主變壓器局部過熱故障診斷分析與處理

馬欣 李鵬

摘 要：本文介紹了某電廠以紅外成像技術為主要手段，發現的一起主變壓器局部過熱故障診斷過程、原因分析和處理建議，為同類型變壓器故障的診斷分析提供參考依據。

關鍵詞：紅外成像;主變;油色譜分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.169

0 引言

某電廠主變壓器是由保定天威變壓器廠生產的三相一體式主變壓器。該變壓器采用強迫油循環風冷，容量為800MVA，接線組為Yn/d11，短路阻抗Ud=18%。主變采用無載調壓方式，電壓變比為525±2×2.5%/22kV、無勵磁調壓。電力變壓器是電力系統中重要的電氣設備，起著傳遞、分配電能的重要作用，因此在電廠中將電力變壓器列為重點檢測對象。本文介紹了一起主變壓器局部過熱的故障診斷以及故障分析和處理的方法。

1 故障診斷

2017年6月19日下午16：14-16：20分，在機組接近滿負荷期間，對#1主變和#2主變進行紅外成像測溫，發現兩臺主變箱沿（高壓側）均存在局部過熱情況，#1主變箱沿熱點溫度達到了109.7℃（參考溫度23.8℃）。通過持續觀察熱點溫度隨負荷變化而變化，負荷越小溫度越低，負荷越大溫度越高，最高熱點溫度達到119.2℃。雖然對于油箱本體上的結構件沒有明顯溫升限制規定，但《GB 1094.2-2013 電力變壓器 第2部分：液浸式變壓器的溫升》建議溫升不能過高，以免使與其相鄰部件受到熱損壞或使絕緣液體過度老化（頂層油溫允許溫度85℃）。診斷參數：背景溫度：31℃;發射率設置值：0.90;透光率設置值：100%。

對2014-2017年#1主變油色譜化驗情況分析，趨勢圖如上圖2所示，其中#1主變油色譜分析數據正常，計算三比值均無異常。雖然CO、CO2含量隨著環境溫度變化有明顯變化趨勢，但根據《DLT 722-2014 變壓器油中溶解氣體分析與判斷導則》10.2部分規定，CO和CO2含量增加需結合其它特征氣體變化情況進行綜合分析，因其它特征氣體無明顯變化趨勢，故CO2含量有所變化，并不能就此判斷變壓器存在問題。

2 改善方案

由于油色譜分析情況正常，且變壓器運行狀態無異常，為及時消除安全隱患，避免故障擴大，建議電氣維護部先加裝跨接短路銅排，在發熱較嚴重的螺栓附近增加跨接短路銅排，在短路片的材質選擇上要選擇導電性能較好的銅，并且要有足夠的載流截面，以增加螺栓的散熱面并起到較好的分流效果。

3 解體情況

在主變發熱點附近將油漆充分打磨后加裝了兩塊短接銅排，并更換了上下沿之間的連接螺栓，便于形成環流，如下圖3所示。

修后在滿負荷時檢測溫度明顯下降至76.5℃（其中背景溫度：31.6℃;發射率設置值：0.90;透光率設置值：100%，），如下圖4所示，較歷史檢測最高溫度值119.2℃有明顯改善，設備故障隱患得到了消除。

4 原因分析

（1）主變壓器的鐵芯一般均由高導磁材料硅鋼片制成，考慮到鐵芯存在磁飽和現象，當出現三相負荷不對稱、直流偏磁等情況時，若負荷增大，鐵芯會過飽和并引起磁通溢出，從而引起漏磁通增加，漏磁通在連接螺桿、油箱壁等處產生的渦流損耗也會隨之增大，螺桿溫度也會隨之升高。

（2）部分過熱螺栓的材質是由導磁材料制成的，其有很強的導磁性，在隨負荷電流變化的漏磁場和低壓引線磁場的作用下，由于空氣的導磁率較低，從而大量的漏磁通通過導磁較好的連接螺栓，使得螺栓內部的磁通密度加大，高密度交變磁通在螺桿中將產生很大的渦流，造成螺栓發熱。

如果故障不及時處理，可造成以下幾方面的安全危害：

（1）當變壓器上下鐘罩連接螺桿局部出現嚴重過熱可能造成密封膠墊加速老化甚至被燒壞，引起變壓器漏油，使變壓器的絕緣和冷卻效果降低;

（2）變壓器上下鐘罩局部過熱，往往伴隨著局部油溫的升高，可能造成變壓器絕緣油因局部過熱而老化分解，析出氣體造成瓦斯繼電器動作，甚至產氣量大時會引起油箱壓力增大造成局部變形;變壓器油的受熱分解，會在油內會產生懸浮物，分解產生的酸性物質會腐蝕繞組的絕緣，產生的油泥將積附在繞組表面上，阻礙散熱并阻塞油道，使繞組絕緣強度下降，有可能使繞組絕緣被擊穿，而使變壓器損壞。

5 結論

某電廠通過精密點檢紅外成像技術，定期排查電氣設備問題，及時發現并消除了重要設備的故障隱患，保障了發電企業主設備的安全穩定運行。

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作者簡介：馬欣（1983-），男，吉林雙遼人，學士，工程師，研究方向：火電廠電氣設備運行與維護。