云南电网责任有限公司昆明供电局云南昆明650000
摘要：变压器作为电力系统的重要组成部分，其作用不可小觑。变压器直接关系着电网能否安全、高效运行，所以保持变压器的正常运行成为了供电工作人员的工作重点。现如今，变压器发生故障仍是不可避免的，本文即介绍了变压器的常见故障之一：变压器过热故障，分析了造成变压器过热故障的原因以及诊断方法，然后提出了相应的防控措施，以期能够降低变压器发生过热故障的概率，为电网的正常运行提供保障。
关键词：变压器；过热故障；防控措施
1引言
二十一世纪，中国经济飞速发展，各种高层建筑层出不穷，人民生活水平也得到显著提高，使得各种大功率电器在现代社会的使用频率大幅增加。为了维持工作、生活的正常进行，大众对供电质量提出了更加高的要求。而变压器的过热故障作为变压器的常见故障类型之一，它的发生严重威胁着变压器的安全运行，进而威胁着整个电网的安全运行。在这样的背景下，人们意识到了过热故障对变压器的负面影响，电力维修人员以及变压器设计人员将分析变压器的过热故障以及预防过热故障提上了日程，成为了一个重要的研究课题。本文主要介绍了变压器过热故障的3种主要类型：铁芯故障、分接开关故障以及引线接头故障，然后简单介绍了其他的过热故障，分析了造成变热故障的原因以及预防措施。
2变压器过热故障介绍
变压器过热故障即变压器运行异常导致的过热现象，在变压器的运行过程中变压器会产生能量的转移与耗损，其中的耗损会作用于变压器的铁芯、绕组和其它构件上转化为热量，然后通过变压器的油箱以及冷却装置向周围传递，使这些部件及其周围温度升高，当发热量与散热量无法达到平衡时就会出现过热现象。变压器过热故障按故障回路可以划分为导电回路过热故障以及磁回路过热故障；按形成部位可以划分为内部过热故障以及外部过热故障；按故障性质可以划分为发热型过热故障以及散热型过热故障。
3变压器过热故障的原因分析与检测方法
本文介绍变压器内部过热故障的几种常见类型：
3.1铁芯过热故障原因分析与检测
铁芯过热故障属于磁回路过热故障，这类故障约占变压器过热故障的三分之一。其中铁芯的多点接地又是铁芯故障最常见的故障。变压器的正常运行会在绕组、油箱和引线间形成不均匀的磁场，在这一磁场中铁芯、夹件等所处位置有所不同，形成的悬浮电位不等，当电位差大到足以击穿中间的绝缘时，便会放电造成变压器油分解，绝缘损坏。变压器在正常运行时铁芯只有一点接地，当铁芯两点或者是多点接地时，不同接地点在磁场形成不同的电位，形成环流，引发局部过热，进而导致油分解，烧坏铁芯使得变压器发生故障。导致铁芯两点或者多点接地的原因包括异物导致的绝缘问题，如：上下夹件和铁芯间受潮或者表面有油泥使得绝缘降低导致的不稳定接地故障以及变压器内部绝缘存在缺陷以及变压器安装不恰当：如忘记将变压器油箱上的定位钉拔掉导致的稳定接地故障。对铁芯的两点或者多点接地故障检测方法有油色谱法、测定铁芯的接地电流以及测定绝缘电阻3种方法。首先是油色谱法主要采用四分值法，当CH4/H2=1-3,C2H6/CH4<1,C2H4/C2H6>3,C2H2/C2H4<0.5时，变压器存在铁芯多点接地故障；其次是测定铁芯的接地电流，铁芯存在多点故障时的电流可高达几A（安培）；最后是测定电阻，将变压器的顶部预备接地套管转移到变压器的下面与地面相接触，然后将变压器运行一段时间，停止运行用兆欧表进行铁芯绝缘电阻的测定。若电阻为零或者与上次测定电阻差距较大则可以确定为多点接地故障。确定铁芯故障后可以采用的办法有：冲击电流放电法、低压交流冲击法、铁芯外引接地线然后串联一个恰当的电阻来降低铁芯的接地电流值。
3.2分接开关过热故障原因分析与检测
