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摘要：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，本文对电力变压器内部过热故障的诊断、处理及维护进行分析，并提出检测方法与预防措施
关键词：500KV；电力变压器；内部过热；故障分析
1 500kV变压器相关概述
此类型的变压器就是500kV的油浸式单相自耦三绕组无载的调压电力变压器，参数为：额定电压（525/3）/（230/3±2×2．5%）/36kV；而其额定容量为250/250/80MV．A；短时感应试验电压高压是680kV、中压是395kV、低压是85kV。而变压器的型号是ODFS250000/500；Um是550kV；联结组标号是Ia0i0。当对变压器开展出厂试验工作的时候，必须要依据有关程序开展全部的低压检测项目以及所有的空载试验、冲击试验、工频耐压等等。开展试验的这一流程与结果并没有发生任何异常的事情。接着相关操作人员开展试验，也就是短时感应耐压工作的途中，需要监督以及测验相关局部放电水平，并且还需要在正式开展试验的时候开关位于中压1分接。当进行短时感应耐压试验工作时，应当根据相关规定把电压升到1．5Um/3kV，这时候中压以及高压局放量是正常的。当五分钟过去以后，试验电压从1．5Um/3kV上升到680kV，这个时候的外部电晕声开始逐渐加大，高压和中压侧均发生了一些不太稳定的放电信号，也就是局部放电信号。如果680KV的电压持续时间是20多秒，那么变压器高压中性点必定会发生外部闪络的情况。这时应当即刻把电压降低且开展分闸工作。检查发现，中性点套管法兰螺栓处有放电迹象。
2变压器故障导致的温度升高现象
2.1铁芯及夹件类故障导致的温度升高现象
铁芯与夹件多点接地和硅钢片间局部短路都会形成闭合回路，当主磁通穿过这一回路时就会产生感应电流，感应电流在回路中环流而产生热量，出现局部温度升高现象。温度升高又可能使相邻硅钢片间的绝缘膜烧坏，引起硅钢片短路，进而引起变压器温度升高而过热。铁芯及夹件接地不良、铁芯电屏蔽层开焊或断裂将使铁芯或夹件产生悬浮电位。悬浮电位及能量积累到一定程度时将产生局部放电，放电电流产生功耗而使局部温度升高。
2.2绕组及引线类故障导致的温度升高现象
绕组变形一方面可能破坏匝间／层间绝缘介质而导致匝间／层间短路，另一方面减小了局部的绝缘距离，可能产生局部电场集中而形成对铁芯及夹件、油箱等放电。匝间／层间绝缘性能下降同样可能引起匝间／层间放电，甚至短路。放电时，小的放电电流并不会产生很大的功耗，但它会逐步破坏绕组绝缘介质而引起各种短路。匝间／层间等短路故障将造成巨大的短路电流，巨大短路电流必然会产生很大的热量而使变压器温度升高，甚至烧毁。绕组直流电阻异常时，电流通过连接不良处时必然产生功耗而使局部温度升高。
2.3分接开关类故障导致的温度升高现象
导电部分接触不良时，一方面会使触头或连接处发热，进一步导致变压器油劣化、压力弹簧过热、绕组绝缘材料烧坏而引起更严重的故障；另一方面无功功率减小，致使并联运行的变压器无功功率增大，温升过高。分接档位调整不到位或错位时，可能会使调压绕组短路而产生大的短路电流，使动静触头接触不良而出现放电现象，逐步导致严重的故障。对于有载分接开关，可能烧坏过渡限流器；分接档乱档时，一般仅使三相输出电压不平衡，而不会出现其他不良现象，且此故障是比较罕见的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过渡限流器烧坏会使切换开关发热甚至熔化。切换过程中，连接断线将使动静触头间出现拉弧放电，降低了绝缘油性能而使故障逐步扩大。有载分接开关油室密封不良时，一方面会使分接开关缺油，切换开关操作时产生的可燃性气体进入变压器本体油箱中，使其色谱分析结果异常；另一方面变压器油可能会进入分接开关油室而外溢，使变压器缺油而引发故障。当分接开关绝缘不良时，分接开关相间、电极尖端、绝缘油等将会发生放电乃至闪络或对地发生短路接地等。放电和短路电流将产生热量，可能引起严重的事故。
