50MVA油浸式风冷变压器室内安装时负荷对温升的影响周靖松

50MVA油浸式风冷变压器室内安装时负荷对温升的影响周靖松

周靖松

（广西西江开发投资集团有限公司530022）

摘要：油浸式风冷变压器温升是衡量变压器是否正常运行的重要指标。在油浸式风冷变压器的室内安装中，通过直观的变压器温度来分析变压器的运行状况。本文主要对油浸式变压器进行分类，了解其温升的允许值，从油浸式风冷变压器的施工安装要点进行阐述，了解油浸式风冷变压器室内安装负荷对温升的影响，从而更好的采取有效措施，避免温升对油浸式风冷变压器造成巨大的损害。

关键词：变压器；施工安装；绕组；温升

变压器作为交换电压的一种电器，其主要依据电磁感应原理将某频次的电压变为同频次的另一种或多种数值不同的电压功率传输装置。在电力系统中，变压器是不可或缺的电气设备，因此，对其在安装负荷对温升的影响有很大的意义。可有效保证变压器的正常可靠运行，提高使用寿命。油浸式风冷变压器在室内安装运行产生的负荷，将一部分电磁能量转化为热量，并将热量散发到周围介质中。油浸式风冷变压器的主要热源来自于其内部的线圈以及铁心，应在安装中对油浸式风冷变压器各部分的温度限值进行明确规范。以确保油浸式风冷变压器的将多余热量排出，以提升油浸式风冷变压器的使用寿命。

一、油浸式变压器分类、发热与冷却

油浸式变压器通过冷却方式可分为油浸式自冷、油浸干式、油浸式风冷、油浸式水冷变压器。油浸式变压器主要由绕组、铁芯、变压器油及其它部件组成。油浸式变压器在运行时，铁芯、绕组及结构件都产生消耗并转变为热量，从而使变压器发热和温度升高。油浸式风冷变压器在运行中，绕组、铁芯及结构件产生的热量先传给油，然后通过油传给冷却介质，通过自然油循环风冷或强迫油循环风冷进行冷却。

二、50MVA油浸式风冷变压器的室内安装

（一）50MVA油浸式风冷变压器的室内安装要求

50MVA油浸式风冷变压器在室内安装时，其运行要求海拔不得高于一千米（包括室内外），其运行的环境温度要求最高温度在40度，最高日均气温在30度，最高的年均气温不得大于20度，且最低年均气温不得低于-25度。

（二）50MVA油浸式风冷变压器温升允许值

油浸式风冷变压器运行时所产生的温度与周围介质温度的差值称为变压器的温升，比如变压器油对环境的温升、绕组对变压器油的温升，绕组对环境的温升等。由于变压器内的温度分布不均，对变压器的绝缘强度有很大影响。因此，需要对油浸式风冷变压器室内安装在额定负荷时的温升进行规范，这就是变压器的温升极限值，也被称之为允许温升。

50MVA油浸式风冷变压器室内安装时的额定温升允许值，如表1所示。

在室内安装中，油浸式风冷变压器所处的环境温度较低时，尽管变压器的外壳散热能力增加很多，上层油温也可能没有超出允许值，但是变压器内的散热能力并不和室内的环境温度成正比。变压器所处的室内环境温度降低很多，变压器内的却很少散热，这就使变压器绕组温度可能会超出允许值。在同一高度下，变压器绕组对油的温升基本上是一定的，绕组对环境的温升是绕组对油的温升与油对空气的温升总和。由此，为了明确体现出绕组的温度，在安装中不仅要调控上层油温，还要控制变压器上层油的温升。这种情况下，变压器的上层油温与上层油温升，不会在室内环境温度的影响下，造成变压器绕组温度允许值的超出，从而确保变压器使用寿命的延长。

若是油浸式风冷变压器在所处的室内环境温度较低时，变压器大负荷或超负荷运行，尽管油温在允许值范围内，但上层油温升可能大于允许值。比如油浸式风冷变压器所处的环境温度为6℃，上层油温为75℃，尽管上层油温没有超出允许值，但上层油温升达到了70℃，超出了温升允许值，应及时采取有效措施，将上层油温升允许值降至允许值范围内。

三、温升过高对变压器的危害

油浸式风冷变压器内的绕组或上层油温度与变压器所处的环境温度差就是绕组或上层油温升。为了确保变压器油及绝缘不会变质或受损，变压器周围环境温度不得超出40度，且变压器油温度不能大于85度。若是在变压器安装时负荷过大，造成上下两层油温有温度差时，需要散热器来促进变压器油的循环，从而使变压器铁芯附近的高温油通过散热器进行冷却，然后再回到油箱中。

