变压器夏季高温时段运行温度过高现象的研究
变压器夏季高温时段运行温度过高现象的研究
发表时间：2018-06-06T10:41:10.420Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：徐添羽宋新微沈丁丁潘国华倪鹏飞
[导读] 摘要：在变压器的实际运行过程中，由于电磁场的存在，以及变压器中线圈内部电流的流动，不可避免的会出现电能的损耗，损耗的电能转化成热能进行扩散，最终引起变压器温度上升。
（国网浙江桐乡市区供电有限公司 314503）
摘要：在变压器的实际运行过程中，由于电磁场的存在，以及变压器中线圈内部电流的流动，不可避免的会出现电能的损耗，损耗的电能转化成热能进行扩散，最终引起变压器温度上升。由于电力变压器中存在电磁场和各线圈电流的流动而形成了电能损耗，进而转化为热能不断扩散，导致变压器各个部位的温度升高。本文主要从夏季高温时段变压器温度过高现状出发，分析可能引起变压器运行温度过高的原因，探究如何有效进行降温处理。
关键字：变压器；高温时段；温度过高
根据《运行规程》要求，油浸自冷变压器顶层油温超过80℃时，温度每增加6℃，变压器老化加倍，使用寿命缩短一半。主变运行温度超过80℃会加速主变老化，损害变压器使用寿命，故超温报警设置为80℃。变压器的构成材料中有铜与铁，在运行过程中必然会出现铜损和铁损，损耗最终都会转化成热能，因此变压器的铁芯和烧组在长时间使用后会出现温度上升的现象。加上烧组中有电流通过，也会引起发热。为了实现热平衡，变压器会向外界自发的进行散热，保持变压器各个部门的温度稳定。一旦变压器的各个部件长期处在高温状态，并且温度超出规定的限值，尤其是变压器中的油温，如果比超温报警温度80℃高，还在不断升温时，变压器的绝缘很容易出现损坏，一旦遇到高电压就可能会被击穿，最终造成电路故障，甚至引发安全事故。因此在变压器运行过程中，要做好散热工作，确保其温度不超过限定温度。在夏季高温时段，变压器的温度如果出现过高现象，除了与外部环境有关，还可能与变压器的散热装置、运行电压、负荷等因素有关联，需要有针对性的开展降温工作，确保变压器安全运行。
一、变压器夏季高温时段运行现状和存在问题
据统计在夏季高温期间，110kV变压器在高负荷情况下，存在主变超温运行的问题，从2015年至2017年，52台主变压器超温报警共计158次，这在一定程度上影响了主变压器的安全可靠运行，并且影响设备使用寿命，增加电网运行风险。
据现场调查结果，全年电网供电高负荷运行时间集中在夏季7-9月，伴随而来的是变压器高负载率运行，进而变压器运行温度升高，导致超温报警发生。因为每天不同时间段的供电负荷和天气温度的双重影响，所以超温报警天的时间段主要集中在上午10点-下午3点。
二、变压器温度升高的原因
（一）内部原因
（1）自然的内部损耗
变压器在运行过程中会出现自然的内部消耗，最终都会转化成热量，并且通过热辐射、热传导等方式向外部进行散热，如果散热与发热处于平衡时，温度一旦散热与发热出现不平衡，那么温度将会上升，出现温度过高现象，在夏季高温时间段受外部环境的影响，更加明显。
（2）分接开关接触不良
在变压器运行中，如果分解开关存在开关弹簧压力不够，造成接点接触面小过小，或者接触点存在积尘、油膜等造成接触电阻过大，引起接点过热，都会使得变压器温度上升，这种情况尤其容易发生在倒换分接开关或变压器过负荷运行状态下。
（3）绕组匝间出现短路
如果在变压器的绕组匝中存在某几匝绝缘老化或者受外力受损，那么将会形成闭合的短路环流，并且匝数月少，闭合短路环流中产生的温度就越高，情况严重的时候还可能会将变压器烧毁，还有可能出现弧光，冷却油受此影响受热，影响整个变压器的温度。
（4）铁芯局部过热
变压器中的铁芯主要是具有绝缘性能的硅钢片，如果受到外力损伤，或者长期使用中铁芯的绝缘性能出现老化，那么铁芯中的涡流会变大，造成铁芯局部发热，情况严重的话会出现温度过热，影响油温温度，造成温度过高。
（5）变压器内油过少或者散热管出现阻塞
变油是变压器内部的主要绝缘体，不仅能够起到灭孤、绝缘的作用，还在很大程度上起到自我冷却的作用，当变压器内部的油过少时，发生在油中的热循环受阻，冷却速度达不到正常的速度，油温上升，造成变压器运行温度过高。
（二）外部原因
（1）变压器散热系统故障
一般来说，变压器除了配备有散热管，还配置有强迫风冷散热与水循环散热等散热系统，一旦散热系统出现故障，尤其是在夏季高温时间段，变压器将会因为散热条件过差而出现运行温度过高。
（2）变压器进出风口出现严重积尘甚至阻塞
变压器主要通过进出风口来实现空气对流，当过多的灰尘沉淀在出风口，空气对流受阻，变压器在同样的发热条件下无法通过对流有效向空气进行散热，散热条件变差，将会引起变压器运行温度上升。
三、预防变压器温度异常的具体措施
夏季高温时段遇到变压器温度过高的现象，需要及时做好降温处理，根据温度过高的原因进行细分，可以分为两个处理方向：（一）变压器运行出现异常造成高温
如果是因为运行异常造成高温，可以从以下四个方面进行处理：
1、根据变电站的实际情况选择合适容量与型号的变压器，尽可能的避免使用损耗参数低的变压器，在选择容量时要留有一定的余地。在多个变压器并列运行的情况下要做好环流的防范工作。
2、对变压器的温度要保持关注，一旦发现温度不对就需要采取有效的措施进行快速降温的同时，检测负载、油温、油位等是否正常，逐一进行故障排查。
3、借助红外线开展监测，对于漏磁造成的涡流、套管出口部分导体接触不良问问题都是肉眼看不到，需要借助相关的设备进行检