變壓器知識問答（三）

——變壓器正常運(yùn)行中發(fā)熱的原因及常用的散熱措施，運(yùn)行中發(fā)生局部高熱和不正常聲響的原因分析

1 變壓器正常運(yùn)行中為什么會發(fā)熱？為使溫升不超過允許值，常采用哪些散熱措施？

答：正常運(yùn)行中的變壓器要產(chǎn)生銅損、鐵損和附加損耗，這些損耗都會轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器各部溫度升高。溫度過高會使絕緣和變壓器油老化變質(zhì)，從而縮短變壓器的使用壽命。因此必須采用必要的散熱措施，使變壓器各部分的溫度穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。

能直接或間接地把鐵芯和繞組的熱量帶走的物質(zhì)叫冷卻介質(zhì)，如空氣、變壓器油、水、SF6氣體等。干式變壓器是靠其周圍的空氣以輻射和對流的散熱方式來進(jìn)行自然冷卻的。

由于油的散熱效率和絕緣性能都比空氣好，所以水電站使用的絕大部分變壓器都是油浸式的。鐵芯和繞組產(chǎn)生的熱量是先傳給其附近的變壓器油，使油溫升高，溫度升高后的油體積膨脹，比重減小，會自動向油箱上部運(yùn)動，而冷油也自動地補(bǔ)充到熱油原來的位置，這樣在變壓器油箱內(nèi)便產(chǎn)生了油的對流循環(huán)。到達(dá)油箱壁和散熱管后，使壁、管溫度升高，然后靠輻射和空氣介質(zhì)的對流作用，把油箱壁和散熱管的熱量帶走，此種冷卻方式的變壓器，稱為油浸自冷式電力變壓器。為了增加油箱的散熱面積，有的把油箱壁做成波浪形，有的加裝了不同數(shù)量的散熱管。若在散熱管外加裝風(fēng)扇，以增加對流散熱，提高冷卻效果，此乃稱為油浸風(fēng)冷式變壓器。

2 變壓器在運(yùn)行中為什么會發(fā)生局部高熱？

答：當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，在其內(nèi)部的某些部件可能發(fā)生局部高熱，嚴(yán)重時將危及變壓器的安全運(yùn)行，常見的內(nèi)部故障有：

（1）分接開關(guān)接觸不良。分接開關(guān)是變壓器內(nèi)部唯一的可動部件，可能因接觸不良而使接觸電阻增加，損耗增大，產(chǎn)生局部高溫。

（2）繞組匝間短路。即相鄰幾個線匝之間的絕緣損壞，使線匝間產(chǎn)生金屬性接觸而形成短路環(huán)路，同時使該相繞組的匝數(shù)減少，短路環(huán)路內(nèi)的短路電流會使繞組局部產(chǎn)生高熱，嚴(yán)重時可能燒壞變壓器。當(dāng)有匝間短路存在時，一般發(fā)熱厲害，油溫上升，輕瓦期可能運(yùn)作，在變壓器旁用聽針可聽到 “咕?！毕笥头序v一樣的聲響。

（3）鐵芯的硅鋼片間存在短路。如由于外力損傷或檢修插片時不小心，可能使硅鋼片之間的絕緣損壞而形成短路，造成較大渦流，引起鐵芯局部過熱，嚴(yán)重時會使硅鋼片熔傷。

此外，還有繞組內(nèi)部連接的焊接不良，引線和繞組的焊接不良，引線與導(dǎo)管中導(dǎo)桿的螺母連接不良等造成的接頭發(fā)熱，壓環(huán)螺釘絕緣損壞或壓環(huán)碰鐵芯造成環(huán)流等引起過熱。

為了及時發(fā)現(xiàn)并防止擴(kuò)大變大器局部高熱故障，在運(yùn)行維護(hù)上，要經(jīng)常監(jiān)視變壓器的油溫、聽變壓器的聲音。輕瓦期動作后要引起注意，加強(qiáng)巡視檢查，應(yīng)盡量避免變壓器長期過負(fù)荷運(yùn)行。

3 變壓器運(yùn)行中發(fā)生不正常聲響的原因有哪些？

答：變壓器運(yùn)行時，交變電流通過繞組，便在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，由交變磁場引起的電磁力會使鐵芯振動而發(fā)出輕微的 “嗡嗡”聲，這是正常的。變壓器異常運(yùn)行 （內(nèi)部故障和外部故障）有可能引起變壓器發(fā)出不正常聲響。引起變壓器異聲的主要原因有：

（1）變壓器空載合閘時，由于產(chǎn)生很大的勵磁涌流，會在短時間內(nèi)引起較大的 “嗡嗡”聲。

（2）當(dāng)變壓器過負(fù)荷或過電壓時，會產(chǎn)生比正常聲響大的 “嗡嗡”聲，這種聲響通常伴隨著電流、電壓表指示的變化，容易辨別。

（3）變壓器檢修后，如果鐵芯夾緊螺栓未上緊，“嗡嗡”聲比檢修前會明顯增大，如果鐵芯接地不良或忘了接地，可以聽到有明顯的放電聲。如果用聽針聽到 “叮當(dāng)叮當(dāng)”的金屬撞擊聲，可能有鐵質(zhì)墊圈、螺母等雜物掉在變壓器內(nèi)。

（4）大霧天、雪天、細(xì)雨天，由于空氣潮濕，可能在套管處聽到 “嘶嘶”的放電聲，在夜間而且能看到明顯的藍(lán)色小火花。這種異聲一般不需特殊處理，天晴后自行消失。有時，由于固定瓷套管的壓板或壓塊接地不良，也可能在套管凸緣與壓板或壓塊間產(chǎn)生籃色小火花，并聽到放電聲，這種異聲在晴天也有，需要及時處理。

（5）變壓器內(nèi)部由于匝間短路，分接斷路器接觸不好，繞組與引線接觸不好等原因，會使局部高熱進(jìn)而導(dǎo)致油局部沸騰，產(chǎn)生 “咕嚕咕?！毕笏_了似的聲音。這種異聲應(yīng)引起特別注意，必須及時檢查處理，防止擴(kuò)大為事故。

（6）變壓器的溫度計或控制信號線的金屬軟管與箱壁、散熱器發(fā)生碰撞，或風(fēng)扇電動機(jī)固定不好，風(fēng)扇葉片固定不好或有裂紋，都可能產(chǎn)生不正常的聲響。這種異聲在變壓器附近可以明顯聽到，通過直觀檢查也較容易發(fā)現(xiàn)。

運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)變壓器有異聲時，除觀察有關(guān)儀表指示外，還應(yīng)通過手摸來檢查各部分的溫度，用聽針聽四周的聲音，并觀察油溫、油位、油色的變化情況，綜合分析判斷產(chǎn)生異聲的原因。