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摘要：500kV电力变压器是电力系统广泛应用的电气设备，由于转换的功率非常大，实际运行中将产生数十到几百千瓦的电能损耗。这些损耗转换为热能，在500kV变压器的铁芯、线圈、金属夹件及变压器油等部位进行传递，致使各部位的温度不同程度升高。为减少温度过高对变压器绝缘材料的影响，保证变压器安全可靠运行。
关键词：500kV；电力变压器；内部过热；故障；处理
引言
500kV电力变压器是电力系统中非常重要的设备，它是否能够安全运行直接影响着电网系统运行是否安全稳定。变压器过热故障是常见的多发性故障，他对变压器的安全运行和使用寿命有着严重的威胁。
1概述
众所周知变压器指的是运用电感原理使义流电压进行变化的装置,其主要是由初级电圈、铁芯所组成。在供电系统中,变压器主是用于变换电压、变换电流、变换阻抗能力、隔离电压、稳定电压等,保证供电设备的正常运行。供电系统运行中,变压器主要是起着绝缘及散热的作用。在供电系统正常运行中,变压器对设备运行中所产生的热量具有很好的疏通功能,能保证供电设备不会因内部过热而产生故障问题或是设备的损坏问题。另外,变压器在改变供电电压的同时,对功率有改变是不会有任何影响的,因此,当电压发生改变时,电流也会随之发生改变,使电阻发生变化,因此,在供电系统中,变压器主要是起到了绝缘的作用。除此之外,在电路振荡中,变压器除了可以阻容,还可以进行自身的电路藕合振荡,因此,变电器还具有选频回路谐振作用。
2 500kV变压器内部过热故障诊断
1.1电路故障
（1）分接开关接触性故障。分接开关引起的过热故障约占整体故障的50%。由于连接螺丝松动、带负荷调整装置调整不当、分接头绝缘板绝缘不良、接头接触不良，弹簧压力不足等原因，接触开关之间的触头接触，电阻增大，发热量增加。它的检测主要靠直流电阻测试和油色谱分析。（2）引线连接故障。该故障多发生在套管上，由于变压器套管引出线夹本身或紧固螺栓螺丝松动、压紧螺丝松动、接触面氧化或面积不够，形成较大的接触电阻，造成过热故障。引线故障的检测也主要靠直流电阻测试和油色谱分析，但它的特征气体主要是CO、CO 2 ，且含量较高。
1.2 绕组过热
（1）电磁线自身的质量问题大致分为毛刺与绝缘缺陷等致使过热。故障点会不断加大，热量聚集，油温升高，局部温度更高，绝缘老化，导致故障点不断恶化，导致匝间短路。换位导线浸油绝缘膨胀，段问油道堵塞、油流不畅，匝绝缘碳化后逐渐脱落，形成匝间（段间）短路，导致变压器烧损事故。（2）油流结构原因造成的线圈油流不畅，造成局部热量聚集，形成过热。
1.3引线故障
（1）穿缆式套管引线分流故障致使过热。穿缆式套管引线电缆绝缘破损，裸绞线与套管的铜管内壁靠接，造成分流，但是由于接触电阻大，产生发热现象。（2）引线接头过热。引线接头过热也经常发生。主要是引线焊接虚焊、压接不实，以及接线端子截面积不匹配等造成，往往在直阻测试阶段就可以发现。
3 500kV变压器内部过热的维护处理对策
3.1分接开关电接触性故障及其防范措施的分析
分接开关电接触性故障约主要出现在调压频繁和负荷电流大的变压器。在频繁调压中会造成触头之间的机械磨损和电腐蚀，电流的热效应会引发弹簧弹性的下降而导致动、静触头间的接触压力下降，这些都将导致触头之间的接触电阻增大。接触电阻增大，会使得触头之间的发热量增大，而发热加速了触头表面的氧化腐蚀和机械变形并形成恶性循环，如不及时处理就会引发变压器的损坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对分接开关电接触性故障可采取如下防范措施：一是对有载分接开关，切换 4000 次或运行 3 个月就要进行油色谱分析，每年要做直流电阻试验，如有异常要抽出分接开关进行检查；二是对经常过负荷运行的变压器或发生严重出口短路的变压器，要及时测直流电阻和进行油色谱分析；三是对无励磁调压变压器投运前要测绕组直流电阻试验，试验正常后方可投入运行。
