摘要：本文根据实际工作中积累的经验以及相关的理论知识，从干式变压器铁芯发热的原因入手进行了研究，而后又有针对性地提出了相应的补救措施，希望能够对相关问题的解决提供参考。
关键词：干式变压器；铁芯；发热；磁通密度
引言
干式变压器具有多方面的应用优势，和油浸式变压器相比较而言具有更好的安全性和稳定性，干式变压器中不存在可燃性物质，因此也不容易出现燃烧起火的问题，也就不存在释放有毒气体等安全隐患，更重要的是其内部元件的使用寿命都比较长，维护频率可大大降低，整体实用性非常高，在干式变压器的应用过程中，需要特别注意一些存在的问题，例如铁芯过热。
1干式变压器铁芯发热的原因
1.1铁芯存在多点接地的情况
铁芯发热的最主要原因就是多点接地，一般来说受运行环境湿度过高、结构件绝缘完整性受损等原因的影响，铁芯会与外壳、夹件等发生多点接触导通，此时就构成了铁芯多点接地的问题。而铁芯内部的涡流值又和铁芯接地点的位置有关，在多点接地的情况下磁通量会发生变化，这时涡流值与磁通量成正比。铁心片的涡流损耗会慢慢致使铁芯发热，而多点接地形成的环流也会增加损耗，铁芯发热会加剧。
1.2铁芯质量及内部绝缘问题
在实际工作中如果确定铁芯不存在多点接地的情况，却仍然存在过热问题，那么就可以考虑是否与铁芯质量有关。一些生产厂家为了节约成本，选择再生硅钢片作为原材料，制造出来的叠片系数远远小于标准值，在运行中很容易出现发热现象，如果不能及时处理，干式变压器的正常应用也会受到影响。比如说在东北地区某省份的干式变压器排查中，就发现某处变压器不存在铁芯多点接地的问题，但是运行中温度迟迟降不下来，影响到了干式变压器的运行效果，为了确定其发热原因工作人员就以该变压器批次为线索，联系到了生产厂家并且询问了硅钢片的型号和质量问题，最后确定此次发热问题主要源于硅钢片质量不过关。
1.3电压质量不达标
干式变压器往往运用在电力网络主网周边，此部分的电压变化波动比较大，为了让电压供给保持稳定，电厂通常会提升出口电压，这就给干式变压器的稳定运行带来了挑战。电压增高的情况下，干式变压器内部铁芯磁密度不断增加，逐渐形成饱和状态，此时金属夹件和铁芯之间互相作用会导致严重发热，如果不能及时处理那么很可能影响到变压器的运行。
1.4温控系统故障
干式变压器的绕组和铁芯一般安装在外壳内运行，和常规的油浸式变压器有较大的差别，为了确保铁芯的运行稳定性，干式变压器中还安装有数字温度控制系统，在温度过高的时候启动风机提升变压器通风效率，以达到降低温度的效果。然而在干式变压器不断运转的过程中，其铁芯和绕组都会产生损耗，发热现象将会一直持续，对温控系统的依赖性就会越来越强。在这种情况下，一旦温控系统故障，铁芯和绕组的发热就会持续并且无法及时的进行散热，直接导致铁芯和绕组过热，最终影响变压器正常运行。此外运行环境恶劣，堵塞散热排风口，铁芯绕组间异物堵塞也将影响散热。
1.5穿心螺杆上的绝缘损坏
穿心螺杆绝缘管损坏，其后果可能是穿心螺杆与铁芯片导通，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部熔毁，也可能造成铁芯叠片局部短路，产生涡流过热，引起片间绝缘损坏，使变压器空载损失增大。
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1.6设计电压和运行电压不匹配
举个例子，变压器高压侧最高电压按照36750 V设计，然而电厂35 k V母线运行电压实际最高为38.2 k V，最低为37.2 k V，该变压器的实际运行电压高于设计运行电压。通常变压器在额定电压运行时，铁芯中的磁通密度已接近饱和状态，当变压器的运行电压高于其额定电压时，变压器铁芯饱和程度增加，空载电流增大，电压波形中的高次谐波成分增大，超过额定电压过多会引起电压波形严重畸变，同时由于磁通的增大使铁芯损耗增大，从而引起变压器铁芯过热。综上所述，该变压器铁芯过热原因是由于变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配，实际运行电压高于设计运行电压，导致变压器运行时磁密增大，铁芯过度饱和，铁芯损耗增大引起铁芯发热。
