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试论变压器内部过热故障的诊断及处理

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摘要：电力变压器是重要的电力设备，近几年随着电网建设规模的扩大，其安装与应用也更加频繁，影响电力系统的稳定。而电力变压器安装后，需要不间断的运行，受到内部因素和外部环境的影响，引发内部的过热故障，对此，维修人员可以用气相色谱法与电气试验法检验，并判断出现故障的原因并加以防范。

关键词：过热故障；气相色谱法；电气试验法

引言：变压器的内部过热是其常见的故障，引发该故障的原因包括接点接触不良、部分位置散热不均等，且如果变压器内部的温度过高，将破坏内部的绝缘体，严重时甚至出现设备损坏。所以，对于变压器的内部故障必须及时处理，用不同的方式预防，以保证供电的稳定。

1.变压器内部过热故障的诊断方法

1.1气相色谱法

变压器运行中，内部的油与固态的绝缘材料会在热量、电流的影响下，形成一些特殊气体，包括氢气、一氧化碳、二氧化碳等，但如果变压器内出现热故障，会加速油的溶解，增加了烃类气体的容量，尤其是CH4和C2H4，固体绝缘作用失效，而随着温度的进一步上升，碳氧化物的容量也会增加。对此，可以运用气相色谱法进行处理，判断热故障度对设备的影响[1]。

1.2电气试验法

运用气相色谱法测验，可以判断设备内是否出现故障，而若是判断设备内的某部分是否出现故障，需使用电气试验法，根据具体的检测结果分析故障。比如检测人员可以通过线圈直流的方式检测，判断回路内是否出现故障。

1.3具体分析

某电压器的情况是，150MVA、220kV有载变压器，运行中有高压、中压与低压三条运行线路，高压和中压在一列内运行，低压在另一列运行，而它的色谱分析是乙烯含量从最开始的19.67μL/L变为后续的90.44μL/L，二氧化碳的含量也从最初的1440μL/L变为5500μL/L，增长趋势明显，而这台设备的温度也高于其他的设备，差距为10℃。它用气相色谱法分析的过程是，检查油温度的变化，并得到相应的检测数据，而根据最后的数据得出，其出现过热故障的原因是，在设备内部有温度过高点，或是冷却器的作用没有充分发挥，另发现特征气率的变化加快，所有气体中，变化最快的是二氧化碳，随后是一氧化碳，而CO、CO2又是设备内部温度过高后产生的主要气体。基于此，判断该变压器的内部存在过热故障。

但用一方法检测后，人们也提出了自己的疑问，即温度会让气体从固态转化为气态，或是出现反向的转化，如果油的温度低于80℃，CH4、C2H4等含量随之上升，油内的空气数量变少，但如果温度高于80℃，附着在绝缘纸上的气体随之释放，而它并未经过真空干燥处理，所以二次检测不可以再使用气相色谱法。

由此，二次检测时，检测人员会运用电气试验法，其具体的操作步骤是，把设备的冷却器拆下，查看继电器和冷却器是否正常，并通过清水过滤，随后，进行主变体真空脱油的操作，在温度上升测试中，选取不同的油样并分析。该检测的结果是：冷却器的效率明显降低，所以，为保证冷却的效果，减少热工障碍的出现，必须及时更换。

2.变压器内部过热故障的处理

基于上述两种方法的阐述以及具体的分析过程，可以总结出变压器内部出现热故障的原因，即铁芯的连接、引线问题以及分接开关等[2]。

2.1铁芯连接故障及处理

它是变压器内部温度过高的原因之一，而这一故障的出现是铁芯的连接发生短路，与多点接触，这会增加热故障发生的概率。一般情况下，铁芯只可以与某一点接触，如果它和多个点接触，就会出现接地故障，而每个接点对应的位置是不同位置的电位，铁芯与各点接触后，会形成环电流，造成局部的位置温度过热，另绝缘油也会随着温度的升高分解，引发铁芯的损坏。而除这一情况外，如果油箱内有异物，或是垫块受潮表面附着上油泥，也会影响绝缘效果，出现接地故障。

对于这一情况，可以用不同的方式把铁芯和电阻连接，把与铁芯可以正常接触的点移动到故障点上，减少环流的出现，预防故障发生。

2.2引线接地故障及处理

引线接地故障引发的故障具体表现为，低压绕组和管套接触不稳定，因为这两个部分是设备内固定接触的位置，如果出现套管连接不牢固的情况，或是变压器内部的电流较大，接触面会被电力腐蚀，出现氧化、腐蚀的现象，增加了两者接触后的电阻，引发故障，而严重时甚至会出现固态绝缘失效的情况。

对于这一情况，是在变压器的安装后，进行直流电路测试，并用油色谱判断其是否出现故障。另对于正在运行状态的变压器，可用红外测量仪检测，如果发现某些位置局部过热，需停电检查设备。

2.3分解开关故障及处理

它是变压器出现故障的主要原因。维护人员在多次进行设备调压时，可能会让接头处出现磨损，在表面形成电腐蚀，而电流形成的热效应会让弹簧的运动变得迟缓，这些操作都会增加电阻，让变压器内的温度上升。出现这一情况后如果没有及时处理，会直接导致变压器的损坏。

对于这一点，可以用以下两种方式处