避免变压器油温过高导致的故障措施研究

避免变压器油温过高导致的故障措施研究

苏展

神华国华寿光发电有限责任公司，山东 潍坊 262714

摘要：自我国现代化社会的建设发展以来，电力网络系统已经遍布了我国人民生活的各个角落。电网系统以及使用量的不断扩大，对电压变电的要求提出了新的要求。提高我国电力变压器的高压工作水平，才能在新时代的环境下保障我国电力系统供电能力的稳定和安全。寻求电力变压器高压试验良好方案及其故障处理措施，提升我国供电的质量，建设新时代强国。

关键词：变压器；故障；措施

1 变压器高压试验的基本条件

有效完成变压器高压试验，需要对实验环境和实验设备提供一些需求。对于实验环境首先要保证实验室周边环境的温度在实验要求范围内，一般的在-20摄氏度到40摄氏度之间。实验室里面要严格检测实验时的温度，根据相关的指标提供方案调节实验室温度出现的情况。对实验设备的基本要求，要保证变压器整个的组建过程中通电性的良好，控制绝缘物比例在标准之下。同时还要保证变压器在高压实验中有标准的保护电阻，用于在实验过程中出现突发紧急状况及时解决变压器高压试验出现的问题。

2 故障检查分析

强迫油循环变压器当冷却器的冷却容量等于总损耗时，油平均温升为35K,顶层油面温升约为40～42K。该变压器运行负荷仅为60MW,是额定负荷的75%，且冷却器7组全开，而油面温升却为42K，明显存在油面温升偏高故障。

变压器油面温升偏高原因常有两个方向，一为变压器损耗增加，二为冷却器的冷却容量降低。概况中介绍该变压器电气试验数据正常，即变压器损耗没有增加。由此可见该变压器油面温升偏高原因是由冷却器引起的。

2.1 变压器冷却器配置情况分析

该台变压器运行在最大损耗的高压-低压状态，则总损耗=67+352.3=419.3kW。而该变压器配置7组冷却器，其冷却容量为120×7=840kW，其冷却容量大于总损耗。因此，该变压器在冷却器配置方面不存在问题。

2.2 冷却器的冷却能力分析

在冷却器配置方面不存在问题的前提下，基本可以确定是冷却器冷却能力——即冷却容量下降所致。单个冷却器的冷却容量降低的判定：

2.2.1冷却器的冷却容量公式为：Q=G×γ×CP×(T1-T2)/3600⑴

式中:Q——冷却器的冷却容量(kW)

G——油循环量（m3/h）

γ——变压器油的密度（kg/m3）

CP——变压器油的比热（kJ/kg.℃）

T1——冷却器的进口油温（℃）

T2——冷却器的出口油温（℃）

另外，冷却器的额定容量条件之一是在进口油温与进口风温为之差为40℃，如果实际温度与此不同，近似的冷却容量：Q=Q40×ΔT/40⑵

式中:Q——冷却器的实际冷却容量(kW)

Q40——冷却器进口油风温之差为40℃的冷却容量(kW)

ΔT——冷却器实际进口油风温之差

由⑴式可知，冷却器的冷却容量主要由油循环量和进出口油温差决定。

由⑵式可知，冷却器的实际冷却容量还与进口油温与进口风温为之差有关。

2.2.2按进出口油温差判定：

中国原子能科学研究院曾对YF-125冷却器进行研究试验：①进口油温与进口风温之差为40℃，油流量31m³/小时，冷却容量为104kW时，其进出口油温差为6.8℃。②当进口油温与进口风温之差为42℃，油流量40m³/小时，冷却容量为117kW时，其进出口油温差为6.3℃。

另外，西变曾对FS-120L冷却器进行型式试验，其进口油温与进口风温之差为40℃，油流量42m³/小时，冷却容量为120kW时，其进出口油温差为5℃。

由以上两组数据类比，设计容量为120kW的YF-120/380冷却器，进口油温与进口风温之差为40℃，油循环量40m³/小时，其进出口油温差应为5～6℃。

于是对该变压器冷却器的潜油泵、油流继电器进行外观检查和对进出口温度进行测温检查：潜油泵运行正常；#6油流继电器油流指针来回抖动，其它油流继电器指标正常；进出口测温数据。

可知，造成油温差偏小的原因与油循环量增大或冷却器冷却容量下降有关。在油泵不变的情况下，油循环量增大基本不太可能。因此，造成油温差偏小的原因是冷却器冷却容量下降所致，而单纯冷却容量下降是冷却管与空气的接触面积减少或不充分接触所致。据了解，该变压器冷却器已三年多未清洗，基本判定是冷却管已被灰尘覆盖和灰尘堵塞风道。根据变压器冷却器的维护要求，冷却器两年清洗一次，或根据油面温升变化比初值高5～10%和污垢情况进行不定期清洗。

3 变压器油温过高导致的故障措施

主变采用ODAF（强迫油循环风冷）冷却方式。主变设9组冷却器，每组冷却器配置一台油泵、三台风扇。

9组冷却器分成4个组别运行：依次为工作、辅助1、辅助2、备用，数量分别为4、2、2、1。

当主变油温升高到50℃时，辅助1投入运行并至少运行10分钟；当主变油温升高到65℃时，辅助2投入运行并至少运行10分钟。

当主变油温降低到65℃时，辅助2在满足运行10分钟的前提下退出运行；当主变油温降低到50℃时，辅助1在满足运行10分钟的前提下退出运行。

当主变负荷升高到70%（高压侧电流达到960A），启动通风动作时，辅助1和辅助2均投入运行并至少运行10分钟；当主变负荷降低超过70%，启动通风复归时，辅助1和辅助2在满足运行10分钟的条件下退出运行。

第一循环：工作：1、2、8、9；辅助1：3、5；辅助2：4、7；备用6；

第二循环：工作：3、4、5、7；辅助1：2、9；辅助2：1、6；备用8；

每组启动间隔为30S，循环周期为一周。

变压器损耗转化为热量，绝缘油通过冷却装置散热，保证变压器油温和绕组温度，变压器冷却器运行方式始终为自动运行方式；变压器损耗在12月份略有下降；主变冷却器表面有明显脏污情况，可能是主要原因。

1）请变压器厂家通过冷却系统的参数和变压器的参数计算变压器的发热量和冷却系统运行效果；

2）对主变冷却器进行清洗；

3）请变压器厂家或变压器专家对变压器运行情况进行诊断。

变压器油中溶解气体分析和判断导则DL/T722-2014中案例（表1）

表1 变压器故障描述表

4 结语

电力变压器高压试验是非常重要的。应严格按照实验方案和具体步骤进行试验。根据故障的具体情况，采用消元法对故障逐一进行校正。提高电力变压器的性能是保证我国现代电网系统稳定发展的重点之一。建立安全、稳定、高效的电力变换系统是非常重要的。为解决电力变压器的故障问题，需要工作人员共同努力建设现代电力变压器系统。

参考文献：

[1]刘兵.电力变压器高压试验的故障处理分析[J].集成电路应用，2019（05）：69-70.

[2]李婧.浅谈电力变压器高压试验及故障处理[J].中国战略新兴产业，2018（36）：204.