干式变压器铁芯过热原因及其补救措施分析

干式变压器铁芯过热原因及其补救措施分析

唐颉

广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001

摘要：电，已经成为人们生产生活中必不可少的最重要基础能源，干式变压器由于采用树脂绝缘，所以不会像油浸式变压器那样存在漏油、渗油问题，干式变压器无可燃性树脂，在使用过程中不助燃，能阻燃，不会爆炸及释放有毒气体，不会对环境、其他设备和人体造成危害，因此具有维护工作量小，防火性能好，无污染，抗短路能力强，耐热能力强，安装方便等一系列优点，应用广泛。但是，若干式变压器使用不当，就会给设备本身带来安全隐患，威胁设备、系统的安全运行，这种情况是需要引起重视的。

关键词：干式变压器；铁芯过热原因；补救措施

引言

电力行业的发展直接关系到我国民生。变压器正常运行时，变压器铁芯需要有一点可靠接地，以避免铁芯因悬浮电位放电，其铁芯接地电流很小，约为几毫安培到几十毫安培。当变压器发生铁芯两点或两点以上同时接地时，铁芯与大地之间将形成电流回路而产生涡流，铁芯接地电流将增大到几安培甚至几十安培，从而会导致铁芯局部过热，铁芯过热又会使绝缘油分解而产生一些特定的故障气体，严重时还会使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，造成轻、重瓦斯保护动作，甚至损坏变压器。

1变压器的作用

变压器主要是根据电感原理来改变电流和电压，其组成主要以初级线圈及铁芯为主，在供电系统中，变压器主要起着变压电压、电流及阻抗的作用，同时还能够有效的隔离和稳定电压，为供电系统的安全稳定运行提供了基础的保障。在供电系统运行过程中，变压器还具有散热和绝缘的作用。变压器在改变电压的过程中，在功率保持不变的情况下，电压和电流都会发生改变，从而引起电阻的变化，起到了较好的绝缘效果。对于供电系统运行过程中产生的热量也能够进行有效的疏通，为电力设备的正常运行起到了较好的保护作用。另外在电路振荡过程中，变压器不仅可以阻容，而且还能够进行自身的电路耦合振荡，具有较好的选频回路谐振作用。

2干式变压器铁芯过热原因分析

干式变压器铁芯过热，一般由以下几种情况引起：变压器过负荷运行导致铁芯过热；硅钢片质量较差，造成空载损耗增大，导致铁芯过热；变压器铁芯多点接地造成铁芯过热；风机或温控仪损坏，不能正常散热导致铁芯过热；变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配，磁密增大，导致铁芯发热。

2.1变压器过负荷运行

根据电厂对干式变压器24B所带负荷的统计情况，变压器所带最大负荷仅为变压器额定容量的70%，因此不存在变压器过负荷运行情况。

2.2分接开关故障引起的变压器内部过热

分接开关故障是变压器内部过热的常见现象之一，并且发生的几率较大，尤其是在频繁调压以及电流运行负荷较大的变压器中，这种故障的发生几率更大。由于变压器处于频繁的调压状态，所以分接开关的动作频率较高，而分接开关的接头在接触的瞬间，在电流经过时会产生一定的热量，长此以往，分接开关的弹性就会下降，电阻增加，并且线路会存在不同程度的氧化现象，由此导致变压器内部过热，从而引发故障。在部分变电所中，工作人员对于变压器分接开关引起的内部过热现象还没有给予足够的重视。而长期处于这种状态下，会对分接开关造成极大的损耗，在运行过程中，接头由于电阻压力增加，温度上升而导致烧毁，从而导致变压器调压过程中产生短路，从而引发变压器起火，甚至发生爆炸，影响电力系统的运行安全。

2.3硅钢片质量较差，造成空载损耗增大

通过咨询变压器生产厂家，厂家提供了该变压器硅钢片型号及批次等相关材料，且用该批次硅钢片生产的变压器在其他地方运行均未发现异常，可以排除是由于使用劣质硅钢片造成空载损耗增大导致铁芯过热的情况。