3.2 漏磁导致过热
500kV变压器漏磁产生的杂散损耗很大，有时可达数百千瓦，导致局部过热。如在铁芯上、下夹件拉杆等个别部位，漏磁密度高度集中，产生局部过热，并导致绝缘油色谱分析结果异常。
3.3绕组过热的原因
1 ）为了达到减少变压器损耗的目的，各制造厂使用了带有统包绝缘的换位导线绕制变压器绕组，由于换位导线生产技术不成熟，导致换位导线运行十年左右出现统包绝缘膨胀，段间油道堵塞、油流不畅，匝绝缘得不到充分冷却，使之严重老化，以致发糊、变脆，在长期电磁震动下，绝缘脱落，局部漏铜，形成匝间（段间）短路，导致变压器烧损事故。2 ）变压器漏磁导致过热。变压器绕组中的磁通包括主磁通和漏磁通，无论是主磁通还是漏磁通，都可以分为轴向分量和径向分量，轴向分量分布较简单，沿绕组高度变化较小，径向分量绕组高度分布复杂，由它引起的涡流损耗分布很不均匀，且随变压器容量的变化而变化，不仅随绕组的轴向高度变化，也随绕组的径向尺寸变化。尤其在端部变化大，其最大值出现在端部附近，变压器的内绕组离铁心近，漏磁的径向值高于外绕组。在大型变压器中，由于漏磁密度高，所以产生的杂散损耗很大，有时可达数百千瓦，导致过热。3 ）绕组换位不合适，使漏磁场在绕组各种并联导体感应电势不同，各并联导体存在电位差，产生环流，环流和工作电流在一部分导体中相加，在另一部分导体中相减，被叠加的导体电流过大，引起铁心过热。4 ）绕组匝间有小毛刺、漏铜点等材料本身的质量不良问题，虽不构成匝间短路，但会形成缓慢发热，以致油温升高，最终产生过热。
3.4铁芯故障及其防范措施的分析
在500kV变压器内部过热故障中，很多时候都是因为铁芯故障致使的，尤其是当铁芯多点接地故障及铁芯内部片间短路发生时，多会导致变压器内部发生过热故障。通常情况下，电力变压器铁芯只允许一点接地，一旦出现多点接地故障时，不同接地点在磁场中感应到不同电位，从而形成环流，导致局部出现过热现象，同时绝缘油也容易发生分解，铁芯极易受到不同程度的损坏。运行中的电力变压器，当其油箱中存在异物、在振动过程中铁芯与夹件发生接触、铁轭间的垫块受潮或是表面附着有油泥时也会导致绝缘降低，从而导致变压器铁芯多点接地故障发生。一旦铁芯多点接地故障发生时，可以采用低压交流冲击法、冲击电流放电法、气相色谱分析法、在铁芯外引接地线上串接电阻、将铁芯正常工作接地点移至故障点同一位黑恶减少环流，这些方法都能够有效的防范铁芯故障的发生。
3.5为避免引线和套管铜管靠接后出现过热
（ 1 ）运用当前引线绝缘的包扎办法，在各台产品试装期间，精准的裁截引线电缆长度，做到引线长度与套管的准确配装。（ 2 ）改变电缆阴险的绝缘包扎方式。在总装时，保持引线电缆绝缘的完整，不允许有绝缘松脱露铜现象。这样引线装配后，即使引线和铜管靠接，回路将由绝缘隔开而难于闭合，组织电流流通和过热。
3.6加强管理，避免由于管理不善等原因而引起的过热事故
对强油循环的冷却系体系务必有两个可靠的电源，且配置自动切换装置，定期实施切换试验，信号装置齐全、可靠。
结语
500kV变压器的内部过热，通常是出现事故发生的前期征兆。然而只要定期实施变压器状态检查，例如油色谱分析、铁心接地电流监测、噪声测量等，依据检查情况，按照检修导则要求进行检修，就可以提前消除隐患，避免重大事故的发生。
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论文作者:刘绪,钟岚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 引线论文; 电阻论文; 铁芯论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第7期论文;