干式变压器过热原因分析及故障诊断

干式变压器过热故障是一种常见的多发故障，严重威胁干式变压器的安全运行，因此引起了业界的广泛关注。

干式变压器过热的原因

(1)绕组过热

近十年来，为了降低干式变压器的损耗，各种制造商采用全包绝缘换位导线缠绕干式变压器绕组。由于内前期尚未完全掌握换位导线的生产技术，经过十年的运行，换位导线干式变压器已经经历了全方位的绝缘扩展。截面间油路堵塞，油流不畅，匝间绝缘冷却不充分，使其严重老化，产生糊料和脆性。在长期电磁振动下，绝缘脱落，局部铜外露，形成匝间(区间)短路，导致干式变压器烧毁事故。比如东北电网某240MVA升压干式变压器，正常运行负荷率在90%左右，上油温一般不超过70。从1988年开始，对干式变压器进行糠醛分析，发现绝缘老化。跑油色谱分析表明，CO和CO2的绝对值和增长率都比较高。1992年6月，正常运行时，主变压器轻、重瓦斯保护投入运行，防爆缸喷油，高压绕组吊出。经检查，发现故障发生在A相低压绕组3 ~ 4段较外侧的一组换位导线上，有几根烧毁。经进一步检查，发现低压绕组上下两端有烧痕和铜外露。导体段之间的绝缘纸已经烧坏，6 ~ 8段绝缘为深红色。单半螺旋绕组半螺旋处的1.5mm油道已经完全堵塞，4.5mm油道只能插入1.4mm纸板。

此外，卷绕材料本身质量差也会导致过热。例如，某局1994年安装并投入运行一台SF7-8000/35干式变压器后，发现在与5600kVA干式变压器相同的负荷下，干式变压器的温度比5600kVA干式变压器高10左右，当环境温度高于5时，无论负荷大小(较大负荷4500kW)和风机如何，只应投入运行干式变压器挂盖后发现B相低压侧绕组1、4饼明显过热，绝缘纸已变成深棕色。拆装检查后发现匝间有小毛刺和漏铜点，但匝间未完全短路，故故障电流不大，油温上升缓慢。

分接开关动静触头接触不良

在有载调压的干式变压器中，特别是调压频繁、负载电流大的干式变压器，在频繁转换过程中会造成机械磨损、电气腐蚀和触头间的接触污染，电流的热效应会削弱弹簧的弹性，从而降低动、静触头间的接触压力。当接触压力降低时，触点之间的接触电阻会增加，这将导致触点之间的热值增加。由于受热，接触面上的氧化腐蚀和机械变形会加速，形成恶性循环。如果不及时处理，干式变压器经常会损坏。如某化工厂800OkVA有载整流干式变压器，忽略了有载分接开关粗调部分的接触问题，导致接触电阻增大，发热，逐渐导致动、静触头之间金属熔化蒸发，环氧树脂蜡绝缘支架碳化，较后调压过程中起弧造成相间短路，干式变压器爆炸起火，造成干式变压器损坏事故。

在空载调压的干式变压器中 #p#分页标题#e#

此类故障较多，约占1989-1993年东北电网故障总数的10%。这些故障大多发生在66kV套管上。一方面，66kV侧的电流较大，另一方面，大多数66kV引线不会直接沿套管方向进入导管。因此，没有任何绝缘的导线接触导管，导致分流和热故障。原因如下：引线电缆外表面半折的白布带在制造过程中经过工艺和引线组件的传递后不紧不全。有的厂家甚至根本不想要这一层白布带。对于较长的导线，在组装时，如果裸铜绞线在电缆受压后紧靠套管铜管内壁，则形成闭合回路。当电流通过导线时，导线周围会产生磁场和磁通量。导线的交流电产生交变磁通量，在这个电路中感应出电势。由于大容量干式变压器各相电流很大，相应引线周围的磁通量和感应电势也比较大。闭环，因为路径短，导线截面大，也就是电阻小，流过环路的电流大。

