变压器运行中温度过高现象分析与处理

2021-07-12胡祥飞

探索科学(学术版) 2021年1期

胡祥飞

国家能源集团铜陵发电有限公司安徽铜陵 244000

铁损和铜损是在变压器运行期间产生的。铁损和铜损的结果是使变压器产生大量的热量，导致变压器升温，严重者会造成变压器无法使用。另外，线圈通过电流产生热量，并将其传递到变压器的热环境。当线圈产生的热量与变压器散热失去的热量达到平衡状态时，变压器的工作温度相对稳定，并处于正常运行状态。但是如果变压器的温度超出了规定范围内零件可以耐受的温度并保持一段时间时，证明变压器的运行中产生了故障，变压器的绝缘可能会受损或产生内部故障，降低了变压器的传递效率的同时给生产过程中的设备带来损害及相关工作人员带来了人身的危险问题。

一、变压器正常运行中的温度

(一)运行允许温度。中国大多数变压器使用A级绝缘，即浸渍的有机材料，例如纸张，木材，棉纱等。在传热过程中，变压器运行期间，每个组件的温度变化很大，绕组温度最高，而下一个磁芯温度仍在进行中。绝缘油的温度低于绕组和铁芯的温度，而上下油的温度不高。上方的油温也高于下方的油温。电力安全法规中规定的变压器运行期间的允许温度并将其设置为最高油温。最高油温的允许值必须符合变压器制造商的要求。在变压器实际运行过程中，如果其工作温度超过105℃时，变压器机组中的油层温度为95℃。这时的变压器属于超负荷状态，一般来说变压器油层的温度不应超过85℃，过高的温度会使油层中的油产生氧化现象。当变压器的温度超过限定温度时，每超过8℃，变压器的设备使用寿命就会缩减一半。

(二)运行允许温升。变压器温升是指当前变压器在工作中的温度与工作环境之间的温度差，称为变压器温升。由于变压器内部的传热是均匀的，因此变压器各部件之间的温度与该部件的散热情况及材质有关，良好的散热材料有助于变压器的温度降低。因此有必要规定在变压器的额定负载下每个零件的温度升高，即变压器的允许温度升高。

二、变压器运行中温度升高的原因

(一)内部原因。变压器的触摸开关弹簧压力不足，由于油膜污染等引起的触点接触小，触点的接触电阻增加，并且触点过热是最常见的(触点过热会导致触点电阻，触点电阻和触点过热的增加)温度上升。特别是，如果分接开关接反或变压器过载，则分接开关头发生氧化，容易产生过热。分接开关接触不良的主要原因是接触点的压力不足，动触头与静触头之间的污泥膜接触面烧毁，或者位置标记与开关的接触位置不符。当绝缘子与变压器绕组之间产生短路时，会对变压器的设备使用寿命造成影响，甚至会导致无法继续使用。当变压器的绕组短路时，短路点会出现电弧光，从而加热了各种组件绝缘子的冷却油。当它沸腾时，“嗡嗡”的声音使变压器的温度迅速升高。

铁芯叠层有绝缘硅钢板，如果在运行中因为摩擦等因素导致外力损坏铁芯垫层，会导致其绝缘性能大大降低；铁芯螺钉的绝缘老化会因绝缘破坏而破坏硅钢板之间的绝缘，导致出现设备的局部温度升高，影响设备的正常使用，在严重的情况下，铁芯局部过热，油温升高，空载损耗增加，绝缘降低。

(二)外部原因。除使用冷却散热管外，电力变压器还采用强制空气和水循环等散热方法，当冷却散热系统出现故障或散热条件恶化时(特别是在炎热的夏天)，变压器油的温度会升高。变压器的进风口和出风口是变压器运行过程中的空气对流气流，一旦被阻塞或严重积聚，变压器的加热状态就不会改变，散热条件会恶化，周围的空气不会随时间消散，并且变压器的温度在运行过程中会升高。

三、变压器运行中温度过高的处理

变压器内部损耗中由于铁损是基本不变的，只有铜损是随运行负荷的变化而变化。当变压器过载时，流经线圈的电流会增加，并且变压器的铜损(绕组损耗)也会增加。然后，变压器绕组温度上升。因此，有必要在操作期间减小变压器上的负载。分接开关通风不良可通过频繁暴露于气体继电器的轻气体来判断。可以通过感测、测试和测量绕组的直流电阻来确定。分接开关接触不良，油的闪点迅速下降，绕组的直流电阻增加。检查分接开关触点接触不良后，用细金刚砂布擦拭扁平触点表面的磨损部分。绕组的匝间短路是通过诸如变压器内部异常声音之类的方法确定的，可以使用搭建工作电桥法来测量绕组的直流电阻。可以看出，有必要对绕组中的匝间短路情况进行测量。如果情况严重，则必须重新处理绕组的匝间绝缘。对变压器进行检修或返厂处理。聆听铁芯硅钢板的声音以及轻气体流动和短路变压器的声音，摇测变压器的绝缘电阻，分析变压器油，并进行诸如变压器空载测试等综合参数进行判断是电厂和变电站的操作人员必备技能。当变压器油不足时，必须找出并纠正油不足的原因。将经过耐压测试的此类变压器油添加到适当的位置。如果变压器的热管堵塞，应检查变压器，排干油并提起铁芯以拆下热管。