摘要：变压器作为重要的供电相关设备，其运行状态和电网的正常、安全、高效运作有着极大的关系。因此，保障变压器正常运行是供电工作中的重要一环。过热故障是变压器的常见故障，对电网的正常运作危害较大，发现变压器的过热故障及其原因，及时采取正确的预防手段和解决措施，能大幅降低变压器过热故障的几率。本文简单介绍变压器过热故障，分析引起变压器过热故障的原因，并探讨相应的诊断和预防方法。
关键词：变压器；过热故障；原因；诊断；预防
近年来，我国经济发展迅速，人们的物质生活水平越来越高，电器的使用率也大幅增加。因此，人民群众对供电质量及安全的要求更加严格。变压器过热故障是一种非常常见的变压器故障类型，直接威胁着变压器的运行效率和运行安全，从而对整个电网造成严重危害。因此，诊断并预防变压器过热故障变得非常有必要。
1变压器过热故障描述
变压器过热故障是指变压器工作异常而出现过热现象，并导致变压器工作故障，无法正常、安全运行。常见的变压器过热故障主要有铁芯、绕组、引线和分接开关的过热故障。变压器发生过热故障的情况下，其外壳发热严重，绝缘物质也会因此而受到影响，从而导致绝缘性能和耐用性能降低，就使得变压器很容易受到损害。据国际电工委员会提出的“变压器运行6℃法则”所述，变压器运行温度在80℃—140℃之间时，一旦升高6℃，那么其绝缘材料的使用寿命损耗速度就会变为原来的两倍。在变压器中有局部温度升高到140℃的情况下，会出现大量气泡，对变压器造成严重的破坏。
2变压器过热故障成因分析
2.1变压器内部存有异物
变压器中掺入了其它东西的话，往往会使得变压器在运行时出现过热的状况，并引起故障。例如当金属颗粒或者其它杂质在进入变压器的内外框铁芯之后，变压器一旦开机运作，就很容易使得内外框因金属颗粒等异物而存在磁位差。并会因此出现环流，产生大量的热，使得变压器出现热故障。
2.2变压器绕组问题
变压器绕组过热一般是因为变压器使用时间较长及换位导线生产技术问题而造成换位导线老化严重所引起的。除此之外，绕组换位不合适以及绕组匝本身质量问题都很容易造成绕组过热，并进一步引起变压器过热故障。
2.3变压器漏磁现象
磁通时变压器正常工作必不可少的，不过，磁通也可能引起变压器发生热故障。变压器中含有漏磁通，漏磁通的轴向分量均分布简单，不存在太大的变化。不过漏磁通的径向分量情况就要复杂得多，相应地，漏磁损耗情况也要更为多变，并且变压器的体积越大，其损耗量也更多。在变压器绕组端部的涡流损耗是最大的，这就使得内绕组漏磁的径向值远远高于外绕组漏磁径向值。当变压器体积较大时，漏磁密高，损耗的大量能量会转化成热能，使得变压器内部温度升高，从而容易造成变压器过热故障。
3变压器过热故障的诊断与预防
3.1变压器过热故障的诊断方法
3.1.1外部观察法
要判断变压器是否发生热故障，可以简单地通过观察变压器运行的外部情况获知。在变压器发生热故障的情况下，变压器运行状态会与正常运行状态出现较大差异，包括发出的声音、油的气味、外壳发热状况以及外部保护装置信号都和平时有所不同。例如可以听变压器运行时有没有异常声音、油的气味是否有所不同、温度指示计的温度大小是否正常、储油柜油位有否升高或降低、油箱有没有出现漏油情况等。将观察所得数据与变压器正常工作数据两相对比，就能很轻松地判断变压器是否发生热故障。
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3.1.2变压器直流电阻对变压器内部过热原因的判别
电压器内部过热的原因和变压器的直流电阻有着莫大关系，尤其受绕组直流电阻影响较大。通过对绕组直流电阻的测量及实验，可以了解绕组与回路之间的状况，尤其是前者纵绝缘和后者的连接关系，并通过这一关系判断变压器内部过热的原因。无论是绕组匝短路，还是绕组断股，又或者是分接开关与到导线接头接触不良引起的变压器内部过热，都能够通过测量绕组直流电阻进行判断。与此同时，测量绕组直流电阻还可以判断直流电阻的平衡及调压分接开关档位的有效性，并进一步判断回路是否有故障问题。
4变压器铁芯多点接地处理
4.1变压器铁芯接地类型
变压器铁芯接地故障分为不稳定接地故障和稳定接地故障两种。①不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多是由于异物在电磁场的作用下形成导电小桥造成的接地故障，如灰尘、油泥、金属粉尘等。②稳定接地（也称死接地现象）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或在厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等。
4.2变压器多点接地处理
4.2.1处理方法
先确定变压器铁芯接地故障是不稳定接地故障还是稳定接地故障，其方法有：①放电电压冲击法：这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯状态下均可进行。可用升压变压器电压的方法进行，操作前务必计算好二次侧电压，由于铁芯对地绝缘片太薄的原因，所以二次侧电压不能高于2500V。②电容放电冲击法，通常情况，电容经过1分钟充电过程后，快速对变压器故障点放电，此时会听到啪啪的响声。随后用2.5kV摇表测试铁芯对地的绝缘电阻，若故障仍然不能排除，连续复操作数次，这类接地故障基本可以排除。③大电流冲击法：电焊机工作电压20～40V，电流60～600A。操作时，先把电焊机的焊接输出电流设定在小值，用焊把快速碰触垫脚，在此状况下铁芯片与垫脚会通过故障点而形成闭合电路，而铁芯故障接地点的阻值和非故障点的阻值相比较大，慢慢升高电焊机的输出电流，故障点会很快发热，这时故障点上的油脂会分解而形成烟尘，这样就可以看到故障点了。故障消除后用兆欧测量铁芯接地电阻的阻值用以检验效果。根据检测情况，我们决定用电容放电冲击法确定铁芯接地故障类型。经三次电容放电冲击，变压器仍然存在多点接地故障。由此，我们判断变压器为稳定接地故障。
4.2.2吊罩处理
检查铁芯绝缘纸板固定牢固，铁芯纵向散热油道无油泥、金属杂物堵塞，铁芯接地片绝缘包扎完好，外观检查各间隙、槽部重点部位无金属夹杂物。之后，测试下夹件对铁芯绝缘电阻良好，测试上夹件穿芯螺栓对铁芯绝缘电阻，发现夹件对铁芯绝缘电阻为0MΩ。发现上夹件碰及铁芯后，现场处理人员仔细检查铁芯夹件，发现上夹件中间部位与铁芯间隙太小，已经碰及铁芯。处理该处接地点后，测试铁芯绝缘电阻为10000MΩ，不再存在接地点。
5结束语
在对电网运作质量和安全要求越来越高的今天，保证变压器的正常工作非常重要。针对变压器过热故障这一常见问题，发现并分析造成变压器过热故障的原因，并及时采取相应的措施进行诊断和防范，能有效减少变压器过热故障的几率。
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论文作者:李东敏,高吉,申晓东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/13
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 铁芯论文; 电阻论文; 原因论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第5期论文;