张伟军
陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司
摘要：本文分析了油浸变压器在运行过程中油温及绕组温度高的原因，阐述了对变压器油温升高采取的应对措施，从而保证变压器的安全稳定运行。
关键词：油浸变压器；油温；绕组温度；措施
前言
随着电力系统的日益发展，大容量变压器的变电及传输电力能源过程中起到重要的作用，油浸变压器被广泛地应用在发电厂、变电站，成为不可缺少的核心设备，它的稳定运行对系统的安全稳定具有重要影响，而油温和绕组温度是其重要的参数。
1 变压器油的作用
变压器油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度0.895，凝固点<-45 ℃。变压器油的主要作用：（1）绝缘作用：变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。（2）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。（3）消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
2 变压器油温、绕组温度
某电厂主变压器是型号为SFPS10-150000/110型三绕组大型户外变压器，额定容量是150000KVA，高压侧、中压侧、低压侧额定电压为110kV、35kV、13.8kV，三侧额定电流为715.7、2249、6276A，冷却方式为强迫油循环风冷，共有4组冷却器，每组冷却器有2个冷却风扇和1个油泵。变压器运行时，产生的热量最多的是绕组，控制变压器的运行温度首要的是控制绕组温度，由于目前油浸变压器普遍采用A类绝缘材料，绕组耐热温度的限制为105℃，一般情况下绕组平均温度比顶层油温至少约高10℃，所以顶层油温限制为95℃[1]。对于强迫油循环风冷变压器规定限制较低，由于变压器绕组温度一般不采取直接测量，而是采用间接测量的方法，通常采用上层油温叠加负荷电流折算过的温度，属于一个叠加温度，所以变压器一般对上层油温进行了规定，为了防止绝缘老化速度加快，上层油温一般不超过75℃，最高不超过85℃。若主变因为温度高而保护动作跳闸，会导致其对应的35kV母线失电，从而导致重要用户供电中断，生产中断，甚至事故以及巨大的经济损失或人员受伤等等。
3 变压器温度高原因分析
3.1 变压器负荷高
由于该厂为自备电厂，主变低压侧连接的发电机基本满负荷运行，中压侧接带重要用电负荷，所有其负荷电流经常在1600A以上，尤其是高峰负荷时，可达2000A以上，长期大电流运行，必然导致发热，从而导致主变油温高，负荷高是变压器油温高的主要原因之一。
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3.2 变压器冷却风扇和油泵经常故障
变压器冷却风扇和油泵作为冷却系统的油循环冷却的重要原件，起着非常重要的作用，该厂主变压器在运行过程中有一组冷却风扇向外吹出的风是冷风，判断为油系统循环问题，经排查原因为油泵反转，变压器油管道上碟阀未全开引起，整改后油温和绕组温度降低15~20℃。这同样变压器油温高的主因。
3.3 变压器油量
变压器油其中一个重要作用就是散热，而油量的大小直接决定了散热的效果，该厂一二期主变压器为不同的厂家制造，主变容量相同，而重量存在差异，#2主变绝缘油重39.3吨，总重177.7吨，#4主变绝缘油重25.8吨，总重149.1吨，油重净差3.5吨，造成两台变压器在相同负荷的情况下油温相差将近18℃。这也是变压器油温高的主要原因之一。
3.4 变压器散热器堵塞
主变散热器常常被异物堵塞，由于该电厂处于下风向，周边水泥厂的粉尘以及空冷冲洗下的污泥落入散热片的间隙中，同时周边绿化毛絮在夏季容易飞入其中，导致散热器堵塞而散热不良。这是变压器油温高的次要原因之一。
3.5 变压器内部故障
如主变绕组匝间层间短路，分接开关接触不良，铁芯硅钢片绝缘损坏，铁芯多点接地，外部雷击而导致内部绕组电流冲击等等，产生的热量会造成温度身高，但是次因。
3.6 外界环境温度影响
环境温度对变压器的散热起到了一定的作用，环境温度高变压器散热慢，温度低散热快，但也是次要因素。
4 采取的应对措施
4.1 调整运行方式和负荷
根据变压器温度变化情况合理调整厂内各台主变运行方式，均匀分配负荷。高峰用电负荷期间，一般不安排主变检修工作，保证主变全部运行，防止主变中压侧长期大负荷或过负荷运行。
4.2 经常对冷却系统原件进行维护
根据负荷和环境温度，合理安排冷却风扇和油泵运行台数及运行时间，定期切换冷却风扇和油泵运行，保证设备最佳使用率，检修定期维护和保养冷却风扇电机和油泵电机，确保油泵正常，碟阀开启，使油循环系统可靠。
4.3 定期清理和冲扫散热器
平时运行人员巡检主变时，注意观察散热片，有大块异物及时清理，主变停运后，及时吹扫散热片，确保散热片不被堵塞。
4.3 定期变压器油化验
对于刚建厂的可选用油箱容积大的变压器，确保油量充足，已运行电厂应定期对主变采集油样，进行析化验，判断油质变化情况，根据化验结果决定是否滤油。
4.4 合理选址
对于准备建厂的企业可根据周边环境情况，选择离粉尘等污染较轻的场地，同时应该位于逆风向，减少周边企业对其的污染。
5 结语
大容量变压器作用重要的变电设备，起着至关重要的作用，因此要从设计开始就进行合理的选型、选址，同时在运行过程中加强监视，对比同一容量设备运行工况，总结分析温度升高原因，加强定期的维护工作，必然能确保设备的安全稳定运行。
参考文献：
[1]张华，杨成，朱涛，张鹏. 《电力变压器现场运行与维护》.中国电力出版社，2015.8．
作者简介：
张伟军，男，1984年11月出生，目前从事火电电气运行维护工作。
论文作者:张伟军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/10
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