分接开关故障属于导电回路过热故障。这一故障占变压器过热故障的比例高达50%以上。分接开关故障常发生于调压频繁并且负荷电流较大的变压器上。因为动、静触头的接触不良问题产生的热效应会使触头的支架变形或者是弹簧的弹性下降，这样就会导致动触头与静触头间接触面减小，接触压力下降，触头间电阻增大，发热量增加，从而造成触头间的金属融化，触头表面发生机械损伤和氧化腐蚀，在进行高频率的调压时会加剧这一恶性循坏，最终导致变压器的损坏。针对这一故障同样要定期进行油色谱分析或者电阻测定。
3.3引线接头过热故障原因分析与检测
引线接头过热故障同样属于导电回路过热故障。引线问题导致的变压器过热故障问题比例占过热故障的15%左右。一方面是引线安装导致的，引线过长使得套管的电缆与铜管相接触，二者之间在运行中发生魔擦，形成闭合电路，会导致引线的分流与环流，从而出现变压器的过热故障。另一方面是引线接头接触不良问题，一般发生在刚开始安装或者是检修过后，套管的螺丝没有拧紧或者接触面发生了氧化、腐蚀等问题，形成了较大的电阻，最终导致变压器的过热故障。针对这一故障检测方法同样是油色谱分析、电阻测定。
3.4其他过热故障原因分析与检测
除上述常见的过热故障外，高低压绕组故障、零序磁通及漏磁通等也属于变压器的过热故障。绕组故障发生的原因有绕组工艺问题导致的绝缘膨胀、油道堵塞问题使得绝缘不能及时冷却而发生老化问题；绕组换位不合理导致的在并联导体上产生环流引起的过热；变压器绕组的漏磁通径向分量情况复杂，导致涡流损耗不均，在变压器绕组端部损耗最大，造成内绕组漏磁径向值高于外绕组。这样在大容量变压器中，漏磁密度高，损耗大，而损耗的能量会转化为热能，提高变压器的内部温度，造成变压器过热。对高低压绕组故障的检测一般采用测定绝缘电阻以及进行吸收比与极化指数的测定进行判断。对零序磁通及漏磁通这一故障的检测则是利用红外线检测油箱是否过热进行判断。
4变压器过热故障的防控措施
针对上述变压器出现过热故障的原因，首先变压器设计人员应该优化变压器的设计，充分考虑变压器容易发热问题，如对于低压绕组引起的变压器过热故障可以将低压绕组改成双螺旋结构，这样就具备了良好的散热效果。其次变压器制造商提高生产质量，从而在根本上确保变压器的稳定运行。再就是定期对变压器进行维修。对于具体的故障原因，如针对铁芯过热故障应该做到合理选择铁芯结构与夹紧方式、控制异物。针对引线过热故障，其解决措施包括使用导电杆式套管、严格按照设计图进行生产。针对分接开关过热故障，可以对开关的触头镀上一层银，这样做可以增大接触面积，降低电阻；还要做到利用工具对螺帽定期检查，从而确保螺帽的紧固，避免松动引起的过热。针对绕组问题，提高电磁线的质量，确保油流的通畅进行，利用网包换位线等等。针对漏磁问题，结构设计上可以采取三相电流；还可以在变压器的油箱内壁中使用磁屏蔽装置，铁芯的拉板等装置使用低磁钢，减少损耗，避免过热故障发生。
5总结
综上所述，造成变压器过热故障的原因有很多，而这些最终都会影响供电系统的正常运行。所以本文分析了变压器过热现象出现的原因以及检测方法，并提出了预防变压器过热的措施，希望变压器的设计人员、安装人员以及维修人员能够引起重视，定期对变压器进行维护，降低变压器过热故障发生几率，确保电网安全高效的运行。
参考文献：
[1]魏显超.变压器故障诊断和检修策略研究[J].黑龙江科学,2018,9(18):56-57.
[2]李辉,张志攀,张中卫.基于卷积神经网络的变压器故障诊断[J].河南理工大学学报(自然科学版),2018,37(06):118-123+154.
[3]孙玉凤.电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势[J].山东工业技术,2018(16):180.
[4]李辉,张志攀.基于改进深度信念网络的电力变压器故障诊断研究[J].软件导刊,2018,17(07):169-172.