变压器过热故障分析与处理张克明

变压器过热故障分析与处理张克明

张克明

(身份证号码：3402211988****4952安徽芜湖241000)

摘要：变压器作为重要的供电相关设备，其运行状态和电网的正常、安全、高效运作有着极大的关系。因此，保障变压器正常运行是供电工作中的重要一环。过热故障是变压器的常见故障，对电网的正常运作危害较大，发现变压器的过热故障及其原因，及时采取正确的预防手段和解决措施，能大幅降低变压器过热故障的几率。本文简单介绍变压器过热故障，分析引起变压器过热故障的原因，并探讨相应的诊断和预防方法。

关键词：变压器；过热故障；处理

引言

变压器作为供电设备，在许多行业都发挥着非常重要的作用。变压器内部过热是十分常见的故障，而且多种原因都可能导致变压器内部过热故障发生，如磁路故障、接点接触不良、导体故障及局部散热不良等都会导致内部出现过热现象，从而引发固体绝缘劣化及设备出现永久性损坏，给变压器运行安全带来较大的影响。因此需要对变压器内部热故障给予充分的重视，并针对导致过热故障的原因采取具有针对性的措施，从而确保变压器运行的安全。

1变压器的作用

变压器组主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），在供电系统中，变压器主要起着变换电压、电流及阻抗的作用，同时还能够有效的隔离和稳定电压，为供电系统的安全稳定运行提供了基础的保障。在供电系统运行过程中，变压器还具有散热和绝缘的作用。变压器在改变电压的过程中，在功率保持不变的情况下，电压和电流都会发生改变，从而引起电阻的变化，起到了较好的绝缘效果。对于供电系统运行过程中产生的热量也能够进行有效的疏通，为电力设备的正常运行起到了较好的保护作用。另外在电路振荡过程中，变压器不仅可以阻容，而且还能够进行自身的电路耦合振荡，具有较好的选频回路谐振作用。

2变压器过热故障描述

变压器过热故障是指变压器工作异常而出现过热现象，并导致变压器工作故障，无法正常、安全运行。常见的变压器过热故障主要有铁芯、绕组、引线和分接开关的过热故障。变压器发生过热故障的情况下，易出现发热严重现象，绝缘物质也会因此而受到影响，从而导致绝缘性能和耐用性能降低，就使得变压器很容易受到损害。据国际电工委员会提出的“变压器运行6℃法则”所述，变压器运行温度在80℃—140℃之间时，一旦升高6℃，那么其绝缘材料的使用寿命损耗速度就会变为原来的两倍。在变压器中有局部温度升高到140℃的情况下，会出现大量气泡，对变压器造成严重的破坏。

3变压器过热故障成因分析

（一）变压器内部存有异物

变压器中掺入了其它东西的话，往往会使得变压器在运行时出现过热的状况，并引起故障。例如当金属颗粒或者其它杂质在进入变压器的内外框铁芯之后，变压器一旦开机运作，就很容易使得内外框因金属颗粒等异物而存在磁位差。并会因此出现环流，产生大量的热，使得变压器出现热故障。

（二）变压器绕组问题

变压器绕组过热一般是因为变压器使用时间较长及换位导线生产技术问题而造成换位导线老化严重所引起的。除此之外，绕组换位不合适以及绕组匝本身质量问题都很容易造成绕组过热，并进一步引起变压器过热故障。

（三）变压器漏磁现象

磁通是变压器正常工作必不可少的，不过，磁通也可能引起变压器发生热故障。变压器中含有漏磁通，漏磁通的轴向分量均分布简单，不存在太大的变化。不过漏磁通的径向分量情况就要复杂得多，相应地，漏磁损耗情况也要更为多变，并且变压器的体积越大，其损耗量也更多。在变压器绕组端部的涡流损耗是最大的，这就使得内绕组漏磁的径向值远远高于外绕组漏磁径向值。当变压器体积较大时，漏磁密高，损耗的大量能量会转化成热能，使得变压器内部温度升高，从而容易造成变压器过热故障。

4变压器过热故障的诊断与预防

（一）变压器过热故障的诊断方法

1、外部观察法

要判断变压器是否发生热故障，可以简单地通过观察变压器运行的外部情况获知。在变压器发生热故障的情况下，变压器运行状态会与正常运行状态出现较大差异，包括发出的声音、油的气味、外壳发热状况以及外部保护装置信号都和平时有所不同。例如可以听变压器运行时有没有异常声音、油的气味是否有所不同、温度指示计的温度大小是否正常、储油柜油位有否升高或降低、油箱有没有出现漏油情况等。将观察所得数据与变压器正常工作数据两相对比，就能很轻松地判断变压器是否发生热故障。

2、变压器直流电阻对变压器内部过热原因的判别

电压器内部过热的原因和变压器的直流电阻有着莫大关系,尤其受绕组直流电阻影响较大。通过对绕组直流电阻的测量及实验，可以了解绕组与回路之间的状况，尤其是前者纵绝缘和后者的连接关系，并通过这一关系判断变压器内部过热的原因。无论是绕组匝短路，还是绕组断股，又或者是分接开关与到导线接头接触不良引起的变压器内部过热，都能够通过测量绕组直流电阻进行判断。与此同时，测量绕组直流电阻还可以判断直流电阻的平衡及调压分接开关档位的有效性，并进一步判断回路是否有故障问题。

（二）变压器过热故障的防范措施

1、设计单位优化设计

设计单位在设计变压器时，应当充分意识到变压器易发生热故障这一问题，并针对此进行设计优化，尽可能减少因设计不当而造成变压器过热故障的概率。例如设计单位可以对绕组结构进行优化设计，利用双螺旋结构设计，起到更好的散热效果，从而避免绕组热量堆积过多引起变压器过热故障。

2、生产厂家提高制造质量

变压器制造厂家需要提高制造工艺水平，从根本上保障变压器的运行稳定、规避热故障问题。例如目前换位导线生产技术还存在许多缺陷，使得换位导线在工作一定时间之后老化严重，绝缘脱落并局部漏铜，从而引起短路并导致变压器过热故障。生产厂家应当针对这一问题，积极做好换位导线生产技术的研究工作。

3、加强漏磁防范工作

要防止漏磁，可以使用磁屏蔽装置，从而减小损耗并避免局部过热导致变压器过热故障。一般来说，磁屏蔽装置主要安装在绕组钢脱板及油箱内壁上，避免漏磁穿透油箱内部钢板，从而防止油箱局部过热。

4、做好冷却器管道清理工作

冷却器是防止变压器发生热故障的重要装置，需要按时对其进行清理来保证其工作性能，从而避免变压器过热故障。冷却器的主要问题在于冷却器管道容易堵塞，因此需要按时用水或者压缩空气对冷却器管道进行清洗。

5、避免引线和套管铜管接触

引线和套管铜管接触后过热容易导致变压器过热故障，因此需要避免二者相接触。通常有两种引线绝缘包扎方法来避免引线和套管通关直接接触，一种方法不用改变电缆引线，在变压器试装时就要对引线进行裁剪，确保其长度和套管长度一致。另一种方法则是在总装的时候，确保引线绝缘材料的有效性和安全性，不能出现材料脱皮、腐蚀、老化等现象。

结语

在对电网运作质量和安全要求越来越高的今天，保证变压器的正常工作非常重要。针对变压器过热故障这一常见问题，发现并分析造成变压器过热故障的原因，并及时采取相应的措施进行诊断和防范，能有效减少变压器过热故障的几率。

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