電力變壓器運(yùn)行溫度異常原因及防范分析

摘 要：提出電力變壓器運(yùn)行溫度異常表現(xiàn)特征，根據(jù)其特征對(duì)溫度異常原因進(jìn)行分析，指引設(shè)備異常處理思路。結(jié)合多年來工作經(jīng)驗(yàn)，提出電力變壓器溫度異常的檢測(cè)方法與預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：溫度異常 檢測(cè) 措施

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0116-01

為保證變壓器的實(shí)用壽命甚至延長(zhǎng)使用壽命，使變壓器能夠安全正常的運(yùn)行，減少溫度對(duì)變壓器絕緣材料的影響，國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了變壓器繞組、鐵心以及電力變壓器油的溫升極限，變壓器制造廠也給出設(shè)備運(yùn)行的溫度負(fù)載曲線以指導(dǎo)用戶的運(yùn)行。但是在變壓器的實(shí)際使用過程中，有很多的內(nèi)部外部因素影響變壓器的正常安全運(yùn)行，比如變壓器設(shè)計(jì)上的缺陷、工藝制作的質(zhì)量、變壓器本身散熱能力等，這些自身的因素都會(huì)影響變壓器的運(yùn)行。另外一些外部不可抗力因素同樣會(huì)影響變壓器的安全運(yùn)行，比如運(yùn)輸、安裝，外部氣象環(huán)境，變壓器運(yùn)行環(huán)境，受用電環(huán)境和電網(wǎng)設(shè)備限制等，甚至有些時(shí)候會(huì)出現(xiàn)變壓器過負(fù)荷運(yùn)行等狀況都會(huì)影響變壓器的安全運(yùn)行。在諸多影響因素中，變壓器運(yùn)行溫度過高所造成的安全隱患及安全故障占很大比例，并且故障所表現(xiàn)的位置多樣，為查找檢測(cè)帶來一定困難。本文介紹電力變壓器一些溫度異常的常見表現(xiàn)特征，進(jìn)行初步原因分析；并結(jié)合多年來工作經(jīng)驗(yàn)，提出電力變壓器溫度異常的檢測(cè)方法與預(yù)防措施。

1 電力變壓器溫度異常的原因

在排除變壓器外部運(yùn)行環(huán)境以及負(fù)荷電流變化等因素以外，變壓器的溫度仍然上升，就可以說明變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)了故障。變壓器溫度過高的原因有很多，通常主要常見的有以下幾種：（1）分接開關(guān)接觸不良。分接開關(guān)接觸不良造成變壓器溫度升高的主要原因是由于節(jié)點(diǎn)活動(dòng)或污損造成電阻變大，從而產(chǎn)生大量多余的熱量，使變壓器溫度升高。（2）線圈匝間短路。一般電流環(huán)境中，線路產(chǎn)生短路會(huì)在局部形成閉合電路并產(chǎn)生很大的熱量，使線路會(huì)在很短的時(shí)間迅速升溫產(chǎn)生高溫。（3）鐵芯硅鋼片片間短路。繼電保護(hù)測(cè)速儀硅鋼片之間的絕緣層又是會(huì)受到外部原因?qū)е陆^緣損壞并產(chǎn)生短路，造成局部高溫。在正常的運(yùn)行中，可以根據(jù)變壓器聲音、瓦斯繼電器動(dòng)作情況綜合分析，發(fā)現(xiàn)并處理故障。（4）變壓器線匝層間短路。同變壓器線匝間短路一樣，層間短路通向會(huì)形成閉合短路電流，產(chǎn)生很大熱量，使變壓器升溫。一般通過聽變壓器運(yùn)行的聲音或者查看瓦斯保護(hù)動(dòng)作，再或者抽取變壓器油樣進(jìn)行檢驗(yàn)，都是檢測(cè)變壓器運(yùn)行情況中較好的方法。

2 電力變壓器溫度異常的檢測(cè)與預(yù)防措施

變壓器在平時(shí)的運(yùn)行過程中，變壓器溫度升高從而產(chǎn)生故障是變壓器危害中最常見的問題之一，對(duì)變壓器造成巨大危害，當(dāng)溫度過高是很容易燒壞變壓器導(dǎo)致供電中止，這種多發(fā)性、常見性的危害必須引起電力檢修運(yùn)行人員的高度重視。作者認(rèn)為，要改變因變壓器溫度過高而導(dǎo)致的危害故障，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)防。