若是变压器温度过高，会加快变压器绝缘受损问题，当绝缘完全失去弹性时，若没有机械损伤，变压器仍可以起到绝缘的作用，不过没有弹性的绝缘很容易变得干燥易脆，很容易由于变压器受振动或在电动力作用时受到损坏。因此，变压器的绝缘老化受变压器的机械与电气强度所决定。而变压器绝缘老化还受绕组温度与延续时间有关，绕组的温度越高，延续时间越长，绕组绝缘老化也就越快，变压器的使用期限也会降低。变压器的绝缘材料不仅受温度影响，绝缘介质的劣化也受温度影响。绝缘油可起到散热冷却的作用，同样也有绝缘的效果，但在高温环境下，会加快绝缘的老化。因此，变压器温升过高，对变压器的绝缘效果以及使用寿命都有很大危害。

四、50MVA油浸式风冷变压器温升过高的原因与处理方法

（一）变压器超负荷运行

1.正常超负荷

油浸式风冷变压器的正常超负荷指的是在变压器绕组绝缘与变压器正常使用寿命没有发生变化时，变压器高峰期与冬季温度过低的超负荷使用。变压器在昼夜负荷变化时，变压器正常情况下并不是满负荷运行时变压器的超负荷倍数与允许超负荷的持续时间可通过查曲线来确定，超负荷曲线对不同地区、季节温度可进行稍加修整。变压器正常超负荷不仅可由超负荷曲线进行确定，还可通过冷却介质的温度以及超负荷前变压器所带有的负荷等来明确。油浸式风冷变压器在全天满负荷运行时不适宜超负荷运行；正常超负荷与总负荷值对油浸风冷变压器不能超过额定容量的30%；变压器在超负荷运行前，应使用工作冷却器进行冷却。

2.事故超负荷

事故超负荷指的是多台变压器运行时，其中一台发生故障，在不能停电的情况下，没有发生故障的变压器来承担所有负荷。若是变压器存在冷却系统失常、严重漏油以及色素分析不正常等情况，不能进行超负荷运行。因此在安装油浸式风冷变压器时需要对变压器的额定容量以及供电范围内的负荷状况进行明确限定，避免变压器的超负荷运行。

（二）变压器匝间或层间短路

若是油浸式风冷变压器在安装中出现绕组匝间或层间短路问题，会造成变压器温升过高。对于此问题，可在变压器运行时通过监听变压器声音来大概分析，也可对变压器油进行化验分析。若是变压器油绝缘和变质或有瓦斯保护动作，可以确定变压器存在短路问题。若需对次问题进一步进行分析，则可通过对变压器的一、二次侧的三相电压和电流进行了解，分析是否存在某相电流过大问题。也可在变压器断电后，通过直流电桥分别测三相绕组的直流电阻，若已经查实变压器内出现问题，应及时对变压器进行维修。

（三）变压器分接开关接触不良

在油浸式风冷变压器安装运行时，由于分接开关接触不良，致使电阻过大，造成变压器过热，使变压器的温升过高。这时，可通过对变压器油进行化验，分析油闪光点是否存在下降问题，也可以通过直流电桥测得变压器高压绕组的直流电阻来分析故障。

（四）变压器铁芯硅钢片间绝缘受损

变压器铁芯硅钢片间绝缘受损主要受外力或长期运行导致，使铁芯硅钢片间短路，涡流损失变大，造成局部过热。若铁芯的穿心螺栓套管绝缘受损，可完成涡流过大发热使变压器温升过高。可通过瓦斯是否频繁动作，变压器绝缘油闪光点下降问题分析，然后对变压器进行吊芯检修。

总结

从以上油浸式风冷变压器温升过高问题可发现，温升会对变压器的使用寿命造成很大危害，因此，在安装油浸式风冷变压器时，要加强对变压器的监控与维护保养，加强对变压器的巡检以及对变压器温度的观察，提高对变压器温度出现异常的分析与处理能力，及时采取有效措施，以提升变压器使用寿命，确保供电的正常进行。

参考文献

[1]刘资香.油浸式电力变压器温升浅析[J].广西电业,2007(12):151-152.

[2]李琳,谢裕清,刘刚,等.油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素分析[J].电力自动化设备,2016,36(12):83-88.

[3]方海彬,刘晓明,赖增辉,等.油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析[J].变压器,2013,50(1):18-22.

[4]李龙女.自然油循环变压器的油流分布与温度场研究[J].沈阳工业大学学报,2016.

[5]张立柱.油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析[J].河南科技,2014(17):111-112.

[6]黄德业.油浸电力变压器发热与冷却保护原理分析[J].城市建设理论研究:电子版,2011(19).