劉丹

（國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司，河北 張家口 075051）

大型變壓器套管頭部發(fā)熱原因及處理方法

劉丹

（國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司，河北 張家口 075051）

科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，變壓器的規(guī)模和尺寸越來(lái)越大，變壓器的應(yīng)用范圍非常廣泛。將變壓器應(yīng)用在生產(chǎn)生活中，可以提高工作效率。就目前來(lái)看，我國(guó)大型變壓器面臨著一些問(wèn)題，套管頭部經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。本文將具體探討大型變壓器套管頭部的發(fā)熱原因及處理方法。

大型變壓器；套管頭部；發(fā)熱原因；處理方法

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在電力系統(tǒng)中，變壓器承擔(dān)著重要的工作職能，只有發(fā)揮變壓器的實(shí)用價(jià)值，才能保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。值得注意的是，大型變壓器的套管頭部存在發(fā)熱缺陷，如果沒(méi)有進(jìn)行降溫處理，就會(huì)導(dǎo)致電路發(fā)生故障。為了避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，掌握科學(xué)的變壓器套管頭部發(fā)熱處理方法勢(shì)在必行。

1 大型變壓器套管頭部的發(fā)熱原因

大型變壓器的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)大型變壓器套管頭部的發(fā)熱類型進(jìn)行劃分，可以分為內(nèi)部發(fā)熱和外部發(fā)熱兩種。大型變壓器套管頭部的外部發(fā)熱又被分為兩種情況，第一種情況是外部導(dǎo)線接觸不良，引起電路發(fā)熱。很多接頭在連接的過(guò)程中會(huì)反復(fù)拆接，這樣會(huì)加大外部故障的風(fēng)險(xiǎn)。第二種情況是將軍帽與接線板接觸不良，當(dāng)將軍帽與接線板連接不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致電阻加大，耗損的功率也會(huì)相應(yīng)增大，線路連接的部分溫度會(huì)大大升高。一旦線路溫度升高，氧化的速度就會(huì)加快，氧化膜對(duì)電阻產(chǎn)生反作用，致使電阻進(jìn)一步加大，溫度進(jìn)一步上升，最終會(huì)造成線路燒斷，阻礙電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖1 大型變壓器的組成結(jié)構(gòu)

大型變壓器套管頭部的內(nèi)部發(fā)熱主要指螺紋與引線接觸不當(dāng)。在連接螺紋與引線的過(guò)程中，需要科學(xué)計(jì)算二者的公差，如果計(jì)算失誤，連接失衡，就會(huì)加大線路電阻，引起高溫發(fā)熱現(xiàn)象。與外部故障相比，大型變壓器套管頭部的內(nèi)部故障不易發(fā)現(xiàn)，螺紋和引線的連接方式比較隱蔽，因此在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要依靠現(xiàn)代智能技術(shù)，形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)獲取大型變壓器套管頭部的溫度變化。在套管頭部可以設(shè)置示溫片，記錄周圍區(qū)域的溫度。當(dāng)然，示溫片具有一定的局限性，對(duì)溫度的反映并不及時(shí)。從這個(gè)角度來(lái)看，大型變壓器套管頭部的內(nèi)部故障更加明顯，而且很容易發(fā)生惡化。

2 大型變壓器套管頭部的發(fā)熱實(shí)例及處理方法

2.1 實(shí)例一

為了提高對(duì)大型變壓器套管頭部發(fā)熱問(wèn)題的處理效率，我國(guó)大部分的電力企業(yè)都采用了紅外熱成像的現(xiàn)代技術(shù)，對(duì)大型變壓器套管頭部進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。在觀測(cè)的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些大電壓變壓器的側(cè)B套管頭部溫度上升，最高溫度可以達(dá)到 29℃左右。對(duì)大型變壓器的各項(xiàng)基本參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境溫度為29℃，大氣溫度為 20℃，相對(duì)濕度為 0.5左右。為了降低大型變壓器套管頭部的溫度，需要對(duì)其發(fā)熱原因進(jìn)行分析，判斷套管頭部的故障類型。

