10kV干式变压器铁芯发热问题研究

1、    10kv干式变压器铁芯发热问题研究    李鑫+曾正雷摘要：近年来，按照城市配网发展建设的需要，越来越多的厢式变、室内变压器被应用到人口较为集中的区域，而这些配变多数为干式变压器。自配网状态检修工作开展以来，利用红外测温等不停电监测对干式变压器进行检测和巡视时，多次发现铁芯均有不同程度的发热问题。文章对铁芯发热产生的原因及相关解决措施展开了探讨。关键词：干式变压器；铁芯发热；铁芯质量；电压质量；温控系统；配电网 ：a：tm412 ：1009-2374（2016）36-0087-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.3

2、6.043国网十堰供电公司客服分中心主要担负着十堰城郊區域10kv及电压配电网的运维检修工作，自配网状态检修工作开展以来，多次对辖区线路设备开展红外测温等特巡工作，多次发现10kv干式变压器铁芯存在不同程度的发热现象。通过数次测量发现铁芯温度一般为50150，铁芯过热对其本身绝缘层及周边附件材料有着严重影响，一旦出现铁芯绝缘层破坏或者绕组绝缘层破坏将影响变压器正常运行。1 铁芯发热的原因1.1 铁芯存在多点接地的情况铁芯多点接地主要是铁芯碰壳、碰夹件，铁芯的绝缘受潮或损伤，其他异物搭接造成铁芯接地。铁芯多点接地时，铁芯内部有环流，其值与铁芯正常接地点和其他接地点的位置有关，两者距离越远，其产生

3、的磁通越多，环流也越大；相反则越小。此外，环流也与金属接地或高阻接地也有关。由于铁芯内部绝缘，其自身也存在电阻，因此当有环流时会造成铁芯发热。当多点接地且长时间未处理，变压器连续运行，铁芯不正常的发热将会影响铁芯内部绝缘，进而引起更大的铁芯过热，铁芯将烧毁，严重时甚至使变压器发生事故。1.2 铁芯质量及内部绝缘问题有些变压器故障是由铁芯质量问题造成的，有些不良厂家使用再生硅钢片或质量问题硅钢片，导致铁芯磁密度不够，容易饱和，运行过程中铁芯发热，从而影响变压器的稳定运行。铁芯内部绝缘破坏，容易引起铁芯涡流，导磁率降低，铁芯也因此会造成局部发热。1.3 电压质量不达标在电力主网中，电压随时波动，有

4、些线路长度过长，为了满足末端电压正常运行，往往采取调高出口电压，这就造成了近电源侧的设备电压会维持在较高的水平。变压器在电压过高的情况下运行时，铁芯磁密度过高，处于过励磁，使铁芯严重饱和，铁芯及金属夹件因漏磁增大而产生高温，严重时将损坏变压器绝缘并使构件局部变形，缩短变压器的使用寿命。1.4 温控系统故障干式变压器绕组及铁芯封闭在箱壳内，变压器线圈绕组及铁芯与油浸式变压器不同，裸露在空气中，通过温控系统调节空气流动来进行对绕组及铁芯本体的散热。运行中的变压器会产生一定的铜损和铁损，主要表现为变压器绕组和铁芯的发热，这种发热是伴随着变压器的运行而存在的，是不间断的，因此温控系统必须实时进行温度管

5、控。一旦温控系统故障，铁芯和绕组的发热就会持续，导致铁芯和绕组过热，最终影响变压器正常运行。此外运行环境恶劣，堵塞散热排风口，铁芯绕组间异物堵塞也将影响散热。1.5 穿心螺杆上的绝缘损坏穿心螺杆绝缘损坏，其后果可能是穿心螺杆与铁芯迭片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部熔毁，也可能造成铁芯迭片局部短路，产生涡流过热，引起迭片间绝缘损坏，使变压器空载损失增大。2 干式变压器铁芯发热问题的排查手段及解决措施对于运行中的干式变压器开展红外测温过程中，发现铁芯过热后，先根据现场实际并结合以往运行记录，对发热问题做出初步判断，再通过一一排查核实最终确定原因，从而制定检修方案。2.1 优

6、先采取不停电排查对于干式变压器铁芯发热问题的排查，优先通过不停电的方法开始着手，如检查散热温控系统是否运行良好、变压器运行环境排风情况、变压器本体及周围环境情况、是否有异物阻塞等。一般温控系统故障处理起来相对来说简单，并非变压器本体的故障，主要解决温控系统的故障即可。检查线路电压质量，是否存在电压过高、铁芯过励磁的情况导致铁芯发热。确定运行电压过高即可通过调整上级电源的出口电压，稳定在合理范围内运行。排查过后仍不能确定起因的，应果断采取停电检修的措施，进一步展开排查工作。2.2 铁芯多点接地判断停电后做好各项安全措施，断开铁芯弹片与接地体的连接，利用兆欧表测量铁芯对地绝缘情况。若测量铁芯对地绝

7、缘情况良好，即可排查并非由多点接地造成的变压器铁芯发热；若对地绝缘不达标，则存在其他点有搭接或虚接的情况，可先采取在铁芯正常接地点加装电阻限制变压器铁芯电流，防止温度过高等临时措施。进一步排查故障接地点后，若是悬浮接地可采取大电流冲击来击穿虚接点；若是可靠接地可通过断开正常接地点，用其他接地点来替代。2.3 穿心螺杆的绝缘判断运用绝缘电阻测试仪对其进行绝缘电阻测试，根据其值是否达标来进行判断，也可和出厂试验值进行比较，测得值下降50%以上的，要查清原因，并在条件允许的情况下更换其绝缘。2.4 其他方法对于通过上述方法还无法排查的，只能协调厂家技术人员到现场进行评估，对于铁芯质量问题和内部绝缘的问题只能协调厂家进行返厂拆解。3 结语干式变压器不同于常规的油浸式变压器，对于其绕组和铁芯的绝缘要求更高，且必须依赖温控系统散热。铁芯发热问题在干式变压器中比较常见，可根据其设计级别进行判断，若对其本身绝缘和周边的附件不构成隐患危险的正常温升是允许的，危及绝缘或构成隐患的温升就要引起重视，长期跟踪，必要时果断采取措施，及时解决铁芯发热的问题。参考文献1