2干式变压器铁芯发热问题的排查手段及解决措施
干式变压器早在上个世纪六七十年代就已经被研制出来，目前其各项配套技术已经基本完善，在楼宇建筑、机场，轨道交通，码头CNC机械设备，海工平台等方面都有很好的应用，目前一些欧美国家以及日本这一类的发达国家中，干式变压器的产量已经占变压器总产量的相当比例，在成套变电站中干式变压器的应用率更是已经高达80％。上文中我们简单的分析了干式变压器铁芯过热的原因，为了解决这些问题，我们可以采取如下措施：第一，不停电排查变压器铁心过热原因。想要解决问题，首先需要确定问题所在，因此在铁芯的情况下我们需要开展排查工作，为了使检查效果更加突出，一般选择不停电检验排查的方法，在干式变压器运行中，对温度控制系统的运行情况进行研究，同时对周边通风情况、环境条件进行检查，如果发现有排风口堵塞的问题可及时解决，铁芯发热很快就能抑制。如果问题出在温度控制系统上，也很容易处理，只需要对温度传感器或自动控制元件进行检修即可。而后，还需要对干式变压器的运行电压进行检查，确认是否有电压过高的情况，如果确实存在电压问题，可以通过调低上级电源出口电压的方式进行改善。第二，要对铁芯是否存在多点接地问题进行判断。在变压器停电后，工作人员需要做好相应的安全措施，首先将铁芯的接地点断开，而后利用电压电流表测定铁芯的绝缘水平，如果铁芯对地绝缘不存在问题，基本上就可以判定不是多点接地带来的变压器铁芯发热，如果绝缘数据不符合标准则可确定多点接地问题确实存在，此时应首先排查铁芯片与夹件拉板等结构件之间的绝缘保护，再而检查外壳等附件是否与铁芯存在除正常接地点以外的导通位置。经过一系列的接地故障检查以后，如果发现属于悬浮接地的情况，可以选择提升电流来打穿悬浮接地的位置，假如是稳定接地，则需要采取措施将正常接地点断开，从而衍生出与之相匹配的接地点数量。另外，对于穿心螺杆的绝缘判断也十分重要，工作人员可以利用绝缘电阻测试仪确定穿心螺杆的绝缘电阻数值，并且将之与标准数值进行比对，从而确定螺杆的绝缘电阻是否在正常范围，如果与标准值相差过大，则需要确定电阻值下降的原因，同时对该部件进行更换。在经过一系列的排查和补救措施处理以后，如果铁芯过热情况仍旧存在，则需要联系变压器生产商，从变压器设计方案去分析问题，包括磁密、损耗、铁芯温升、硅钢片选型等方面。
结语
总体来说，干式变压器以其维修频率低、防火性能突出的优点为人熟知，也确实在我国电网建设中发挥了不可替代的作用。因此在今后的工作中，我们有必要就其铁芯发热的问题进行进一步的研究，争取找到更具有实际效果的补救措施，为保证干式变压器稳定运行做出贡献。
参考文献：
[1]王光和，杨勇.浅谈变压器铁芯多点接地的危害及防治[J].自动化博览，2019，36（05）：72-74.
[2]赵莉华，程胤璋，武立平，马维青，贾志义，王仲.基于模态分析的变压器铁芯故障诊断[J/OL].电测与仪表：1-8.
[3]陶爽.变压器铁芯接地电流误判分析[J].通信电源技术，2018，35（12）：59-61.
[4]程文锋，文武.变压器铁芯等效磁导率的反演计算方法[J].武汉大学学报（工学版），2018，51（11）：975-979.
论文作者:郑皓
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
标签：铁芯论文; 变压器论文; 电压论文; 多点论文; 干式变压器论文; 原因论文; 绕组论文; 《防护工程》2019年10期论文;