大型變壓器套管頭部的質(zhì)量直接關(guān)系著其運(yùn)行水平，因此需要對(duì)說(shuō)明書進(jìn)行查看，如果說(shuō)明書上的各項(xiàng)參數(shù)符合國(guó)家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明大型變壓器套管頭部并不存在設(shè)計(jì)上的缺陷。在應(yīng)用大型變壓器的過(guò)程中，操作人員應(yīng)該讓引線和螺母連接，把引線導(dǎo)入到大型變壓器套管頭部的內(nèi)部，然后用螺母進(jìn)行定位，使引線與大型變壓器套管頭部的封頭相互壓緊，將線路連接在一起。對(duì)該案例中的大型變壓器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該變壓器套管頭部的引線和螺母并沒(méi)有連接在一起，引線和封頭出現(xiàn)分離，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全面接觸。一旦通過(guò)的電流過(guò)大，電阻就會(huì)相應(yīng)增大，使大型變壓器套管頭部的溫度上升。

在已知大型變壓器套管頭部的發(fā)熱原因之后，可以采用有效的處理方法。具體來(lái)說(shuō)，檢修人員應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。第一，檢修人員應(yīng)該對(duì)大型變壓器套管頭部進(jìn)行消缺。如果螺母和引線連接不當(dāng)，引線和封頭沒(méi)有完全貼合，在套管頭部會(huì)出現(xiàn)燒損的痕跡。檢修人員在確定套管頭部出現(xiàn)燒損問(wèn)題之后，應(yīng)該進(jìn)行消缺處理和螺母定位。第二，檢修人員應(yīng)該對(duì)套管頭部的損傷部位進(jìn)行修補(bǔ)和打磨，如在損傷區(qū)域涂抹導(dǎo)電膏等，以此恢復(fù)套管頭部的導(dǎo)電性能。第三，常規(guī)的檢修方法并不能徹底解決套管頭部的發(fā)熱問(wèn)題，因此檢修人員應(yīng)該和技術(shù)人員溝通聯(lián)系，對(duì)大型變壓器套管頭部進(jìn)行重新改造和設(shè)計(jì)。

2.2 實(shí)例二

采用了紅外熱成像的現(xiàn)代技術(shù)，對(duì)大型變壓器套管頭部進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。在觀測(cè)的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些大電壓變壓器的側(cè)A相和B相出現(xiàn)了套管頭部發(fā)熱的問(wèn)題。側(cè) A相的溫度高達(dá) 90℃，而 B相的溫度高達(dá) 100℃。對(duì)大型變壓器的各項(xiàng)基本參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度和大氣溫度都為 20℃，相對(duì)濕度為 0.5。

在進(jìn)行故障檢修和判斷之前，檢修人員仍然需要查看說(shuō)明書，看大型變壓器套管頭部是否存在設(shè)計(jì)缺陷。根據(jù)以往的檢修經(jīng)驗(yàn)，可以對(duì)大型變壓器套管頭部的發(fā)熱故障進(jìn)行初判斷。當(dāng)定位螺母沒(méi)有擰緊，封頭和引線沒(méi)有全面接觸時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線路的溫度上升。在大型變壓器套管頭部線路中，螺母的作用非常重要。一方面，螺母起著定位的作用，另一方面，螺母可以保障螺紋的載流可靠性。為了保證回路通流正常，必須擰緊螺母，對(duì)螺母進(jìn)行精準(zhǔn)定位。在連接將軍帽和引線的過(guò)程中，引線會(huì)出現(xiàn)扭矩的問(wèn)題，而引線的扭矩和螺紋的作用力達(dá)到了制衡。檢修人員此時(shí)可以測(cè)算引線的扭矩和螺紋受到的作用力，并將螺母放置在正確位置。當(dāng)定位銷固定后，引線開始轉(zhuǎn)動(dòng)，引線扭矩和螺紋作用力縮小，導(dǎo)致電阻加大，線路的溫度上升。在引線轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，其與銅管接觸，形成第二個(gè)電路結(jié)構(gòu)，而且電阻的大小和第一個(gè)電路結(jié)構(gòu)相仿，導(dǎo)致大型變壓器套管頭部出現(xiàn)了故障。

