熔點(diǎn)高電阻系數(shù)的鉛鋅制成的低壓熔絲,耍比用高熔點(diǎn)低電阻系數(shù)的銅銀等制成的高壓熔絲具有較大的截面因此熔斷時(shí),金屬蒸氣多,對(duì)滅弧不利。

2.1.2裝設(shè)避雷器保護(hù),防止雷擊過(guò)電壓:配變的防雷保護(hù),采用裝設(shè)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器作為過(guò)電壓保護(hù),以防止由高低壓線路侵入的高壓雷電波所引起的變壓器內(nèi)部絕緣擊穿,造成短路,杜絕發(fā)生雷擊破壞事故。采用避雷器保護(hù)配變時(shí),一是要通過(guò)正常渠道采購(gòu)合格產(chǎn)品,安裝投運(yùn)前經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)達(dá)到運(yùn)行要求再投運(yùn);二是對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn),對(duì)于泄漏電流值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的不合格產(chǎn)品及時(shí)加以更換;三是定期進(jìn)行變壓器接地電阻檢測(cè),對(duì)100KVA及以上的配電變壓器要求接地電阻必須在4Ω以內(nèi),對(duì)100KVA以下的配電變壓器,要求接地電阻必須在10Ω以內(nèi)。如果測(cè)試值不在規(guī)定范圍內(nèi),應(yīng)采取延伸接地線,增加接地體及物理、化學(xué)等措施使其達(dá)到規(guī)定值,每年的4月份和7月份進(jìn)行兩次接地電阻的復(fù)測(cè),防止焊接點(diǎn)脫焊、環(huán)境及其它因素導(dǎo)致接地電阻超標(biāo)。如果變壓器接地電阻超標(biāo),雷擊時(shí)雷電流不能流入大地,反而通過(guò)接地線將雷電壓加在配電變壓器低壓側(cè)再反向升壓為高電壓,將配變燒毀;四是安裝位置選擇應(yīng)適當(dāng),高壓避雷器安裝在靠配變高壓套管最近的引線處,盡量減小雷電直接侵入配變的機(jī)會(huì),低壓避雷器裝在靠配變最近的低壓套管處,以保證雷電波侵入配變前的正確動(dòng)作,按電氣設(shè)備安裝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求安裝,防止盲目安裝而失去保護(hù)的意義。

2.1.3 裝設(shè)速斷、過(guò)電流保護(hù),保證有選擇性地切除故障線路:配變的短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)由裝設(shè)于配變高壓側(cè)的熔斷器和低壓側(cè)的漏電總保護(hù)器(該裝置有漏電保護(hù)和配變低壓過(guò)電流保護(hù))來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了有效地保護(hù)配變,必須正確選擇熔斷器的熔體(熔絲、熔片等)及低壓過(guò)電流保護(hù)定值。高壓側(cè)熔絲的選擇,應(yīng)能保證在變壓器內(nèi)部或外部套管處發(fā)生短路時(shí)被熔斷。熔絲選擇原則:容量在100kVA及以下的配變,高壓熔絲按2～2.5倍額定電流選擇;容量在100kVA以上的配變,高壓熔絲按1.5～2倍額定電流選擇。低壓側(cè)漏電總保護(hù)器過(guò)流動(dòng)作值取配變低壓側(cè)額定值的1.3倍,配變低壓各分支線路過(guò)流保護(hù)定值不應(yīng)大于總保護(hù)的過(guò)流動(dòng)作值,其值應(yīng)小于配變低壓側(cè)額定電流,一般按導(dǎo)線最大載流量選擇過(guò)流值,保證在各出線回路發(fā)生短路或輸出負(fù)載過(guò)大,引起配變過(guò)負(fù)荷時(shí)能及時(shí)動(dòng)作,切除負(fù)載和故障線路,實(shí)現(xiàn)保護(hù)配變的目的。同時(shí)滿足各級(jí)保護(hù)的選擇性要求。

2.2 日常運(yùn)行管理方面

2.2.1 加強(qiáng)日常巡視、維護(hù)和定期測(cè)試:進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng),及時(shí)清掃和擦除配變油污和高低壓套管上的塵埃,以防氣候潮濕或陰雨時(shí)污閃放電,造成套管相間短路,高壓熔斷器熔斷,配變不能正常運(yùn)行;及時(shí)觀察配變的油位和油色,定期檢測(cè)油溫,特別是負(fù)荷變化大、溫差大、氣候惡劣的天氣應(yīng)增加巡視次數(shù),對(duì)油浸式的配電變壓器運(yùn)行中的頂層油溫不得高于95℃,溫升不得超過(guò)55℃,為防止繞組和油的劣化過(guò)速,頂層油的溫升不宜經(jīng)常超過(guò)45℃;搖測(cè)配變的絕緣電阻,檢查各引線是否牢固,特別要注意的是低壓出線連接處接觸是否良好、溫度是否異常;加強(qiáng)用電負(fù)荷的測(cè)量,在用電高峰期,加強(qiáng)對(duì)每臺(tái)配變的負(fù)荷測(cè)量,必要時(shí)增加測(cè)量次數(shù),對(duì)三相電流不平衡的配電變壓器及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,防止中性線電流過(guò)大燒斷引線,造成用戶設(shè)備損壞,配變受損。聯(lián)接組別為Yyn0的配變,三相負(fù)荷應(yīng)盡量平衡,不得僅用一相或兩相供電,中性線電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的25%,力求使配變不超載、不偏載運(yùn)行;

2.2.2 防止外力破壞:合理選擇配變的安裝地點(diǎn),配變安裝既要滿足用戶電壓的要求,又要盡量避免將其安裝在荒山野嶺,易被雷擊,也不能安裝在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方,以防不法分子偷盜;避免在配電變壓器上安裝低壓計(jì)量箱,因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,計(jì)量箱玻璃損壞或配變低壓樁頭損壞不能及時(shí)進(jìn)行更換,致使因雨水等原因燒壞電能表引起配變受損;不允許私自調(diào)節(jié)分接開關(guān),以防分接開關(guān)調(diào)節(jié)不到位發(fā)生相間短路致使燒壞配電變壓器;在配變高低壓端加裝絕緣罩,防止自然災(zāi)害和外物破壞,在道路狹窄的小區(qū)和動(dòng)物出入頻繁的森林區(qū)加裝高低壓絕緣罩,防止配電變壓器接線樁上掉東西使低壓短路而燒毀配變;定期巡視線路,砍伐線路通道,防止樹枝碰在導(dǎo)線上引起低壓短路燒壞配電變壓器的事故。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述:要使配電變壓器保持長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行,除加強(qiáng)提高保護(hù)配置技術(shù)水平之外,在日常的運(yùn)行管理方面同樣也十分重要。作為配變運(yùn)行管理人員,一定要做到勤檢查、勤維護(hù)、勤測(cè)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,采取各種措施來(lái)加強(qiáng)配電變壓器的保護(hù),防止出現(xiàn)故障或事故,以保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。