2.4绝缘系统类故障导致的温度升高现象
在绝缘系统故障中，除了变压器油位异常外，都将使绝缘性能下降。绝缘性能下降时，一方面绝缘电阻降低而使泄漏电流增大，引起温度升高；另一方面易于在各处引起局部放电，甚至发展为闪络。放电会使绝缘老化而引起铁芯和绕组类故障。变压器油中金属杂质含量高时，若在有电位差的裸导体之间形成“小桥”，将引起短暂的电气击穿，使变压器油绝缘性能下降而引起温度升高。除了绝缘性能下降外，绝缘纸或绝缘板老化而失去弹性，在外力的作用下可能断裂或脱落，引起铁芯和绕组类故障。油位过低会使引线或铁芯暴露在空气中，有造成内部闪络的危险；同时，油与空气接触面增大会使变压器油的绝缘性能迅速下降。
3变压器内部过热的维护处理对策
3.1磁路故障
铁芯多点接地的检测主要是测量绝缘电阻是否符合规定。若绝缘电阻低，可采取“交流电烧熔法”或“直流电容器储能脉冲法”；若绝缘电阻不低，可少量放油后，打开接地套管检查，判定夹件是否触及铁芯，并进行绝缘包扎。也可以检测接地电流，一般在0.5A左右或更小。若接地电流大，串入电阻减少流过硅钢片的电流，降低铁芯发热程度。另外，要合理选择夹紧方式，充分考虑电磁振动、运输受力等原因，避免铁芯多点接地。
3.2电路故障
（1）分接开关接触性故障。测试分接开关回路的接触电阻，可以分析判断触头磨损、接触压力、机构转动是否正常。（2）引线连接故障。为避免引线和套管铜管靠接后出现过热，若不改变绝缘包扎方式，则要准确截取引线的长度，使之与套管准确配套；若改变绝缘包扎方式，则要保持引线电缆绝缘完整，做到完全没有绝缘松脱、露铜等现象。另外，需正确连接引线，上紧螺帽，避免松动而发热。
3.3绕组过热
线圈及其绝缘是否遭到破坏可以采取油色谱分析或直流电阻测量进行分析判断。一旦确定绕组变形和绝缘材料损坏，应尽快修整或更换线圈，并采取必要的防受潮和干燥等措施。由于低压绕组间的短路阻抗最小，一般低压线圈损坏的几率最大，宜将变压器的低压绕组改为双螺旋结构。
3.4漏磁引起过热故障
变压器油箱内壁上加装磁屏蔽装置，压板、夹件等其他结构件中采用低磁钢，以减少附加的杂散损耗。采取三相电流迭加原理设计变压器结构，可以尽可能避免多路同相电流并联引出，避免漏磁密度过大。
3.5冷却装置异常冷却装置异常
大多是由于散热器表面聚集脏污，堵塞散热间隙引起的，每年在高温季节和负荷高峰到来之前，都要对冷却器组管进行1～2次的水冲洗和彻底清理。清洗时要让冷却器先停止运行，拆下风扇保护罩和风扇叶片再进行清洗。
结语：通过变压器吊罩大修检查，分析变压器油中的乙炔和总烃体积分数超标的原因，消除了潜在的安全隐患。大修后主变压器的运行效果表明，本次变压器吊罩检修成功解决了变压器缺陷问题，大大延长了设备安全稳定运行的周期，减少了发电厂非计划停电次数和时间，保证了机组出力，给发电厂带来长期稳定的经济效益和安全保障。
参考文献：
[1]严文群.变压器内部金属部件之间接触不良引起的过热故障诊断及处理[J].高压电器，2010（11）：103-106.
[2]屈国民．变压器铁芯多点接地故障的检测与处理[J].赤峰学院学报（自然科学版），2007，23（6）：113-114.
论文作者:史薇薇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
标签：变压器论文; 绕组论文; 故障论文; 温度论文; 铁芯论文; 电流论文; 局部论文; 《基层建设》2017年第35期论文;