（1）加強(qiáng)變壓器的色譜分析工作。在檢測(cè)變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)情況是，為保證供電正常進(jìn)行不中斷，可以采用氣相色譜分析法。氣象色譜分析法可以有效檢測(cè)變壓器溫度異常的內(nèi)部故障。氣象色譜檢測(cè)法的原理是：利用變壓器中油遇到溫度變化時(shí)，化學(xué)分解的不同程度來判斷變壓器是否因溫度升高而產(chǎn)生內(nèi)部故障。變壓器內(nèi)部需要一種介質(zhì)來起到絕緣和散熱的功能作用，而這種介質(zhì)就是變壓器油，在目前變壓器研制中，電力變壓器油是一種良好的介質(zhì)。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，從變壓器中抽取一定量的電力變壓器油，對(duì)油中所溶解的氣體進(jìn)行色譜分析，可以斷定變壓器是否因溫度引起的故障。當(dāng)變壓器溫度短時(shí)間內(nèi)升高較快時(shí)，絕緣材料和變壓器油會(huì)發(fā)生化學(xué)變化產(chǎn)生氣體，比如烴類氣體和H2、碳氧化物等。事實(shí)證明，當(dāng)變壓器溫度升高時(shí)，CH4、C2H6、C2H4、C2H2等氣體量會(huì)明顯增多，并且會(huì)溶解在變壓器油中，通過檢查變壓器油中的這些特征行氣體的含量可以判斷是否屬于溫度升高造成的變壓器故障問題。所以定期對(duì)變壓器進(jìn)行變壓器油檢查可以及時(shí)排除故障，減少故障發(fā)生。

（2）定期開展電力變壓器遠(yuǎn)紅外測(cè)溫工作。發(fā)熱物體的溫度與其紅外輻射特性，也即輻射能量的大小及波長(zhǎng)分布密切相關(guān)，電力變壓器紅外測(cè)溫即是對(duì)變壓器各部位的紅外輻射進(jìn)行測(cè)量，確定其表面溫度的高低；電力變壓器紅外測(cè)溫可以直接測(cè)量出其套管出口導(dǎo)體連接不良、漏次引起的箱體渦流過熱的溫度，也可以分析判斷冷卻裝置的一些異?，F(xiàn)象，如：潛油泵過熱，冷卻器堵塞，管路閥門關(guān)閉等；同時(shí)，還可以與其它檢測(cè)手段配合，輔助分析線圈、鐵心、分接開關(guān)的一些發(fā)熱異常現(xiàn)象。電力變壓器紅外測(cè)溫檢測(cè)變壓器溫度異常，由于快捷方便、準(zhǔn)確可靠，可遠(yuǎn)距離檢測(cè)而無須停電，在近幾年做為一種新的檢測(cè)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

（3）重視電力變壓器運(yùn)行溫度的監(jiān)視和測(cè)量工作?！峨娏ψ儔浩鬟\(yùn)行規(guī)程》明確規(guī)定變壓器應(yīng)裝設(shè)溫度測(cè)量裝置，測(cè)量頂層變壓器油的溫度，無人值班變電站應(yīng)將信號(hào)溫度計(jì)接至遠(yuǎn)方，并應(yīng)能對(duì)20000 kVA以上變壓器的頂層油溫裝置進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視。目前一些無人值班變電站的遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置存在不能正常工作，遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)溫度與就地實(shí)際溫度不對(duì)應(yīng)等現(xiàn)象，確需引起從業(yè)人員的重視；另外，高溫、高負(fù)荷情況下，應(yīng)開展電力變壓器特巡，檢查油位和油溫、負(fù)載是否對(duì)應(yīng)，記錄變壓器運(yùn)行電壓、電流和頂層油溫，以及曾達(dá)到的最高頂層油溫等；要特別注意：由于變壓器內(nèi)部散熱能力不能與周圍環(huán)境溫度同步變化，環(huán)境溫度驟變，有可能出現(xiàn)頂層油溫雖然未超過允許值，但電力變壓器內(nèi)部溫度已經(jīng)很高，可能造成過熱而損壞變壓器的情況。

（4）在實(shí)用新變壓器或者新建設(shè)變電站時(shí)，要合理選擇變壓器。無論新建還是老站更好變壓器，在變壓器的選擇上，都要留出足夠的、有選擇余地的變壓器容量。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，盡力選擇適合環(huán)境的變壓器，選擇損耗低的，合理加大容量，避免變壓器過負(fù)荷運(yùn)行。另外外部環(huán)境需謹(jǐn)慎選擇，盡力選擇通風(fēng)效果較好的地址，這樣可以有效避免高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是的升溫問題。對(duì)可能并列運(yùn)行的電力變壓器要滿足并列運(yùn)行條件，防止產(chǎn)生環(huán)流引起變壓器異常溫升。

（5）加強(qiáng)電力變壓器全過程管理，嚴(yán)格規(guī)程制度，重視電力變壓器設(shè)計(jì)、選型、駐廠監(jiān)造、安裝、交接驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真落實(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司防止大型電力變壓器損壞事故的措施要求，及時(shí)消除變壓器運(yùn)行缺陷，保證設(shè)備本身質(zhì)量，以提高電力變壓器安全可靠運(yùn)行的水平。

3 結(jié)語

電力變壓器運(yùn)行中表現(xiàn)的溫度異常，既加快絕緣老化，影響變壓器的使用壽命，又容易造成損壞事故，危及變壓器的安全可靠運(yùn)行。由于造成電力變壓器運(yùn)行中溫度異常的原因多種多樣，有時(shí)幾種原因同時(shí)存在，情況較復(fù)雜，這就需要熟悉具體每臺(tái)電力變壓器安裝和檢修運(yùn)行的歷史資料，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行規(guī)律再結(jié)合自己知識(shí)、技能做處理。