油浸式变压器运行中发热问题原因分析及处理

油浸式变压器运行中发热问题原因分析及处理

杨鹏文杰卫海龙

（中国石油独山子石化分公司供水供电公司新疆独山子833699）

摘要：随着国民经济的可持续发展，油浸式变压器的应用范围随之扩大，如何找到油浸式变压器运行中发热问题原因，并采取有效的解决方式是当前人们需要关注的重点问题之一。本文从油浸式变压器的原理及作用出发，分别从负载、变压器油及内部故障、变压器绕组故障以及冷却系统等四个角度来探究油浸式变压器运行中的发热问题以及处理措施，从而提出了变压器安装施工质量与运行中的维护策略，希望能够为油浸式配电变压器的安全运行提供新的参考思路。

关键词：油浸式变压器；发热问题；原因分析及处理

1油浸式变压器的原理及作用简介

油浸式配电变压器作为变压器的一种，由于其自身能量转换损耗率较少，使得越来越多的人开始青睐油浸式配电变压器。所谓的油浸式配电变压器指的是在专用的变压器油中浸泡变压器的线圈和磁芯，变压器的线圈和磁芯通过构建稳定的磁场从而实现能量的转换，进而实现高压或低压的电流运输。从本质上来看，油浸式变压器的运作依靠的是电磁感应原理，当侧绕组联结上电压时，此时电流在流转的过程中与铁芯形成交变磁通，大量的变磁通集合在一起时则会形成主磁通。与此同时，借助于磁势平衡作用从而保持两侧电阻中电流的均衡状态，进而产生了能量传递。

与其他类型变压器不同的是，油浸式配电变压器最大的优势就在于变压器油的使用，借助于变压器油的作用不仅能够有效的隔绝空气，避免因为空气中的湿气从而加快线圈和磁芯的腐蚀度，还能够加快变压器的线圈和磁芯的散热效率。不仅如此，油浸式配电变压器还能够充分的发挥灭弧作用。然而，实际上的应用过程中我们需要高度重视油浸式变压器发热问题的控制工作，如果油浸式变压器长期在高温的状态下运作，将会加快其机械特性以及绝缘老化速度，进而出现油浸式变压器烧毁问题，无形中为人们日常的生产生活埋下严重的安全隐患。

2油浸式变压器运行中常见的发热问题原因及处理

2.1负载

油浸式配电变压器在运转的过程中如果超出了其自身的负载状态，那么将会加快变压器的绝缘老化速度，缩短油浸式配电变压器的使用寿命，从而增加用电的不安全性。《油浸式配电变压器过载能力研究》通过探究不同负载类型下的变压器过载运行情况从而找出油浸式变压器运行中常见的发热问题的影响因素，为了保证研究成果的准确性，主要以国标GB/T1094.7—2008的油浸式配电变压器作为探究对象。当油浸式配电变压器长时间热点温度达到134.099℃，且超出其自身负载能力的1.3倍时，油浸式配电变压器的实际使用寿命仅仅只有理想使用寿命的2%。如果当油浸式配电变压器在限定的30分钟内热点温度平均维持在147℃，且过载倍数小于或等于2倍时，那么油浸式配电变压器将会保持在合理的运行状态。

为此，在使用油浸式配电变压器的过程中需要关注环境温度的上升情况，防止因为散热能力的持续下降从而加大油浸式配电变压器的最大负荷持续时间。通常来说，无论是在长期急救负载状态下，还是在短期急救负载状态下，环境温度的变化对油浸式配电变压器持续使用有着一定的影响，因此，加强对环境温度的变化把握，从而降低油浸式配电变压器的负载，将有利于缓解油浸式变压器运行的发热问题。

2.2变压器油及内部故障

变压器油的质量将直接的影响到绕组温度场，一旦绕组温度场难以保持在稳定的状态下，那么将会产生多物理场耦合现象，从而直接的影响到电磁场、油流场和温度场。变压器油的本质是作为油浸式变压器的绝缘物质与散热物质所存在的，如果油浸式变压器内部发生了故障，那么将会对变压器油的油流速度与压力等级产生直接的影响，从而降低油浸式变压器的绝缘性能，进而导致油浸式变压器出现严重的发热问题。通常来说，如果变压器油的油流速率保持在较慢的状态，那么将会导致局部区域出现死油现象，从而影响油浸式变压器的散热效果。为此，需要定期的对变压器油的油流速率进行检查，防止油流速率出现过快或者是过慢的现象，降低油浸式变压器绝缘老化现象的发生几率。