2.4铁芯故障引起的变压器内部发热

由于铁芯故障所导致的变压器内部发热占总过热故障的30%左右，当铁芯发生多点接地及铁芯内部片间短路时，则会导致变压器内部发热现象产生。正常运行状态下的变压器，其铁芯只允许一点接地，但在变压器运行过程中，发生多点接地现象较为常见，一旦多点接地情况发生时，不同接地点在磁场中感应出不同的电位，从而形成环流，从而导致变压器内部过热故障发生，这种情况下，变压器内部绝缘油会出现不同程度的分解，铁芯也会被损坏或是烧毁。导致铁芯多点接地发生的原因较多，如变压器油箱内存在着遗留的异物、在铁芯装配及引线焊接过程中有金属异物遗留、运输过程中由于振动导致铁芯与夹件之间发生接触、基建安装工作不到位、上下夹件和铁轭间的垫块受潮及表面存在油泥等都会导致铁芯故障发生，从而引发变压器内部过热现象。

2.5变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配，磁通密度增大

从干式变压器24B铭牌上来看，该变压器高压侧电压最高按照36750V设计，然而电厂35kV母线运行电压实际最高为38.2kV，最低为37.2kV，该变压器的实际运行电压高于设计运行电压。通常变压器在额定电压运行时，铁芯中的磁通密度已接近饱和状态，当变压器的运行电压高于其额定电压时，变压器铁芯饱和程度增加，空载电流增大，电压波形中的高次谐波成分增大，超过额定电压过多会引起电压波形严重畸变，同时由于磁通的增大使铁芯损耗增大，从而引起变压器铁芯过热。综上所述，该变压器铁芯过热原因是由于变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配，实际运行电压高于设计运行电压，导致变压器运行时磁密增大，铁芯过度饱和，铁芯损耗增大引起铁芯发热。

3式变压器铁芯过热补救措施

3.1铁芯故障的预防措施

在变压器内部过热是由于铁芯故障原因导致的，则需要利用电击法来对变压器进行放电，同时还需要利用低压交流冲击法来疏散变压器的实际电量。对于铁芯接地故障，也可以在将一个电阻设置在铁芯外部与地面连接处，这样铁芯接地时产生的电流对变压器所带来的损坏会有所减轻。对于无法及时对铁芯故障点进行处理时，需要将故障点与铁芯正常接地点移至同一位置，这样能够有效的降低电流循环所给变压器带来的危害。

3.2电容放电冲击法

对于那些由铁芯毛刺、铁锈和焊渣的积聚引起的不稳定接地故障，吊罩直接检查处理往往无法取得明显效果，因要消除故障需要烧掉毛刺，可用电容放电冲击法。

3.3启动了备品备件的采购计划

在采购技术文件中，充分考虑了电厂35kV母线的实际运行电压最高为38.2kV，要求35kV侧额定电压按照38.5kV设计，可调节档位Ⅴ档，最低运行电压36.58kV，最高运行电压40.42kV。备品到货后，对该变压器进行了更换，更换后，对变压器进行红外跟踪检测，检测发现铁芯温度最高为85℃，未发现铁芯有过热现象。

3.4引线接口故障的预防措施

对于引线接口故障导致的变压器内部过热，需要做好变压器安装及检修后的检测工作，同时还要对变压器进行油谱分析处理。当变压器处于运行状态时，则可以利用红外线测温仪来检测运行中变压器的温度，以便于及时发现异常情况，并进行油色谱分析处理，当情况允许时，还需要检测直流电阻，并进行停电处理。

结语

干式变压器由于具有维护工作量小，防火性能好，无污染，抗短路能力强，耐热能力强，安装方便等一系列优点得到了广泛应用，但是干式变压器如果选型和使用不当，就会给设备本身带来安全隐患，威胁设备、系统的安全运行。

参考文献

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[2]程林，聂莉雅.干式变压器常见故障与处理方法研究[J].科技风，2015（5）：143.

[3]干式电力变压器技术参数和要求：GB/T10228—2008[S].