大型电力变压器过热性故障诊断与处理

王延勤

【摘 要】 变压器作为重要电力设备，在电网运行之中发挥重要作用。但从近些年大型电力变压器运行实际情况来看，变压器容易出现过热性故障，导致变压器的稳定性和功能性大大削弱，进而影响电网运行效果。基于此，本文将结合实例案例，就大型电力变压器过热性故障诊断及处理予以详细的分析和探讨。

【关键词】 电力变压器 过热性故障 故障诊断 处理对策

变压器内部过热是变压器运行中多发性故障。由于变压器结构复杂，变压器内部过热存在的部位、表现形式都存在多样性特点，这给变压器和电网运行带来了结构、器件、系统方面的严重威胁。在当前我国电力领域积极建设高效化、自动化、智能化电网的情况下，应当对大型电力变压器过热性故障进行详细的诊断，并提出切实有效的处理对策，有效解决问题，从而保障变压器，使其可以支持电网安全的、稳定的、高效的运行。所以，切实有效的处理大型电力变压器过热性故障，利于更好的建设电网。

1 变压器过热性故障的原因分析

结合相关文献及笔者工作经验，确定造成变压器过热性故障的原因有多种，具体表现为：

1.1 变压器绕组过热

变压器绕组过热是引起变压器过热性故障发生的原因之一。基于对绕组过热引发变压器过热性故障问题的分析，确定绕组材料质量不高是引起变压器运行中绕组过热的关键。因为一些生产企业，为了解决变压器铜损问题，在制作变压器绕组的过程中，使用换位导线统包绝缘线，如此在变压器运行的过程中，绝缘线将会膨胀，换位线脱离，进而堵塞变压器内部油路，导致油路不畅，且变压器绕组局部发热。

1.2 变压器引线发热

变压器引线发热，引发变压器过热性故障，主要是因为在变压器运行的过程中，导引线分流，致使套管产生电流热效应，且集中在接头处，容易出现放电或闪络现象，致使变压器稳定性降低。

1.3 变压器漏磁引发过热

通常情况下，变压器由原边绕组励磁安匝所产生的磁通，不会全部贯穿副边绕组，其中贯穿副边绕组的磁通被称之为主磁通，没有贯穿副边绕组的磁通被称之为漏磁通。一些变压器磁通的设置并不严谨，其中漏磁通的设置较多，进而使得铁芯上或下夹件拉杆等部位处集中漏磁通，那么在变压器运行的过程中容易出现漏磁通过热现象，进而影响变压器的稳定性和功能性[1]。

1.4 变压器冷却装置异常

冷却装置是变压器良好运行不可或缺的重要装置之一。但是，在一些情况下冷却装置的使用却给变压器带来了负面影响，即变压器过热性故障发生。经过详细的检查与分析，确定在变压器冷却装置风路堵塞、风扇电源缺失、风扇反转、风扇启动值设置错误等情况下，造成冷却装置异常，进而造成变压器温度过高，使变压器运行效果不佳。

1.5 变压器铁芯多点接地引发过热

之所以说，变压器铁芯多点接地会使变压器过热性故障发生，是因为在铁芯多点接地的情况下，铁芯会产生涡流，铁芯损耗增大，进而造成铁芯温度升高，与之相连接的绕组温度也会增加，油纸也会受到影响，最终导致变压器运行效果不佳。

2 基于案例分析大型电力变压器过热性故障诊断与处理

2.1 案例说明

150MVA、220kV的有载调压变压器投运，运行方式为高压、中压测并列运行及低压侧分列运行。在投入使用的第四年，对此变压器运行情况予以检测，负荷检测，确定高压侧各月的平均负荷在80MVA～120MVA；色谱检测，后确定乙烯含量从20.15升至91.54，二氧化碳含量从1450升至5400；运行温度检测，确定变压器运行后绕组温度和油面温度均比正常温度高处10℃；变压器油颜色检测，确定变压器油颜色已经变质，呈黄色。

2.2 初步诊断与原因分析

2.2.1 变压器初步故障诊断

基于以上变压器运行检测所获得的信息，相关技术人员初步分析，判断变压器内部可能存在两种故障：（1）对色谱检测做进一步分析，确定变压器内部温度可能接近700℃，过热点在引线处。另外，从变压器负荷检测来看，变压器长时间处于超负荷的状态。由此可以初步诊断变压器内部存在过热性故障。（2）在以上分析的基础上，对色谱组进行比对与分析，确定变压器内部还可能存在固体绝缘材料老化的现象。

