電力變壓器運行溫度異常原因及防范分析

摘 要：提出電力變壓器運行溫度異常表現特征，根據其特征對溫度異常原因進行分析，指引設備異常處理思路。結合多年來工作經驗，提出電力變壓器溫度異常的檢測方法與預防措施。

關鍵詞：溫度異常 檢測 措施

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0116-01

為保證變壓器的實用壽命甚至延長使用壽命，使變壓器能夠安全正常的運行，減少溫度對變壓器絕緣材料的影響，國家相關標準規定了變壓器繞組、鐵心以及電力變壓器油的溫升極限，變壓器制造廠也給出設備運行的溫度負載曲線以指導用戶的運行。但是在變壓器的實際使用過程中，有很多的內部外部因素影響變壓器的正常安全運行，比如變壓器設計上的缺陷、工藝制作的質量、變壓器本身散熱能力等，這些自身的因素都會影響變壓器的運行。另外一些外部不可抗力因素同樣會影響變壓器的安全運行，比如運輸、安裝，外部氣象環境，變壓器運行環境，受用電環境和電網設備限制等，甚至有些時候會出現變壓器過負荷運行等狀況都會影響變壓器的安全運行。在諸多影響因素中，變壓器運行溫度過高所造成的安全隱患及安全故障占很大比例，并且故障所表現的位置多樣，為查找檢測帶來一定困難。本文介紹電力變壓器一些溫度異常的常見表現特征，進行初步原因分析；并結合多年來工作經驗，提出電力變壓器溫度異常的檢測方法與預防措施。

1 電力變壓器溫度異常的原因

在排除變壓器外部運行環境以及負荷電流變化等因素以外，變壓器的溫度仍然上升，就可以說明變壓器的運行出現了故障。變壓器溫度過高的原因有很多，通常主要常見的有以下幾種：（1）分接開關接觸不良。分接開關接觸不良造成變壓器溫度升高的主要原因是由于節點活動或污損造成電阻變大，從而產生大量多余的熱量，使變壓器溫度升高。（2）線圈匝間短路。一般電流環境中，線路產生短路會在局部形成閉合電路并產生很大的熱量，使線路會在很短的時間迅速升溫產生高溫。（3）鐵芯硅鋼片片間短路。繼電保護測速儀硅鋼片之間的絕緣層又是會受到外部原因導致絕緣損壞并產生短路，造成局部高溫。在正常的運行中，可以根據變壓器聲音、瓦斯繼電器動作情況綜合分析，發現并處理故障。（4）變壓器線匝層間短路。同變壓器線匝間短路一樣，層間短路通向會形成閉合短路電流，產生很大熱量，使變壓器升溫。一般通過聽變壓器運行的聲音或者查看瓦斯保護動作，再或者抽取變壓器油樣進行檢驗，都是檢測變壓器運行情況中較好的方法。

2 電力變壓器溫度異常的檢測與預防措施

變壓器在平時的運行過程中，變壓器溫度升高從而產生故障是變壓器危害中最常見的問題之一，對變壓器造成巨大危害，當溫度過高是很容易燒壞變壓器導致供電中止，這種多發性、常見性的危害必須引起電力檢修運行人員的高度重視。作者認為，要改變因變壓器溫度過高而導致的危害故障，應該從以下幾個方面入手進行檢測和預防。