相对来说，裸露电缆与回路中铜管的局部接触电阻比较大，大回路电流通过时会发热。从故障实例可以看出，铜管熔成凹点，说明热点温度已经达到l000以上。

引线连接器过热

引线连接器(军用帽)过热也是一种多重故障。如东北电网某局主变压器总烃455.9 l/l，B-fast总烃4.23 L/L.吊检发现66kV A相外壳引线头过热，焊料流出滴落在夹具和压机上；再比如，主变压器的B相套管的头部是热的。检查后发现军帽螺丝扣配合不好，螺丝扣烧坏了5 ~ 6个扣子，导致过热。

导线断股

1990年5月，发现一台DFL-60000/220单相干式变压器色谱分析结果异常，热点温度可能高于1000。直到1993年5月检修干式变压器时，才发现中性点套管有两处烧伤和三处烧伤(共35股，截面240mm2)。原因是在1989年5月大修期间，铅被更新。

⑷漏磁导致过热

干式变压器绕组中的磁通包括主磁通和漏磁通，无论主磁通或漏磁通，可分为轴向分量和径向分量。轴向分量分布较简单，沿绕组高度变化较小。径向分量沿绕组高度分布复杂，由它引起涡流损耗分布很不均匀，且随干式变压器的容量变化而变化，不仅随绕组的轴向高度变化，也随绕组的径向尺寸变化。尤其在端部变化大.其较大值出现在端部附近。由于干式变压器的内绕组离铁芯近，漏磁的径向值高于外绕组。若干式变压器绕组为低、中、高排列，则低压绕组的径向漏磁高。

在大型干式变压器中，由于漏磁密度高，所以产生的杂散损耗很大，有时可达数百千瓦，导致局部过热现象。例如，某台SFPS 120000/220型干式变压器出现的过热现象就是低压侧j箱壁漏磁严重所致。又如，某 SZL7一6300/35型干式变压器，由杂散磁通在铁芯上、下夹件拉杆上的个别部位形成磁密高度集中，产生局部过热，并导致绝缘油色谱分析结果异常。#p#分页标题#e#

⑸冷却装置风路堵塞

冷却装置风路堵塞引起的过热现象也时有报导。例如，某台 OSFPSL 120000/220型干式变压器，运行11年均正常。1992年8月28日油温突然上升，由原来的42℃左右增加到90℃左右。与同容量的干式变压器比较温升相差很大，但电气试验结果正常。通过对外观检查发现，风冷却器散热管的翅片间积满了灰尘(长期运行从未清洗过)，已将间隙堵死，电风扇的风已无法吹到教热管上，致使干式变压器的温度不断升高。经冲洗后油温一直在40℃左右。又如，某台DSFPSL一90000/220型干式变压器，上层油温偏高，曾达80～90℃，检查发现散热器风道缝隙被杂物堵塞，影响正常散热，用高压水枪冲洗后，油温降到60℃，恢复正常。

⑹风扇工作不正常

风扇工作不正常主要包括，

①风扇反转

某局的一台主干式变压器，由于冷却系统在检修时将电源接反，造成风扇反转，使冷却效果降低，油温比带同样负载的另一台主干式变压器高15℃，查明原因纠正后，温度恢复正常(两台主干式变压器温度只差1℃)。

②启动风扇设定值错误

某台SFY7一63000/110型主干式变压器(法专业)，运行在某牵引变电所。在运行中发现其CO/CO2=0.68，属于异常。可燃性气体总量也属 注意值 之列，且其增加趋势已为异常。显然，主干式变压器存在早期热性故障。检查发现，启动风扇的温度为75℃(在 ASEA图纸上也是75℃CONTROL)。它不符合铁道部颁发的《牵引变电所运行检修规程》，规程第36条规定：风冷式干式变压器当其上层油温超过55℃时应启动风扇。本台主干式变压器为油浸风冷式，由于启动风扇的设定值错误，导致主干式变压器不能风冷散热。因而出现热性故障。

1 来源：北极星电力网