變壓器過熱故障分析與處理措施探討

【摘要】電力系統是保證居民正常生活以及社會經濟穩定發展的重要保證，變壓器是電力系統中調節電壓的關鍵設備，其安全運行對于供電網絡的穩定具有重要作用。過熱故障是變壓器的常見故障之一，嚴重影響了變壓器的安全運行，給電網供電造成不利影響。近年來為了有效降低變壓器損耗，各變壓器制造廠家也在不斷改革有關技術，本文將針對引起變壓器過熱故障的機理，分析導致過熱的原因和故障診斷方法，結合實踐經驗提出變壓器過熱故障的處理措施。

【關鍵詞】變壓器；過熱故障；故障分析；處理措施

前言：

變壓器在供電系統中的作用不可替代，因此其安全性能成為電力系統最為關注的重點，變壓器出現過熱故障會使變壓器油分解，因此通過油色譜即可分析故障。變壓器帶電時會產生能量轉移和損耗，大部分能量會轉換成電能輸送，小部分能量會以損耗的形式作用于變壓器繞組、鐵心以及金屬結構當中，轉化為熱量使繞組及其他介質溫度升高，在變壓器當中如果發熱量大于散熱量，溫差無法達到平衡，致使出現高于正常熱平衡的現象，即會出現變壓器過熱故障。

1、變壓器的作用

變壓器是通過利用電感原理改變義流電壓的裝置，主要由初級線圈和鐵心組成，在供電系統中變壓器用于變換電壓電流以及阻抗能力，能夠起到很好的絕緣和散熱作用，保證供電設備的熱量能夠良好的疏通，避免過熱產生故障或造成設備損壞，并且當供電電壓發生變化時不會影響功率，還能夠在電路震蕩中起到選頻回路諧振的作用。

2、引起變壓器過熱故障的原因

2.1鐵芯過熱

由于鐵芯問題造成的變壓器內部發熱情況較為普遍，變壓器在運行時會在內部產生不均勻電場，由于鐵芯及其他金屬構件位置不同的原因會形成不相等的懸浮電位，當兩點間懸浮電位差過大能夠擊穿絕緣時就會產生火花，導致變壓器油分解，如若沒能及時發現并解決，將逐漸造成變壓器絕緣失去作用，引發安全事故。因此在施工設計時應當注意對鐵芯及夾件等進行一點接地，保證鐵芯整體為零電位。然而由于特殊原因，往往會出現兩點或兩點以上的多點接地現象，例如鐵芯的絕緣受潮損壞或者油箱沉積污泥會降低絕緣電阻，或者鐵芯墊片不爭氣的毛刺與相鄰夾件搭接都會引起短路現象，使電壓在回路中產生環流，導致變壓器不斷發熱最終燒毀。

2.2繞組過熱

繞組過熱故障產生的原因主要在于繞組制造工藝方面，由于早期國內對于換位導線生產的制造工藝不成熟，在長期的運行中出現統包絕緣膨脹和油道堵塞等現象，使匝絕緣無法得到及時冷卻，慢慢出現老化直至脫落露銅，形成匝間短路而造成變壓器燒毀。其次變壓器繞組的主磁通和漏磁通受風量變化影響會引起渦流損耗不均勻的情況，尤其在大容量的變壓器中，漏磁密度高，雜散損耗大，也會造成變壓器過熱現象。此外，繞組材料本身的質量問題也會直接導致過熱現象。

2.3分接開關故障

分接開關引起的變壓器過熱故障主要發生在變壓器頻繁調壓或電流負荷較大的情況下，變壓器頻繁調壓會導致接觸開關的接頭嚴重磨損或腐蝕，當電流經過時產生的熱量會降低接頭開關彈性，導致動、靜兩接頭間的電阻壓力增加，發熱量增大，而發熱量增大又加劇了線路的氧化，形成惡性循環造成變壓器損壞問題。

2.4其他原因

除了磁回路和電回路故障，導線的質量情況以及外部散熱裝置的運行情況也會引起變壓器過熱，如冷卻風扇出現問題，會導致主變壓器無法實現風冷散熱，引起變壓器過熱，如漏硅膠堵塞或凈油器濾網不嚴密會使硅膠大量進入油箱，造成油循環不良致使過熱，如變壓器內部存在異物，將造成繞組匝間短路，引發過熱現象。

3、變壓器過熱故障的分析處理

3.1故障診斷

對于變壓器過熱的故障檢測，首先可通過外觀檢查，對變壓器的聲音和氣味以及外殼溫度等因素進行檢查，判斷各組件的工作狀態，結合相關數據進行初步分析。其次，由于目前應用最為廣泛的變壓器是充油式變壓器，變壓器過熱時其內部的礦物油和絕緣紙會發生裂變產生氣體，因此可利用油氣分離裝置將氣體分離，通過對氣體成分的分析對比，找出過熱部位及損害程度。此外可通過電氣試驗測量繞組直流電阻，能夠了解繞組縱絕緣和導電回路的連接情況，排除斷路或繞組斷股以及接觸不良等故障，通過實際測量的斷路阻抗和負載損耗與出廠值對比，能夠判斷是否存在變壓器繞組錯位變形或結構中存在的渦流環流情況。

3.2鐵芯故障預防處理

針對鐵芯故障引發的過熱問題可利用電擊法對變壓器進行放電，通過采用低壓交流沖擊對變壓器電量進行疏散，也可以在鐵芯外部增加電阻，減少鐵芯接地電流對變壓器造成的損害。

3.3分接開關故障預防處理

針對分接開關原因引發的變熱器過熱故障，需要對分接開關的油鐨譜進行分析，并且每年對分接開關座做定期的電阻直流檢測，如發現異常應及時進行抽離檢查。在變壓器設備投入之前首先應當對繞組直流電壓進行檢測，通過后方可投入運營，正確將引線和分接開關連接，準確裁截引線長度，避免引線過長造成與銅管靠接不良，對于常出現大幅度調壓以及負荷較大的變壓器需隨時進行檢測，確保其工作過程中的安全性能。

3.4冷卻器清洗

對于因冷卻器組管堵塞造成的過熱故障應當定期使用壓縮空氣或水進行清洗，在進行清洗之前，首先應當停止冷卻器的工作，拆除風扇葉片和保護罩，使用吸塵裝置在進風側吸塵，同時在出風側使用壓縮空氣灌吹，將灰塵去除之后使用自來水由出風側往進風側方向沖洗，清洗過程中注意避免落入雜物。

結語：

變壓器的安全運行是保證供電設備正常工作的必要條件，變壓器從設計到維護，任何一個環節的疏忽或者操作失誤都會影響變壓器的穩定性，對變壓器的過熱防范也具有決定性影響，因此設計部門、安裝部門以及維護部門都應采取有關措施進行過熱預防。變壓器的內部故障主要有鐵損、銅損和其他附加損耗，在維護維修過程中應當通過氣相色譜分析以及直流電阻法等方式診斷故障性質，找出發熱部位，有針對性的進行處理，從而提升變壓器的安全性能，保證電力系統的正常運營。

參考文獻：

[1]崔明，李鐵濱，趙麗萍，梁之林.變壓器有載分接開關觸頭接觸壓力不夠缺陷判斷[J].變壓器，2011年08期.

[2]許琤，鐘曉波，張平，韓幸軍.一起變壓器直流電阻測量結果異常的原因分析[J].電氣技術，2011年07期.

[3]劉明武.電力系統變壓器常見故障分析與診斷技術[J].科技信息，2010（19）.

[4]杜勝男.變壓器過熱故障分析與診斷[J].知識經濟，2010（23）.