變壓器運行中溫度過高現象分析與處理

胡祥飛

國家能源集團銅陵發(fā)電有限公司 安徽 銅陵 244000

鐵損和銅損是在變壓器運行期間產生的。鐵損和銅損的結果是使變壓器產生大量的熱量，導致變壓器升溫，嚴重者會造成變壓器無法使用。另外，線圈通過電流產生熱量，并將其傳遞到變壓器的熱環(huán)境。當線圈產生的熱量與變壓器散熱失去的熱量達到平衡狀態(tài)時，變壓器的工作溫度相對穩(wěn)定，并處于正常運行狀態(tài)。但是如果變壓器的溫度超出了規(guī)定范圍內零件可以耐受的溫度并保持一段時間時，證明變壓器的運行中產生了故障，變壓器的絕緣可能會受損或產生內部故障，降低了變壓器的傳遞效率的同時給生產過程中的設備帶來損害及相關工作人員帶來了人身的危險問題。

一、變壓器正常運行中的溫度

(一)運行允許溫度。中國大多數變壓器使用A級絕緣，即浸漬的有機材料，例如紙張，木材，棉紗等。在傳熱過程中，變壓器運行期間，每個組件的溫度變化很大，繞組溫度最高，而下一個磁芯溫度仍在進行中。絕緣油的溫度低于繞組和鐵芯的溫度，而上下油的溫度不高。上方的油溫也高于下方的油溫。電力安全法規(guī)中規(guī)定的變壓器運行期間的允許溫度并將其設置為最高油溫。最高油溫的允許值必須符合變壓器制造商的要求。在變壓器實際運行過程中，如果其工作溫度超過105℃時，變壓器機組中的油層溫度為95℃。這時的變壓器屬于超負荷狀態(tài)，一般來說變壓器油層的溫度不應超過85℃，過高的溫度會使油層中的油產生氧化現象。當變壓器的溫度超過限定溫度時，每超過8℃，變壓器的設備使用壽命就會縮減一半。

(二)運行允許溫升。變壓器溫升是指當前變壓器在工作中的溫度與工作環(huán)境之間的溫度差，稱為變壓器溫升。由于變壓器內部的傳熱是均勻的，因此變壓器各部件之間的溫度與該部件的散熱情況及材質有關，良好的散熱材料有助于變壓器的溫度降低。因此有必要規(guī)定在變壓器的額定負載下每個零件的溫度升高，即變壓器的允許溫度升高。

二、變壓器運行中溫度升高的原因

(一)內部原因。變壓器的觸摸開關彈簧壓力不足，由于油膜污染等引起的觸點接觸小，觸點的接觸電阻增加，并且觸點過熱是最常見的(觸點過熱會導致觸點電阻，觸點電阻和觸點過熱的增加)溫度上升。特別是，如果分接開關接反或變壓器過載，則分接開關頭發(fā)生氧化，容易產生過熱。分接開關接觸不良的主要原因是接觸點的壓力不足，動觸頭與靜觸頭之間的污泥膜接觸面燒毀，或者位置標記與開關的接觸位置不符。當絕緣子與變壓器繞組之間產生短路時，會對變壓器的設備使用壽命造成影響，甚至會導致無法繼續(xù)使用。當變壓器的繞組短路時，短路點會出現電弧光，從而加熱了各種組件絕緣子的冷卻油。當它沸騰時，“嗡嗡”的聲音使變壓器的溫度迅速升高。

鐵芯疊層有絕緣硅鋼板，如果在運行中因為摩擦等因素導致外力損壞鐵芯墊層，會導致其絕緣性能大大降低；鐵芯螺釘的絕緣老化會因絕緣破壞而破壞硅鋼板之間的絕緣，導致出現設備的局部溫度升高，影響設備的正常使用，在嚴重的情況下，鐵芯局部過熱，油溫升高，空載損耗增加，絕緣降低。

(二)外部原因。除使用冷卻散熱管外，電力變壓器還采用強制空氣和水循環(huán)等散熱方法，當冷卻散熱系統(tǒng)出現故障或散熱條件惡化時(特別是在炎熱的夏天)，變壓器油的溫度會升高。變壓器的進風口和出風口是變壓器運行過程中的空氣對流氣流，一旦被阻塞或嚴重積聚，變壓器的加熱狀態(tài)就不會改變，散熱條件會惡化，周圍的空氣不會隨時間消散，并且變壓器的溫度在運行過程中會升高。

三、變壓器運行中溫度過高的處理

變壓器內部損耗中由于鐵損是基本不變的，只有銅損是隨運行負荷的變化而變化。當變壓器過載時，流經線圈的電流會增加，并且變壓器的銅損(繞組損耗)也會增加。然后，變壓器繞組溫度上升。因此，有必要在操作期間減小變壓器上的負載。分接開關通風不良可通過頻繁暴露于氣體繼電器的輕氣體來判斷?？梢酝ㄟ^感測、測試和測量繞組的直流電阻來確定。分接開關接觸不良，油的閃點迅速下降，繞組的直流電阻增加。檢查分接開關觸點接觸不良后，用細金剛砂布擦拭扁平觸點表面的磨損部分。繞組的匝間短路是通過諸如變壓器內部異常聲音之類的方法確定的，可以使用搭建工作電橋法來測量繞組的直流電阻?？梢钥闯?，有必要對繞組中的匝間短路情況進行測量。如果情況嚴重，則必須重新處理繞組的匝間絕緣。對變壓器進行檢修或返廠處理。聆聽鐵芯硅鋼板的聲音以及輕氣體流動和短路變壓器的聲音，搖測變壓器的絕緣電阻，分析變壓器油，并進行諸如變壓器空載測試等綜合參數進行判斷是電廠和變電站的操作人員必備技能。當變壓器油不足時，必須找出并糾正油不足的原因。將經過耐壓測試的此類變壓器油添加到適當的位置。如果變壓器的熱管堵塞，應檢查變壓器，排干油并提起鐵芯以拆下熱管。

四、總結

電廠和變電站的操作人員必須能夠及時發(fā)現并處理變壓器的故障或異常運行狀況。變壓器的溫度或溫升是描述變壓器工作狀態(tài)的最重要的技術參數，也是最直接的判斷變壓器工作狀態(tài)的方法和手段。因此，對于電廠和變電站的運行負責人來說，熟悉處理溫度或變壓器運行溫度過高的技巧非常重要。