1 故障概况

2019年3月—5月某供电局同一批（型号为S13-M.RL-400/10）箱式变压器（以下简称箱变）中先后有4台发生故障，自投运起至故障发生时变压器负荷较小，主要为商铺和居民用户。

1.1 1号箱变内变压器故障

2019-03-26约11：00停电，检查发现1号箱变失电，试送成功。22：00再次停电，检查后于23：00左右，第1次空载试送成功，接带低压负荷时发现变压器有异响，随即上级环网柜05号断路器跳闸，箱变内2台变压器均出现故障，更换变压器后送电成功。故障发生时变压器U、V、W相电流分别为129.00 A、123.00 A、153.00 A，功率因数0.993。

1.2 2号箱变内变压器故障

2019-04-02约11：00停电，查线发现2号箱变内1号变压器本体散热片炸裂喷油，更换变压器后送电成功。故障发生时变压器U、V、W相电流分别为56.40 A、70.80 A、74.4 A，功率因数0.970。

1.3 3号箱变变压器故障

2019-05-16约22：00停电，检查发现3号箱变户外柱上熔断器三相熔断，箱变内2号变压器散热片鼓出，绝缘为0，低压负载由1号变压器接带后送电成功。故障发生时变压器U相、V相、W相电流分别为150 A、121 A、93 A，功率因数0.997。

2 检修试验分析 2.1 试验分析

对故障变压器进行试验后做吊芯检查，根据检查结果对变压器补油并拆除分接开关^[1]，再次进行试验^[2-4]。

（1）选取1号箱变内1号变压器进行试验。结果如表 1所示。

经单独检测，分接开关静触头绝缘电阻低于正常值，与接带分接开关时绝缘电阻值基本一致，拆除分接开关前空载试验和感应耐压试验未通过，拆除后试验通过，表明分接开关绝缘性较差，补油提高了变压器的绝缘水平。

（2）2号箱变内的1号变压器喷油，无法施加电流、电压，未进行试验。

（3）3号箱变内的2号变压器试验结果见表 2。

根据绝缘电阻试验可知，由于变压器油不足量，内部油位较低，长期运行易导致分接开关绝缘劣化速度加快。

2.2 吊芯检查

（1）试验后对1号箱变内1号变压器吊芯检查，结果见图 1。

检查结果表明，油位计显示红色缺油，散热片存在膨胀现象；铜排焊接连接工艺粗糙，未打磨；木质夹具非电工木，绝缘纸缺乏韧性，很容易打断；外壳顶部有放电烧灼痕迹；分接开关有放电烧灼痕迹，动触头和静触头有熔化现象。

（2）2号箱变内1号变压器外观及吊芯检查结果见图 2。结果表明，散热片膨胀严重，有明显撕裂口，变压器油由此喷出，变压器上表面无油渍，说明压力释放阀未起作用。变压器内部受电动力作用，导致木质夹具崩裂，绝缘纸断裂且失去韧性。铜排焊接处表面粗糙，存在尖端放电。三相绕组线包无明显异常，高压侧三相引线均与金属夹具严重放电，V相、W相引线均已烧断，变压器油已缺失大半。

（3）试验后对3号箱变内2号变压器进行吊芯检查。发现油位计显示红色（缺油），散热片存在膨胀现象；在变压器上部低压侧U相有放电烧灼痕迹；分接开关有放电烧灼痕迹，分接开关动触头和静触头有熔化现象；变压器油位线较低，在油位线以上变压器本体对外壳有明显放电痕迹。

2.3 三相负荷不平衡率分析

三相负荷不平衡率=（最大相负荷－最小相负荷）/最大相负荷×100%^[6]。计算结果如表 3所示。

根据GB/T 15543—2008《电能质量三相电压允许不平衡度》规定“配电三相负荷不平衡率的标准不大于15%，中性线电流不大于变压器额定电流的25%”，2号箱变内变压器三相不平衡最为严重。三相不平衡可导致配电变压器的钢构件局部温度升高甚至发热，绕组绝缘也可能因过热而加快老化，导致设备寿命降低^[6]。

3 故障原因分析

1号箱变内1号变压器油不足，内部油位较低，分接开关部分未浸在油中，产生间歇性放电，造成静触头和动触头高温熔化烧坏绝缘，最终造成分接开关绝缘电阻降低，发生故障。

2号箱变内1号变压器三相放电点处于变压器上部，均为高压侧引线与金属夹件放电所致，W相引线烧损最严重，应为初始放电点。变压器运行过程中存在放电现象造成油温上升，内部压力增大，且负荷三相不平衡，造成变压器内部温度升高，将变压器油挤入散热片内，导致油位下降，金属夹件与高压侧引线绝缘强度不足，导致两者之间严重放电，产生大量气体，温度进一步升高，造成外壳破裂、变压器油喷出。变压器故障过程中保护、压力释放阀未动作，最终造成变压器烧损。

3号箱变内2号变压器由于变压器油不足，内部油位较低，分接开关部分未浸在油中，长期运行中易导致分接开关绝缘劣化加快。故障原因与1号箱变内变压器相似。

4 运维管理建议

针对本文变压器故障原因，提出以下建议。

（1）供电企业对该厂家同批次同型号变压器进行梳理，检查缺油情况，查明缺油原因，对需进行补油的变压器及时补油。

（2）各供电分局加强对运行中变压器的巡检，按照《配网运行管理标准》制定相关管理办法。

（3）检查所有变压器压力释放阀是否完好并记录油量位置。

（4）按照各箱式变压器负荷情况，重新计算保护定值。

（5）加强三相不平衡变压器的运行管控，不对称负荷引起的电网三相不平衡可首选将不对称负荷分散接在不同供电点，避免不平衡度严重超标。或采用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化。结合实际情况处理，如接线复杂需装设平衡装置，可治理三相电流不平衡、相电压偏低及补偿无功，优化电能质量。

（6）对于新到货的变压器，应及时按照相关规定送检。