2.2.2 变压器返厂检查

为了能够相对准确的了解变压器故障情况，以便有针对性的修复变压器，对变压器进行返厂检查。在变压器返厂检修过程中通过温升试验和绝缘试验等，初步确定变压器内部存在过热部位和老化部位。在此基础上，详细分变压器温度试验数据，确变压器油面温升大，且高压、中压、低压绕组温升都已经超过国家标准；而油色谱数据分析，二氧化碳含量变化较大，与此同时一氧化碳、甲烷、乙烯含量也发生了变化，进而确定变压设备内部存在过热故障[2]。但是，在本次诊断中还存在一些疑点没有得到确切的解答，如若贸然进行故障处理，可能存在一些差错。对此，需要进行二次诊断。

2.3 二次诊断与原因分析

2.3.1 二次诊断

（1）拆卸冷却装置，对冷却装置进行详细的检查，确定冷却装置是否出现异常。（2）对主变本体进行真空脱油处理，确油路是否被堵塞。（3）再次进行温升试验和长时间空载试验，详细了解变压器温升情况等相关方面的内容[3]。

2.3.2 变压器本体拆卸检查

为了能够详细的了解变压器过热性故障情况，并确定引发故障的原因及部位，还需要对变压器本体进行拆卸和检查。经过一系列的变压器本体拆卸后，确定上部绝缘件引出线绝缘破损，有放电现象；而静电屏和第一饼线圈的绝缘纸变黄、变黑。

2.3.3 原因分析

经过以上的变压器故障诊断及变压器拆卸检查，确定变压器过热性故障发生的主要原因是：（1）线圈设计结构和制作工艺存在缺陷，使得变压器运行的过程中，引出线会出现局部过热的情况，容易使变压器过热性故障发生。（2）经典绝缘包扎不够紧密，且在上部压板压紧线圈时松动的绝缘纸堵塞油道一部分，使得部分油道变小。此种情况下，在变压器运行的过程中容易引起线圈与静电屏处过热，加之油道容易堵塞，必然会影响变压器的稳定性和功能性。（3）变压器引出线绝缘破损，引发放电现象，导致油色谱异常。

2.3.4 修复方案

（1）按照相关标准，重新规范化、标准化绕制高压线圈。（2）基于变压器正常运行需要，将老化的或拆卸中损坏的绝缘体予以更换，安装完好的高压线圈三相静电屏。（3）为了避免后续变压器运行过程中在此出现过热性故障，还需要对冷却装置予以检查与维修，保证冷却装置完好。（4）为了避免绝缘纸未紧固，影响绕组及油道的使用，在此还需要根据变压器的紧固件及密封件的应用标准，选用适合的、适用的紧固件与密封件，替换，从而保障变压器设置完好，以便其可以有效的、合理的应用[4]。

3 大型电力变压器过热诊断技术应用分析

基于以上案例及相关资料的分析，确定目前用于大型电力变压器过热性故障的诊断技术有多种。结合变压器过热故障实际情况，科学、合理的运用过热诊断技术，可以有效修复变压器，使变压器运行良好。

3.1 变压器气相色谱分析技术

变压器气相色谱分析技术是利用变压器油中短链烃的烃类物质预热会挥发的特点，进而确定变压器内部是否过热及过热部位。通常情况下，通过色谱分析变压器运行中乙烷和乙烯气体来确定变压器是否出现过热的情况，在此基础上分析其他气体，如一氧化碳、二氧化碳等，确定具体的过热部位。

3.2 变压器液相色谱分析技术

从原理角度来看，此种技术与气相色谱分析技术很是相似。但不同的是变压器液相色谱分析技术是通过测定和分析变压器优质的糠醛含量来确定变压器是否存在过热性故障，同时还能够测定变压器内部是否存在老化现象[5]。

4 结语

在当前我国电力事业发展良好的情况下，为了满足广大人民群众生产生活用电需求，电力行业积极进行高效化、自动化、智能化的电网建设。但是，从近些年大型电力变电器实际应用情况来，变压器过热性故障的频频发生，不仅影响了变压器的正常运行，还阻碍了电网建设。对此，影响详细的分析可能引发变压器过热性故障的原因，正确把握变压器过热诊断技术，合理安排，优化设置变压器，提高变压器的可靠性、稳定性、功能性，以便更好的支持电网建设。

参考文献：

[1]张会娟.电力变压器过热故障及预防措施[J].电气技术，2011（11）：76-78.D

[2]胡业华，吕斌，张书韬，等.电力变压器内部过热故障简析[J].山东工业技术，2014（15）：35-35.

[3]马宏忠，李峥.电力变压器过热故障及其综合诊断[J].高电压技术，2011（4）：9-11.

[4]白涛.110kV变压器内部过热故障的分析及处理[J].宁夏工程技术，2012（3）：258-260.

[5]罗红涛.油浸式电力变压器过热故障的诊断与处理[J].技术与市场，2013（7）：99-100.