（1）加強變壓器的色譜分析工作。在檢測變壓器運轉情況是，為保證供電正常進行不中斷，可以采用氣相色譜分析法。氣象色譜分析法可以有效檢測變壓器溫度異常的內部故障。氣象色譜檢測法的原理是：利用變壓器中油遇到溫度變化時，化學分解的不同程度來判斷變壓器是否因溫度升高而產生內部故障。變壓器內部需要一種介質來起到絕緣和散熱的功能作用，而這種介質就是變壓器油，在目前變壓器研制中，電力變壓器油是一種良好的介質。在變壓器正常運行時，從變壓器中抽取一定量的電力變壓器油，對油中所溶解的氣體進行色譜分析，可以斷定變壓器是否因溫度引起的故障。當變壓器溫度短時間內升高較快時，絕緣材料和變壓器油會發生化學變化產生氣體，比如烴類氣體和H2、碳氧化物等。事實證明，當變壓器溫度升高時，CH4、C2H6、C2H4、C2H2等氣體量會明顯增多，并且會溶解在變壓器油中，通過檢查變壓器油中的這些特征行氣體的含量可以判斷是否屬于溫度升高造成的變壓器故障問題。所以定期對變壓器進行變壓器油檢查可以及時排除故障，減少故障發生。

（2）定期開展電力變壓器遠紅外測溫工作。發熱物體的溫度與其紅外輻射特性，也即輻射能量的大小及波長分布密切相關，電力變壓器紅外測溫即是對變壓器各部位的紅外輻射進行測量，確定其表面溫度的高低；電力變壓器紅外測溫可以直接測量出其套管出口導體連接不良、漏次引起的箱體渦流過熱的溫度，也可以分析判斷冷卻裝置的一些異常現象，如：潛油泵過熱，冷卻器堵塞，管路閥門關閉等；同時，還可以與其它檢測手段配合，輔助分析線圈、鐵心、分接開關的一些發熱異常現象。電力變壓器紅外測溫檢測變壓器溫度異常，由于快捷方便、準確可靠，可遠距離檢測而無須停電，在近幾年做為一種新的檢測技術得到廣泛應用。

（3）重視電力變壓器運行溫度的監視和測量工作。《電力變壓器運行規程》明確規定變壓器應裝設溫度測量裝置，測量頂層變壓器油的溫度，無人值班變電站應將信號溫度計接至遠方，并應能對20000 kVA以上變壓器的頂層油溫裝置進行遠方監視。目前一些無人值班變電站的遠方測溫裝置存在不能正常工作，遠方監測溫度與就地實際溫度不對應等現象，確需引起從業人員的重視；另外，高溫、高負荷情況下，應開展電力變壓器特巡，檢查油位和油溫、負載是否對應，記錄變壓器運行電壓、電流和頂層油溫，以及曾達到的最高頂層油溫等；要特別注意：由于變壓器內部散熱能力不能與周圍環境溫度同步變化，環境溫度驟變，有可能出現頂層油溫雖然未超過允許值，但電力變壓器內部溫度已經很高，可能造成過熱而損壞變壓器的情況。

（4）在實用新變壓器或者新建設變電站時，要合理選擇變壓器。無論新建還是老站更好變壓器，在變壓器的選擇上，都要留出足夠的、有選擇余地的變壓器容量。從經濟角度考慮，盡力選擇適合環境的變壓器，選擇損耗低的，合理加大容量，避免變壓器過負荷運行。另外外部環境需謹慎選擇，盡力選擇通風效果較好的地址，這樣可以有效避免高負荷運轉是的升溫問題。對可能并列運行的電力變壓器要滿足并列運行條件，防止產生環流引起變壓器異常溫升。

（5）加強電力變壓器全過程管理，嚴格規程制度，重視電力變壓器設計、選型、駐廠監造、安裝、交接驗收和運行維護等各個環節，認真落實國家電網公司防止大型電力變壓器損壞事故的措施要求，及時消除變壓器運行缺陷，保證設備本身質量，以提高電力變壓器安全可靠運行的水平。

3 結語

電力變壓器運行中表現的溫度異常，既加快絕緣老化，影響變壓器的使用壽命，又容易造成損壞事故，危及變壓器的安全可靠運行。由于造成電力變壓器運行中溫度異常的原因多種多樣，有時幾種原因同時存在，情況較復雜，這就需要熟悉具體每臺電力變壓器安裝和檢修運行的歷史資料，了解其結構特點、運行規律再結合自己知識、技能做處理。