变压器发热故障原因分析与处理

变压器发热故障原因分析与处理

摘要：本文对变压器发热故障产生的原因以及发热故障的处理进行了阐述。

关键词：变压器；发热故障；磁回路；电回路

引言

变压器发热故障会使变压器油分解，所以通过变压器油色谱分析可以来判断变压器内部是否存在故障。但是变压器内部的热源从何而来？根据变压器的工作原理，变压器内发热主要源自磁回路引起的发热（铁损）、电回路引起的发热（铜损）、其他原因的发热（附加损耗）【1】。下面从这三个方面分析故障原因以及处理方法。

1变压器磁路发热主要原因

1.1铁芯多点接地

如果变压器铁芯不接地时，高低压绕组之间、低压绕组与铁芯之间、铁芯与大地（变压器油箱）之间都存在寄生电容。当变压器铁芯与变电站的接地系统可靠连接，铁芯与大地之间的寄生电容电流就被短路，使铁芯处于零位，这时在地线中流过带电绕组对铁芯的电容电流，对于三相变压器来说，由于三相对称，三相电压对称所以三相绕组对铁芯的电容电流之和几乎等于零【2】。所以，变压器铁芯需要一点接地。

当变压器铁芯或与其他金属构件有两点或或两点以上接地时，则接地点就会形成闭合回路，造成环流，该电流会引起局部过热，导致油分解，还可能使接地片熔断，或烧坏铁芯，使变压器不能继续运行。

1.2变压器漏磁

变压器绕组中的磁通包括主磁通和漏磁通，无论主磁通还是漏磁通，可以分为轴向分量和径向分量。轴向分量分布较简单，沿绕组高度变化较小。径向分量沿绕组高度分布复杂，由它引起涡流损耗分布很不均匀，且随变压器容量变化而变化，不仅随绕组的轴向高度变化，也随绕组的径向尺寸变化，其最大值出现在端部附近。由于变压器的内绕组离铁芯近，漏磁的径向值高于外绕组。若变压器绕组为低、中、高排列，则低压绕组的径向漏磁高。在大型变压器中，由于漏磁密度高，所以产生的杂散损耗很大，有时可达数百千瓦，导致局部过热现象。

2变压器电流回路发热主要原因

2.1 引线故障

引线接头（将军帽）过热也是多发性故障，例如，将军帽螺扣配合不良，造成过热。引线分流故障多发生在套管上，一方面电流较大，另一方面引线大多不是直顺套管方向进入导管，因此，未包任何绝缘的引线与导管接触，造成分流，产生热故障。 引线断股也能引起热故障，如某变压器中性点套管内的引线有两股烧断、三股烧伤，其原因是检修过程中，更新该中性点套管时引线（铜辫子）向上拉比较别劲，使引线外层半途绕白布带脱落，裸辫子引线与套管内的铜管内壁相碰，发生分流、放电、过热。

2.2 导线质量不良

导线本身的质量不良，也会导致过热现象。其主要原因是某些导线的铜和银的含量低于国家标准限额，另外，导线截面尺寸偏差不同，也会导致绕组直流电阻差异，使得绕组局部发热

2.3分接开关故障

在有载调压变压器中，在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损，电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降。动、静触头压力减小，会使触头之间接触电阻增大，从而导致触头之间的发热量增大。

2.4连接不紧

测试实践表明，引线与套管导杆或分接开关之间连接不紧，都可能导致连接处电阻过大，引起发热。

3其他原因的发热

除了以上磁回路和电回路故障会引起发热外，外部散热装置非正常运行也会引起变压器发热。主要包括：（1）风扇工作不正常，导致主变压器不能风冷散热，出现热性故障。（2）漏硅胶造成堵塞，使油循环不良，引起主变压器高温过热。（3）变压器内部残留的异物不仅可能造成绕组匝间短路，引起局部过热，而且也可能在异物中形成环流，引起局部过热。

4变压器内部发热故障处理

4.1变压器过热故障的诊断

气相色谱分析是诊断变压器过热故障的重要方法。实践表明，在局部过热的情况下，变压器油中含有大量的CH4和C2H4，故障涉及固体绝缘时，油中还含有大量的CO和CO2，基于此特性，可以用气体图像法和三比值法来判断故障的

性质。诊断时，将三比值法与四比值法【3】相结合，可区分过热故障发生在磁回路还是电回路。此外，测量直流电阻可以对导电回路热性故障做进一步判断。

4.2处理对策

根据引起过热故障的不同原因采用不同的的处理对策。(1)由于绕组结构等原因引起的低压绕组过热，易将变压器的低压绕组改为双螺旋结构。(2)对冷却器组管堵塞引起的过热故障，应定期用压缩空气或水清洗冷却管组。(3)正确连接引线和分接开关，上紧螺帽，避免松动发热。(4)为避免引线和套管铜管靠接后出现过热，可采取以下措施： 1）不改变目前引线绝缘包扎方式，而只在每台产品试装时，准确裁接引线电缆的长度，做到引线长度与套管准确装配。2）改变引线电缆的绝缘包扎方式，保持引线电缆绝缘的完整，不允许有绝缘松脱露铜的现象。 (5)为防止漏磁引起的过热故障，可在变压器油箱内壁及绕组钢托板上加装磁屏蔽。

5结论

变压器内部故障原因主要有磁回路引起的发热（铁损）、电回路引起的发热（铜损）以及其他原因的发热（附加损耗），针对不同原因引起的发热现象，应用气相色谱分析和直流电阻法诊断变压器发热故障的性质，查找发热的部位，采取相应的处理措施，就可以有效处理变压器发热故障，提高变压器安全运行的可靠性。

参考文献

[1] 辜承林，陈乔夫，熊永前，电机学（第二版），华中科技大学出版社，2005，118-121。

[2] 陈化刚，张开贤，程玉兰，电力设备异常运行及事故处理，中国水利水电出版社，2006， 29-30。

[3] 孙坚明，电力用油（气），电力部热工研究院，19966， 130-137。