變壓器過(guò)熱原因分析及故障診斷

例如，某變電所一臺120MVA主變壓器的色譜分析結果表 l所示。

表1 色譜分析結果(μl/l)

由表中數據可知，應用三比值法編碼為0、2、2，其中CH4/H2=3.2>3，可將編碼記為0、2D、2，即為導電回路過(guò)熱性故障。進(jìn)一步檢查確認為分接頭開(kāi)關(guān)接觸不良。

③CO和CO2含量曲線(xiàn)法

根據色譜分析結果給出的CO和CO2含量，可以判斷變壓器繞組絕緣是否存在過(guò)熱性故障。東北電力科學(xué)研究院對東北電管局直屬局、廠(chǎng)約150臺220kV及以上隔膜式(含膠囊)密封變壓器進(jìn)行油中CO和CO2含量分析，并提出初步判據。

判斷方程式為

CO含量 yco=133十407√X

CO2含量 yco2=1896十1042X

式中X——運行年限。

將上述回歸方程式繪成曲線(xiàn)，當變壓器油中CO和CO2超過(guò)曲線(xiàn)上相應值或產(chǎn)氣速率大于曲線(xiàn)的斜率時(shí)，一般認為變壓器可能存在異常。

例如，某260MVA變壓器的油中CO和CO2的含量曲線(xiàn)，無(wú)論從CO和CO2增長(cháng)速率，還是其絕對值都遠遠超過(guò)了判斷所示曲線(xiàn)。中間下降是處理油的結果，但下降后仍按較高速度增長(cháng)，只是運行年限較少，其絕對值尚未足夠積累。

由此，結合變壓器繞組結構，便能分析判斷該變壓器可能存在的過(guò)熱性故障。

⑵測量直流電阻

測量直流電阻可以對導電回路熱性故障作進(jìn)一步判斷。上述兩例都是根據直流電阻作進(jìn)一步判斷的。前者為分接頭開(kāi)關(guān)接觸不良，后者為低壓繞組匝間短路。

處理對策

根據引起過(guò)熱故障的不同原因采取不同的處理對策。

⑴由于繞組結構原因引起的低壓繞組過(guò)熱，宜將變壓器的低壓繞組改為雙螺旋結構。

⑵對冷卻器組管堵塞引起的過(guò)熱故障，應定期(l～3年)用壓縮空氣或水清洗冷卻器組管，清洗工藝如下：

①清洗前，使冷卻器停止運行，拆下風(fēng)扇保護罩和風(fēng)扇葉片，這樣冷卻器的前后都能徹底清洗。

②先用吸塵器在進(jìn)風(fēng)側從上至下吸掉灰塵、雜物，而后在出風(fēng)側用壓力為0.1MPa壓縮空氣吹組管，邊吹邊吸(因鄰近冷卻器正在運行中)，這樣可提高清洗效率2倍。

③去灰塵后，用自來(lái)水沖洗。沖洗時(shí)同樣由出風(fēng)測往進(jìn)風(fēng)側方向沖，勿使雜物進(jìn)人中間管族，以免雜物落人死區。

⑶正確連接引線(xiàn)和分接開(kāi)關(guān)，上緊螺帽，避免松動(dòng)而發(fā)熱。

⑷為避免引線(xiàn)和套管銅管靠接后出現過(guò)熱，可采取以下措施：

①不改變目前引線(xiàn)絕緣包扎方式，而只在每臺產(chǎn)品試裝時(shí)，準確裁截引線(xiàn)電纜的長(cháng)度，做到引線(xiàn)長(cháng)度和套管準確的配裝。這可以消除電纜太長(cháng)而與銅管內壁靠接的不良后果。但這樣做對以后備品套管的更換的準確裝配造成困難。

②改變引線(xiàn)電纜的絕緣包扎方式。如把目前的只用白布帶半疊包一層，改為先用0.1mm×30mm皺紋紙正反兩個(gè)方向半疊包各一層后，再用白布帶半疊包一層。在總裝套管時(shí)，要保持引線(xiàn)電纜絕緣的完整，不允許有絕緣松脫露銅的現象。這樣，引線(xiàn)裝配后，即使引線(xiàn)和銅管靠接，回路將由絕緣隔開(kāi)而難于閉合，阻止了電流的流通和過(guò)熱。

⑸為防止漏磁引起的過(guò)熱故障，可在變壓器油箱內壁及繞組鋼托板上加裝磁屏蔽。設置磁屏蔽的目的就是讓漏磁通盡可能地通過(guò)導磁性能較好的磁屏蔽裝置，而不穿入油箱壁的鋼板，從而避免了在油箱壁中產(chǎn)生大的損耗，引起油箱局部過(guò)熱。

在大型變壓器中，為降低由漏磁通在油箱上引起的損耗，在特定的面積上(如套管安裝部位)有時(shí)用不導磁鋼板來(lái)代替普通鋼板。但對大面積的油箱內壁采用安裝磁屏蔽的方法則更為經(jīng)濟合理。對大電流變壓器，其繞組的端部漏磁較為嚴重。在繞組下端的鋼托板上加裝磁屏蔽，能使鋼托板表面的磁密變得很小，從而降低繞組端部的漏磁損耗，防止繞組端部絕緣過(guò)熱故障。某電廠(chǎng)的SSPL一260000/220型主變壓器，在改造過(guò)程中，在油箱內壁及繞組的鋼托板上加裝磁屏蔽收到良好的效果，曾幾次經(jīng)受系統諧波沖擊的影響，始終穩定運行。例如，1993年因系統諧波的影響，另一臺未經(jīng)改造的變壓器油箱局部過(guò)熱，上下油箱的連接螺絲燒紅，燒毀密封膠墊，造成變壓器大量漏油，重瓦斯保護動(dòng)作跳閘，被迫停運檢修，但經(jīng)過(guò)改造的這臺變壓器卻安然無(wú)事。經(jīng)過(guò)長(cháng)達4年多的油色譜跟蹤監視，其分析結果穩定。變壓器改造后總烴及 CO、CO2含量都大幅度下降并且一直穩定。

⑹加強管理，避免由于管理不善等原因而引起的過(guò)熱性故障。對強油循環(huán)的冷卻系統必須有兩個(gè)可靠的電源，并定期進(jìn)行切換試驗，信號裝置齊全、可靠。