（东莞深能源樟洋电力有限公司 广东东莞 523637）
摘要：探询了某厂运行中的1台主变压器油和绕组温度比与之型号、容量、参数完全相同，且负荷也一样的另1台主变压器偏高的原因，并根据该厂实际情况进行了分析，提出了防范措施。
关键词：变压器 油及绕组温度高 防范措施
0 概述
某厂4号主变压器自从2004年6月30日受电成功，到4号发电机的初次并网，2号高压厂用变压器的投运，及负荷逐渐地上升到基本负荷，其运行情况基本正常。但自从4号发电机并网带满负荷运行后就发现4 号主变压器油及绕组温度较与之同型号、同容量，同参数，同负荷情况下的2号主变压器高出6～8 ℃。若长此下去，可能会加快该变压器的绝缘老化，降低其绝缘性能，缩短其使用寿命。因此，有必要对4号主变压器存在的油温及绕组温度高的问题进行探究，找出原因提出解决办法，很有必要。 4号主变压器的基本参数见表1。电厂电气主接线图见图1。
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如图1所示，该4号主变压器10.5 kV侧通过5040隔离开关和504断路器与4号发电机出线母排相连接，另有一分支则通过524隔离开关供2号高压厂用变压器带第二套联合循环机组的厂用电。4号主变压器通过其高压侧104断路器挂在110 kVⅡ母上运行，中性点采用直接接地的运行方式。
1 变压器油及绕组温度偏高的分析
1.1外部原因
4号主变压器的冷却方式为油浸风冷，共有4组冷却风扇及散热片，油浸风冷是在油浸自冷的基础上，在散热器上加装了冷却风扇，风扇将周围的空气吹向散热器，加速散热器中油的冷却，使主变压器的油温迅速降低。由于不同温度的变压器油其比重会有所不同，变压器内的上下层油温又存在着差异，因此在重力的作用下就形成了自然循环，使得主变压器内绕组及铁心得以循环冷却。
（1） 散热器连接在主变压器底部和上部之间，底部出口和上部入口分别有蝶阀和每一组散热器相连接。若冷却风扇电气回路中的热继电器动作了导致冷却风扇失电，或冷却风扇的自动启停条件执行不到位，或冷却风扇的吸入口被杂物堵塞，都会影响冷却风扇的出力，减少了散热器的进风量，这些都将使散热器就得不到有效的冷却，这是影响主变压器油温及绕组温度高的一个重要的因素。
（2） 因该主变压器为新安装投运的，如果由于安装和运行前检查的疏忽使得散热器与主变压器相连的上蝶阀和下蝶阀未打开，或开度不够大，或被杂物堵塞，或是连接管道漏油，这样均会使得变压器油没有经过或只有少量的变压器油经过散热器被冷却，相当于一台油浸自冷变压器在运行，这样也就大大地降低了主变压器的冷却效果，这也是影响主变压器油温及绕组温度高的一个重要的因素。
（3） 绕组温度测点安装不正确或是测量回路故障，基值不准等原因。据运行中观察，发现4号主变压器绕组温度在夜间停机后一段时间内能够下降到和上层油温基本相等的数值，到早上并网运行一段时间后绕组温度就会上升到高出上层油温8～10℃（属正常范围），这就说明测点存在故障的可能性不大，尚能随着温度的变化而反应出相应数值。
1.2内部原因：
（1） 主变压器内部故障，如绕组匝间短路或是层间短路，绕组对围屏放电，内部引接线头发热，铁芯多点接地使涡流增大而过热。
（2） 主变压器过流的影响，由于铜损与电流的平方成正比，短路时铜损可达到额定铜损的300余倍，铜损是电流在绕组的电阻上引起的损耗，它等于I12×RK75℃附加铜损包括由于漏磁通引起的集肤效应使导线有效电阻变大而增加的铜损，以及绕组由多根导线并绕时内部环流的损耗，这些损耗都将转变成热量表现出来，故主变压器油及绕组温度高与铜损有密不可分的关系。对于4号主变压器来讲，由铜损引起的绕组温度高的原因可能是4号发电机发的无功功率太高，定子电流过大，主变压器电流过大所导致。