在已知大型變壓器套管頭部的發(fā)熱原因之后，可以采用有效的處理方法。具體來(lái)說(shuō)，檢修人員應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。第一，檢修人員應(yīng)該對(duì)大型變壓器套管頭部進(jìn)行消缺。在將套管頭部拆卸下來(lái)的過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)螺母的位置已經(jīng)出現(xiàn)偏移，此時(shí)要立刻擰緊螺母，并保證引線和封頭接觸良好。第二，檢修人員應(yīng)該對(duì)大型變壓器套管頭部的發(fā)熱原因進(jìn)行判斷，該案例中的大型變壓器存在質(zhì)量問(wèn)題，在螺母安裝上存在疏漏。檢修人員要把故障分析結(jié)果記錄下來(lái)，上報(bào)給決策部門和監(jiān)督部門，以此加大電力企業(yè)技術(shù)監(jiān)督的力度。

3 大型變壓器套管頭部發(fā)熱的故障預(yù)防

在電力系統(tǒng)中，大型變壓器套管頭部發(fā)熱的問(wèn)題屢見不鮮，想要預(yù)防此類問(wèn)題，電力企業(yè)應(yīng)該做到如下幾點(diǎn)。第一，電力企業(yè)應(yīng)該制定嚴(yán)格的檢修規(guī)范，使檢修人員遵守操作流程。第二，電力企業(yè)要保管從大型變壓器套管頭部拆卸下來(lái)的零件，對(duì)這些零件進(jìn)行改造和二次利用。第三，電力企業(yè)要對(duì)大型變壓器套管頭部的安裝進(jìn)行監(jiān)督，避免出現(xiàn)設(shè)備事故。第四，電力企業(yè)要加大對(duì)大型變壓器的巡視力度，應(yīng)用紅外線技術(shù)測(cè)量變壓器周圍區(qū)域的溫度。第五，電力企業(yè)要對(duì)檢修人員進(jìn)行定期培訓(xùn)教育，提升檢修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。第六，電力企業(yè)應(yīng)該引進(jìn)先進(jìn)的檢修工藝和檢修技術(shù)，提高大型變壓器套管頭部故障維修的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在電力系統(tǒng)中，變壓器承擔(dān)著重要的工作職能，只有發(fā)揮變壓器的實(shí)用價(jià)值，才能保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。大型變壓器的套管頭部存在發(fā)熱缺陷，為了促進(jìn)電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，掌握科學(xué)的變壓器套管頭部發(fā)熱處理方法非常重要。

[1]劉銳 ,李金忠 ,張書琦 ,湯浩 .大型變壓器現(xiàn)場(chǎng)加熱干燥方法的研究與應(yīng)用 [J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) ,2012,01:193-198+1.

[2]王 建 民 ,景 崇 友 ,張 文 峰 ,范 亞 娜 ,汪 友 華 ,程 志 光 .大 型變 壓 器 三 維 渦 流 場(chǎng) 和 結(jié) 構(gòu) 件 雜 散 損 耗 的 工 程 研 究 [J].變 壓器 ,2012,02:28-32.

[3]馬衛(wèi)平 ,董旭柱 ,王忠東 ,朱德恒 ,鄭良華 ,王朔 . 大型變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究 [J].中國(guó)電力 ,2012,04:35-37+66.

[4]楊映滋 ,羅日成 ,黃知明 ,黃彪 ,張昇 .模糊集對(duì)分析在大型變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 [J].電氣技術(shù) ,2013,01:29-33+83.

[5]郭小龍 ,武蘭民 ,周國(guó)華 ,呂玉祥 .大型變壓器實(shí)時(shí)在途監(jiān)測(cè)與運(yùn)輸安全狀況評(píng)估 [J].電子器件 ,2014,05:917-922.

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