2.3变压器绕组故障

在日常的维修养护的过程中，由于一些粗暴的维修养护行为，使得油浸式配电变压器的局部绝缘性能受到了一定的影响，从而导致变压器绕组出现故障现象。具体表现在以下三个方面，第一个方面是油浸式配电变压器由于自身的散热系统的限制或者是长期处于过载的状态，一旦变压器绕组内部存在杂物，那么将会导致变压器绕组长期处于高温的状态下运转，从而产生绝缘老化现象。第二个方面是油浸式配电变压器的绕组受潮，导致绝缘物质出现膨胀现象，从而堵塞油道，被堵塞的油道将会导致油浸式配电变压器的局部出现过热现象。第三个方面是油浸式配电变压器对于制造工艺有着较高的要求，这是因为低质量的制造工艺将会导致油浸式配电变压器的机械强度难以承受电磁感应系统的政策运转，从而导致变压器绕组出现变形问题。

2.4冷却系统

油浸式配电变压器的冷却系统的运作主要依据其自身的容量，通常来说，容量在20kVA及以下的油浸式变压器，其自身对于冷却系统的依赖度较低，借助于油箱壁就能够实现热量的散发。然而，在实际的应用过程中，大部分的油浸式变压器的容量往往在20kVA以上，这就意味着仅仅依靠油箱壁是无法实现热量的有效散发。为了有效的解决大容量的油浸式变压器的散热问题，通常会采取引入热交换装置或者是油箱壁散热面扩大等方式。

图1.油浸式配电变压器的冷却系统结构图

与此同时，油浸式变压器冷却系统功能的发挥主要受到绕组、铁心温度的分布情况的限制，如果绕组、铁心温度的分布情况难以保持在均衡的状态，那么将无法充分的发挥油浸式变压器冷却系统功能。为了满足不断提升的变压器电压等级依据容量的需求，应当积极探索水冷却器或者是风冷却器等多种冷却方式的应用途径。

3变压器安装施工质量与运行中的维护

首先，在安装变压器时，应当严格按照我国相关规则制定的要求落实好油浸式变压器安装施工工作，在施工的过程中应当注意油浸式变压器的发热问题，尽可能的将油浸式变压器安装在通风较好的地方，确保其自身的散热性能能够得到充分的发挥。其次，加强变压器的运行维护工作，重点检查油浸式变压器的密封处是否存在渗油以及漏油的情况。与此同时，还需要检查油浸式变压器储油柜的油量情况以及油色，一旦发现异常现象，应当第一时间进行备案登记，并做好维修进度跟踪工作。最后，重点关注油浸式变压器的发热问题，将存在发热问题的油浸式变压器进行记录，分别从负载、变压器油及内部故障、变压器绕组故障以及冷却系统等方面来记录油浸式变压器的运转情况，加强发热影响因素的有效排查，并将排查成果记录在档案当中，不定期的进行抽查，确保油浸式变压器能够保持在稳定的运转状态。

4结束语

综上所述，油浸式变压器在运行的过程中需要高度重视油浸式变压器的发热问题，重点关注负载、变压器油及内部故障、变压器绕组故障以及冷却系统所带来的影响，加强变压器安装施工质量管理，通过定期的检查从而排查油浸式变压器的发热影响因素，确保油浸式变压器能够维持在稳定的运转状态下，从而延长油浸式变压器的使用寿命。

参考文献：

[1]刘睿，张宗喜，蒋伟，刘丹华，刘豫川，赵莉华.油浸式配电变压器过载能力研究[J].科学技术与工程，2016，16（36）.

[2]滕黎.油浸式变压器热路计算及热点温度遗传支持向量机预测研究[D].重庆大学，2015.

[3]张宜倜.关于油浸式电力变压器热特性的计算原理式的探讨[J].变压器，2015，47（11）.

作者简介：

杨鹏，男，本科，1985.3，电气工程师，研究方向为电气运维管理，lyc_yp1@petrochina.com.cn；

文杰，男，本科，1982.9，电气工程师，研究方向为电气运维管理，lyc_wj6@petrochina.com.cn；

卫海龙，男，本科，1987.2，技师，研究方向为电气设备维护，lyc_whl1@petrochina.com.cn。