干式变压器运行中温度升高的原因及处理

干式变压器运行中温度升高的原因及处理

孙 博

苏晋保德煤电有限公司

摘要：变压器在运行中会产生大量的热量，促使变压器温度升高，因而在变压器运行中会有冷却系统对其进行降温，但在变压器的实际运行中，难免会有疏漏之处，比如巡查不到位、冷却系统故障、接地故障、短路故障等，本文首先阐述了变压器温度控制的要求，然后对引起变压器运行中温度升高的原因做了详细的分析，在此基础上总结出几点具有针对性的处理方式。

关键词：变压器、温升、原因分析、处理方式

引言：

变压器在运行过程中，因为变压器中存在电磁场和线圈电流的作用，因此损耗了电能，电能又转化为热能，热能的扩散加快了变压器各部件温度的升高，进而转化为热能不断扩散，导致变压器各个部位的温度升高。而运行电压、环境温度、性能参数、散热方式等均会影响温度的上升，持续的高温会损毁变压器的部分零件，降低变压器的使用年限，所以采取必要的降温措施具有重要的现实意义。

1.变压器运行时温度控制的意义

对于人们所熟知变压器油起着冷却和绝缘的作用，其在长期高温热作用下会氧化和裂解，生成稳定的氧化物和有机酸，造成变压器油酸性增加，粘度增大，甚至会析出油泥和水分，影响变压器的绝缘和散热水平，伴随而来的还会产生可燃性气体，引起瓦斯继电器发出信号，长时间热作用下的绝缘纸板和电缆纸等绝缘材料会丧失弹性、变的松脆，丧失机械强度。另外，若变压器的温度过高，变压器油以及各种材料均会因过热而过度膨胀，出现储油柜中的变压器油外溢、喷油等现象，所以，不论变压器处于何种运行状态，对其的温度监测和控制都非常重要。

2.引起变压器运行温度升高的原因分析

2.1散热器积污

散热器表面很容易积聚大量的脏东西，阻碍风扇吹出的风经过散热管，以至于降低了散热效率，如果在每年的负荷高峰和高温季节来临前，工作人员没有对变压器进行冲水、清理变压器的散热器，那么变压器的油温会上升的非常快，从而影响变压器的正常运行。

2.2冷却系统异常

电力变压器常用的冷却方式一般分为三种，油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管然后依靠空气的对流传导将热量散发。而油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上在油箱壁或散热管上加装风扇利用吹风机帮助冷却，加装风冷后可使变压器的容量增加30%。油冷却器做成容易散热的特殊形状利用风扇吹风或循环水作冷却介质把热量带走，这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。

2.3铁接地故障

在变压器运行环境和负载不变的情况下，油温比正常温度高出5℃。在采用空载运行和改变三测负荷的方式分析其色谱异常的原因后得出，铁芯过热是引起变压器温度异常的原因。铁芯过热的原因主要是该变压器内部的铁芯接地联片过长，且与铁芯跨接，导致整个铁芯形成大约1/8的短接，最终造成铁芯多点接地，将近75%的接地联片被烧断。

2.4导电回路故障

假如变压器的分接接触或接头焊接不良，也就是减小了导电回路的载流截面，增加了局部电阻，当正常电流通过时产生损耗，损耗功率P=I²R，造成接头处的温度超出规定很多，温度升高又加重了触头的氧化腐蚀和机械变形，使接触压减小，接触电阻进一步增大，从而形成恶性循环，最终导致周围绝缘介质被烧坏，甚至烧掉分接或焊接接头，造成变压器停电事故，变压器负载电流越大发生导电回路故障的几率越大。

2.5绕组的绝缘损坏

对于运行中的变压器，不仅绕组自身的层间绝缘、匝间绝缘，而且绕组及引线对各类金属件的绝缘一旦被损坏，将会出现绕组短路，即所在相的线圈匝数减少，在该绕组内部形成闭合的电流环，强大的电流会产生较多的热损耗，引起变压器温度快速升高，三相电压输出不平衡，运行噪音增大，当停电测量短路绕组的直流电阻变小，三相直流电阻不平衡。分析绕组短路的原因有：一，导线质量差，出现漏铜现象，或者线圈绕制、压装工艺不当，或有金属异物进入等损伤导线的绝缘性；二，运行中绝缘自然老化或受局部高温裂化，失去绝缘性能；三，在近距离出口短路电动力的作用下，线匝位移，造成绝缘磨损引起短路。