（3）主变压器过电压或电压偏高的影响，铁损近似地与BM2或U12成正比，铁损是变压器铁心中磁滞损耗、涡流损耗等之和。附加铁损包括铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗，交变磁通在结构部件中引起的涡流损耗以及变压器的介质损耗。4号主变压器油及绕组铁心温度高的原因，可能是在中午系统电机负荷较小无功负荷需求量下降，励磁调节系统反应迟钝或调节不及时，使电压升高较多所致。
2 暴露的问题
以上仅为分析所得出的可能原因。为了切实找到4号主变压器油及绕组温度偏高的原因，必须到实地进行检查。
（1）到就地用手持式测温仪测试4号
主变压器的4组散热器，从测得的结果发现中间两组散热器表面温度较两侧的两组还低很多，显示这两组散热器与主变压器相连的上蝶阀和下蝶阀很可能未打开或者开度不够大或被杂物堵塞因而影响了散热效果。经认真检查发现2号散热器的下蝶阀和3号散热器的下蝶阀的开度未到位，而且4组散热器风机吸入口都有少量的杂草或塑料薄膜袋吸附在其网栅上，这些都是导致4号主变压器油温及绕组温度偏高的重要原因。
（2）因与4号主变压器低压侧相连接的2号高厂变所带负荷不多，就地无功功率的消耗较小，而2号主变压器低压侧所带的1号高压厂用变压器带了4台低压厂用变压器和整个联合循环的公用设备（主要为低压电机负荷），这样就地无功功率的消耗就较大，所以后来经对两台主变压器高压侧的电流观察相比较，4号主变压器的高压侧的电流较2号主变压器的高出较多。因此，4号主变压器的铜损和铁损较2号主变压器高，这应是导致4号主变压器油及绕组温度较2号主变压器温度高的又一个原因。
（3）经开大2号散热器和3号散热器的下蝶阀、清除吸附在散热器风机吸入口网栅上杂草和塑料薄膜袋、调整4号发电机功率因数等处理之后，在相同环境温度、相同运行负荷的情况下4号主变压器油和绕组温度有4～6℃的下降，如表2所示。
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3 解决方法及防范措施
3.1外部故障的防范措施
当冷却系统发生故障时，可能会迫使变压器降低负荷运行；严重时可使变压器停运甚至烧毁变压器，因此，当变压器冷却系统发生故障时应该迅速及时予以排除。
①对于油浸风冷变压器，当发生冷却风扇电源故障时，应该立即调整主变压器负荷，使之不超过70％的额定容量，单台风扇故障可以不降低负荷运行，但要注意密切监视主变压器上层油温和绕组温度的变化。例如， 4号主变压器为A级绝缘，故上层油温不得超过95 ℃，绕组绝缘最高允许温度不得超过105 ℃。
②当主变压器冷却风扇吸入口有垃圾等杂物吸入时，应该立即断开相应的风扇电源，将垃圾清理干净后再重新投入，定期检查清理，保持变压器冷却风扇吸入口清洁。
③当主变压器冷却风扇动力回路热继电器动作导致失电时，应该立即检查风扇内部是否有杂物吸入卡死而导致风机过流，若是，就应该立即清理杂物，复位继电器，恢复风机电源。
④若安装投运前的检查的疏忽，使得散热器与主变压器相连的上蝶阀和下蝶阀没有打开或者开度不够大或被杂物堵塞，或是连接管道漏油时，应该立即通知检修部门开启蝶阀，疏通油路。
3.2内部故障的防范措施：
正常运行时应加强4号发电机和4号主变压器参数的监视，将4号发电机的功率因数设定值由原来的0.9调到0.95，并注意4号发电机的无功负荷调节，保持机端电流电压在额定范围内变化、机端和主变压器高低压侧三相电流电压的不平衡值不超过10％的额定值。加强对4号主变压器的巡视力度，密切关注4号主变压器和其他变压器运行时的油位油温的异常变化，确保变压器的安全稳定运行。
4 结束语
在新建电厂，尤其新设备投产运行初期，应注意根据运行情况逐步修订完善运行的巡视制度，加强巡视制度的执行力度，尽量做到有问题早发现、早解决，尽快将设备的运行状态调整到最佳，将故障消除在萌芽状态。确保所有生产设备都能够安全稳定运行。
论文作者:刘芳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/30