浅谈变压器内部过热故障的诊断及防范措施

摘 要：电力变压器作为电力行业中非常重要的设备，近年来，电力变压器无论是安装容量还是电压等级都有了较大程度的增加，对电力系统运行的安全性具有非常重要的作用。电力变压器由于需求长时间的持续运行，而且运行过程中会受到来自于内部和外部因素的影响，因此容易产生故障，特点是变压器内部过热故障发生更为频繁，一旦处理不及时，则会对电力系统运行的安全带来较大的影响。因此需要针对变压器内部过热故障进行科学的诊断，并采取切实可行的防范措施，确保电力变压器运行的安全性和可靠性。

关键词：变压器；内部过热故障；故障原因：防范措施

前言

内部过热故障作为变压器常见故障，导致这种故障发生的原因大致有磁路故障、接点接触不良、导体故障及局部散热不良等，一旦变压器内部温度过高时，极易导致固体绝缘劣化或是设备出现永久性损坏，影响变压器运行的安全及电网供电的可靠性。因此对于变压器内部过热故障，需要对其故障进行准确诊断，并明确故障的原因，从而采取有效的措施来保证变压器运行的稳定性。

1 变压器内部过热故障判断的依据和方法

1.1 气相色谱法

变压器运行过程中，变压器油和固体绝缘材料受到电和热的共同作用会分解出一些特性气化，正常情况下，在产生非气态夯化物之外，还会在氢气、碳氧化物及低分子烃类气体产生，碳氧化物主要是以一氧化碳和二氧化碳为主，还会有少量的氢和烃类气体。但在变压器内部出现过热故障时，液压油中溶解的烃类气体会增加，特别是CH4和C2H4会会增加，而当还存在固体绝缘过热性故障发生时，在产生低分子烃类气体的基础上，还会有大量的一氧化碳和二氧化碳产生，并且随着温度的升高，一氧化碳和二氧化碳的比例也会随之增加。因此可以根据温度变化时变压器油气体的变化来对内部过热故障进行判断。可以采用气相色谱法来对油中的气体成分、含量、变压情况进行分析，以此来对变压器内部过热故障进行判断，进而对过热故障的发展趋势进行分析。

1.2 电气试验法

利用气相色谱法能够对变压器内部有无故障及故障类型进行分析，如果想对故障程度及其部位进行判断时，则需要与其他检测方法相结合，针对综合的检测结果来对变压器过热故障进行判断。如可以采用线圈直流电阻的方法测试电流回路故障，对于变压器内部导电回路的运行情况可以利用直流电阻试验方法来进行检测，采用环流或铁芯对地绝缘电阻的方法来对铁芯多点接地故障进行判定。

2 变压器内部过热故障的原因和防范措施

变压器一旦产生内部过热故障时，通常表现为局部过热或是温度升高，可以根据其严重程度将内部过热故障分为轻度过热、低温过度、中温过热及高温过热等几种。导致过热故障产生的原因多是由于引线接头不良、分接开关接触不好、铁芯故障、高低压绕组故障及局部散热不良等，具体故障原因及防范措施可以归纳为以下几个方面。

2.1 铁芯故障及其防范措施的分析

在变压器内部过热故障中，三分之一左右都是由于铁芯故障导致的，特别是当铁芯多点接地故障及铁芯内部片间短路发生时，多会导致变压器内部发生过热故障。通常情况下，电力变压器铁芯只允许一点接地，一旦出现多点接地故障时，不同接地点在磁场中感应到不同电位，从而形成环流，导致局部出现过热现象，同时绝缘油也容易发生分解，铁芯极易受到不同程度的损坏。

运行中的电力变压器，当其油箱中存在异物、在振动过程中铁芯与夹件发生接触、铁轭间的垫块受潮或是表面附着有油泥时也会导致绝缘降低，从而导致变压器铁芯多点接地故障发生。

一旦铁芯多点接地故障发生时，可以采用低压交流冲击法、冲击电流放电法、气相色谱分析法、在铁芯外引接地线上串接电阻、将铁芯正常工作接地点移至故障点同一位黑恶减少环流，这些方法都能够有效的防范铁芯故障的发生。

2.2 引线接地故障及其防范措施的分析

变压器内部故障部分时候也可能是由于引线接地故障而导致的，通常情况下会在变压器低压绕组与管套连接处表现出来，由于低压绕组与管套连接处属于固定接触，一旦出现套管连接螺丝没拧紧或是变压器大电流运行时接触面产生氧化、腐蚀及污染情况时，则会导致接触电阻增大，从而导致内部过热故障发生，甚至导致接头烧毁或是绝缘炭化现象。

对于引线接地故障，在对其进行防范时，如果在对大型电力变压器安装或是检修完成后，需要在对其进行直流电阻试验，同时还要采用油色谱分析。而对于运行中的变压器，可以采用红外测温仪实施在线检测，一旦发现有局部过热情况时，则需要再进行油色谱分析及直流电阻试验，并停电进行检查。

2.3 分接开关电接触性故障及其防范措施的分析

分接开关电接触性故障约占到变压器内部过热故障的50%以上，主要出现在调压频繁和负荷电流大的变压器。在频繁调压中会造成触头之间的机械磨损和电腐蚀，电流的热效应会引发弹簧弹性的下降而导致动、静触头间的接触压力下降，这些都将导致触头之间的接触电阻增大。接触电阻增大，会使得触头之间的发热量增大，而发热加速了触头表面的氧化腐蚀和机械变形并形成恶性循环，如不及时处理就会引发变压器的损坏。

针对分接开关电接触性故障可采取如下防范措施：一是对有载分接开关，切换4000次或运行3个月就要进行油色谱分析，每年要做直流电阻试验，如有异常要抽出分接开关进行检查；二是对经常过负荷运行的变压器或发生严重出口短路的变压器，要及时测直流电阻和进行油色谱分析；三是对无励磁调压变压器投运前要测绕组直流电阻试验，试验正常后方可投入运行。

2.4 其他原因的分析

导致变压器内部过热故障发生的原因具有多样化的特点，部分原因发生的机率较小，但在电力变压器运行过程中，这些原因仍然不能忽视。首先，当冷却装置运行出现异常时，例如风路发生堵塞、风扇电源失去作用、风扇出现反转及启动值设置错误等情况时，必然会影响冷却装置的正常运行，因此导致变压器内部过热故障。其次，铁芯上夹件及下夹件拉杆等部位极易产生高度集中漏磁通，从而产生局部过热现象。另外，当变压器内部存在异物时，也会导致绕组匝间短路发生，从而导致局部过热情况下发生。

3 结束语

在电力系统中，电力变压器发挥着非常重要的作用，而且电力变压器的数量也较多，其正常运行与电力系统运行的安全息息相关，这就需要对电力变压器内部过热故障进行科学的诊断和防范。针对容易导致电力变压器内部过热故障发生的部件及位置加强检测，并采取切实可靠的措施做好相关的预防工作，有效的降低变压器内部过热故障的发生，确保电力系统运行的安全性和稳定性。

参考文献

[1]吴冷，毛宏智，周建军.色谱回归分析法在变压器过热故障诊断处理中的应用[J].高压电器，2011（9）.

[2]赵峰，王凯，张俊杰，等.大容量变压器局部过热问题分析[J].变压器，2009（7）.

[3]吴海标.变压器套管头部过热的分析与处理[J].华北电力技术，2012（9）.