چه عیوبی در ترانسفورماتورهای توزیع یک فاز معمول است
تکفاز ترانسفورماتورهای توزیع، به عنوان تجهیزات مهم برای تغییر ولتاژ و توزیع برق در سیستم برق، به طور گسترده در شبکههای برق روستایی، مناطق مسکونی با ولتاژ پایین و مناطق با بار تکفاز متمرکز استفاده میشوند. با افزایش مداوم نسبت بارهای تکفاز در شبکه توزیع، نرخ خرابی ترانسفورماتورهای تکفاز نیز افزایش یافته است. شناسایی و رسیدگی به موقع این خرابیها برای تضمین تامین برق اهمیت بالایی دارد. بر اساس تحقیقات اخیر، خرابیهای رایج ترانسفورماتورهای تکفاز توزیع عمدتاً به پنج دسته متمرکز میشوند: خرابیهای پیچه، زوال عایق، ترکیدگی روغن، دما غیرعادی و خرابیهای تپ فشار پایین. این خرابیها نه تنها عملکرد عادی ترانسفورماتور را مختل میکنند بلکه ممکن است منجر به خسارت تجهیزات و قطع تامین برق شوند. این مقاله به طور جامع علل، مشخصات و روشهای رسیدگی به انواع خرابیها را تحلیل میکند و هدایت عملی برای کارکنان عملیات و نگهداری سیستم برق ارائه میدهد.
۱. خرابیهای پیچه
خرابیهای پیچه نوع خرابی بیشترین در ترانسفورماتورهای تکفاز توزیع هستند که شامل خرابیهای کوتاهمداری داخلی، بازمداری و زمینکشی پیچهها میشود. این خرابیها عمدتاً به دلیل زوال مواد عایق، خسارت مکانیکی یا نقص ساخت ناشی میشوند. کوتاهمداری داخلی در پیچه باعث گرم شدن محلی در داخل ترانسفورماتور میشود، که باعث تسریع زوال عایق میشود و ممکن است در نهایت منجر به خرابی کلی پیچه شود. تحقیقات نشان میدهد که در صورت وجود کوتاهمداری کمی در پیچه ترانسفورماتور، دستگاههای سنتی مانند حفاظت دیفرانسیل و حفاظت گازی ممکن است در مرحله اولیه خرابی عمل نکنند، که این موضوع نیازمند توانایی شناسایی خرابی بالاتری برای کارکنان عملیات و نگهداری است.
(۱) نشانههای خرابی
(۲) اقدامات رسیدگی
(۳) استراتژیهای پیشگیری
۲. خرابیهای زوال عایق
زوال عایق دومین خرابی رایج در ترانسفورماتورهای تکفاز توزیع است که شامل زوال مواد عایق جامد و زوال عایق روغنی میشود. زوال عایق باعث کاهش عملکرد عایق ترانسفورماتور و تسریع زوال کلی تجهیزات میشود. بر اساس آمار، میتواند عمر طراحی شده (۳۵-۴۰ سال) ترانسفورماتور را به حدود ۲۰ سال کاهش دهد، که به ویژه در ترانسفورماتورهایی که به طولانیمدت در حال عملیات هستند، در محیطهای سخت یا با عملیات و نگهداری کافی نیست، برجسته است.
(۱) نشانههای خرابی
(۲) روشهای رسیدگی
(۳) استراتژیهای پیشگیری
۳. خرابیهای ترکیدگی روغن
ترکیدگی روغن یک خرابی معمول و مضر در ترانسفورماتورهای تکفاز توزیع است. این خرابی بیش از ۴۰٪ خرابیهای ترانسفورماتورهای برق را شامل میشود که میتواند عملکرد عایق و تبدیل حرارتی را تحت تأثیر قرار دهد و منجر به آتشسوزی تجهیزات، آلودگی و خسارات اقتصادی شود.
(۱) نشانههای خرابی
(۲) علل خرابی
زوال/خسارت مهرهها، شکست دوخت، نصب نادرست بوشینگ، اتصالهای سست به دلیل ارتعاش، زنگزدگی خزان روغن و فشار روغن غیرعادی به دلیل بلوکه شدن تنفسگیر.
(۳) روشهای رسیدگی
(۴) استراتژیهای پیشگیری
۴. خرابیهای دما غیرعادی
دما غیرعادی یک نوع خرابی کلیدی در ترانسفورماتورهای تکفاز توزیع است که شامل گرم شدن پیچه، گرم شدن محلی هسته آهن و افزایش دمای روغن میشود. این خرابیها "トリガーフォルト"であり、絶縁の劣化、油漏れ、巻線の変形などのフォルトを引き起こす可能性があります。IEC標準によると、最も熱い点の温度が140℃に達すると、油中に気泡が発生し、絶縁低下または闪络，导致变压器损坏。
(۱) خرابیهای نشانه
(۲) علل خرابی
بار مازاد ترانسفورماتور، خرابیهای داخلی (پیچه/هسته آهن کوتاهمداری)، خرابی سیستم خنکسازی، دمای محیط بالا، کمبود روغن به دلیل مهرهگیری ضعیف، و نصب تهویه ضعیف.
(۳) روشهای رسیدگی
(۴) استراتژیهای پیشگیری
5. 低压分接头故障
低压分接头故障是单相配电变压器特有的故障，包括接触不良、开路和错误连接。由于低压侧大多采用抽头设计（如三/四抽头），连接质量直接影响输出电压和运行稳定性，这在负载波动大且运维不足的变压器中很常见。
(1) 故障表现
(2) 故障原因
抽头焊接不良，接触面氧化，安装不牢固，运维过程中未恢复连接，潮湿环境导致接触电阻大，负载波动导致接触点磨损。
(3) 处理方法
(4) 预防策略
6. 智能监控技术在故障诊断中的应用
随着智能电网的发展，传统的依靠人工经验和简单仪器的诊断模式逐渐被智能监控技术所取代。基于人工智能的故障诊断系统可以实时监控运行状态，提前预警风险，提高诊断的准确性与效率。
(1) 主流技术
红外传感测温：精度±1°C，可以准确检测异常温度。
声纹识别诊断：分析运行声音的频率和特征，区分正常和故障声音。
油中溶解气体分析：检测特征气体含量，确定内部故障类型和程度。
机器学习系统：整合多个参数，建立故障预测模型。
(2) 应用效果
应用红外测温后，某电力公司故障检出率提高了65%，处理时间缩短了40%；声纹识别可以在绕组故障发生前3-6个月提前检测到。智能系统还可以定位故障并评估严重程度，为运维决策提供依据。
7. 单相变压器的维护与预防措施
单相配电变压器的大多数故障与长期运行、环境和运维不足有关。建立科学的维护体系并实施预防措施是减少故障和延长使用寿命的关键。
(1) 日常维护
(2) 分类预防
绕组故障：避免过载并进行定期绝缘测试。
绝缘老化：控制温度运行并进行定期油质检测。
油泄漏：定期检查密封并在振动环境中加强固定。