2.6散热条件恶劣

如果变压器在高温环境下持续运行，比如在变电所内通风散热措施不到位、周围有热源、变压器间或散热距离不够、配电所所用变高压柜内散热不良等，这些因素都会影响变压器将正常损耗产生的热量扩散到周围大气中去，从而造成线圈导体随温度升高、电阻增大，如此一来会产生更多的损耗和热量，而且会形成恶性循环，致使变压器温度异常升高，引发变压器故障。

2.7漏磁严重引起油箱、箱盖过热

铁芯中励磁电压产生主磁通，主磁通大小与励磁电压正相关。正常情况下，变压器铁芯的在额定主磁通密度下是不饱和的，变压器中若有负载电流流过时，在绕组周围就会出现漏磁通，主磁通的回路全部是铁磁材料，漏磁通经过的是绕组周围的空间，比如高低压绕组空道、绕组端部、铁心或绕组压板，有的在经过油箱回到绕组空间后形成闭合回路。漏磁通在经过油箱或绕组压板等金属部件的时候，会产生涡流引起发热，而当变压器的容量增大时，负载电流也会增大，同时发生漏磁通引起发热故障情况的概率也会增大。

3.变压器运行中温度升高的处理方式

3.1清理散热器表面聚集的脏污

要及时清理油循环冷却器散热管翘片之间的灰尘、羽毛等杂物，避免脏污将散热间隙堵死，使电风扇的风无法直接吹到散热管上，影响了散热效率，另外，在高温季节和负荷高峰来临前，对散热器进行l—2次的水冲洗和彻底清理。

3.2冷却系统异常分析及处理

常见的冷却系统故障处理方法有：一，投入备用的冷却器组，及时检查故障原因，并上报领导；二，若风扇机故障，则可将故障风扇电动机的端子线头拆下，恢复热继电器位置；三；做好油泵及风扇的冷却措施，避免因阳光照射引起温度升高影响变压器运行温度，还可打开箱门进行通风降温。

3.3避免铁芯多点接地

造成铁多点接地的因素主要是变压器内部铁芯接地联片过长，针对该原因，技术人员要根据铁芯接地联片的规定长度，合理截取铁芯联片的长度，此外，铁芯跨接也是造成铁接地故障的原因，所以在施工过程中，工作人员要仔细查看、对照图纸，避免铁芯跨接。

3.4及时检查并更换已坏的绕组绝缘

绕组间层和匝间是绝缘的，但由于长时间运行或其他外力干扰导致绕组损坏，此时会引起变压器升温，所以应该首先检查导致绕组损坏的原因，及时更换质量差的导线，避免老化的导线因失去绝缘性能使变压器温度升高；其次，严格遵循绕组的相关安装工艺要求，在安装过程中要随时检查是否有金属异物混入其中；最后，定期检查线圈绕制的松紧程度，避免因变压器运行造成的线匝移动，磨损线圈表面绝缘物。

3.5优化散热条件

在安装变压器前，必须对其按章场地进行科学的考察，并合理安排变压器的位置以及排风扇的位置，举例说明：某变电站在变压器室的底部和上部分别安装了4台排风扇，但变压器温度仍然超高，经考察后，在变压器顶部加装了两台垂直方向的排风风机,此时变压器温度不再超温。另外，要合理设置变压器间的散热距离，保证变压器周围没有其他热源影响变压器散热。

3.6检查铁芯中的硅钢片，紧固绕组线圈

其一，检查铁芯中硅钢片的质量是否符合国家标准以相应的行业技术要求，及时更换已坏或质量不合格的硅钢片；其二，检查铁芯中硅钢片的安装是否合理、正确，及时更正不正确的安装安装方式；其三，确保原副线圈处在通信的位置，并且是紧密绕制。

结束语：

总而言之，致使变压器温度升高的原因有很多，工作人员只有经常性的对变压器进行巡回检查，查看并检测变压器的运行工况，保持变压器外部清洁，检查铁芯接地情况是否符合标准，同时利用气相色谱法分析变压器油温的变化情况，通过多种途径监测变压器运行时的温度变化，以便防患于未然。

参考文献：

1. 班卫东.组合式500kV变压器运行中温度异常分析及处理

2. 王健.提高电力变压器温度表精度的研究

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