王琴 杨博
天津市特变电工变压器有限公司，天津 300300
摘要：随着我国人民的生活水平日益提高，工厂、医院、教学等各行各业对电能的需求也越来越大，电能的生产、传输过程中都离不开电力变压器，变压器主要承担的是转换电压的作用，是电力系统运行中必不可少的设备之一。火力发电厂一般采用的是油浸式电力变压器，变压器的稳定可靠运行对整个电力系统的运行有着举足轻重的影响。影响油浸式变压器的原因有很多，在实际的运行过程中，我们必须提高变压器的生产质量，对变压器的误差进行分析，有效避免故障发生。文章主要简单介绍了油浸式变压器，对运行过程中的常见故障进行了探讨，从电力运行可靠的角度出发，提出了故障的预防对策。
关键字：变压器；火灾；阴燃
1前言
电力变压器是电网中重要的组成部分，一旦出现故障容易造成火灾的情况，且会存在大范围的断电情况，造成人们的损失。为此文章主要是对油浸式变压器短路故障后阴燃风险的相关防范要求展开了研究和探讨。
当今社会的发展以及生产运行与电力是分不开的，电力变压器具有改变电压等级的作用，合理的改变电压等级，有利于减少电力传输过程中的电能损失，实现灵活供电，为电力系统的安全稳定可靠运行提供了支持。目前我国常用的变压器有干式和油浸式两种，由于后者具有维护方便、成本低的特点，所以得到了广泛的使用，火力发电厂多以油浸式变压器为主。为了更好的分析变压器的运行故障，保证油浸式电力变压器的稳定运行，首先必须要了解变压器的结构，掌握相应的有效预防措施。
2变压器的组成及结构
在分析油浸式变压器的故障原因之前，首先要了解变压器的组成以及结构。目前使用的变压器种类很多，主要是以油浸式和干式两种变压器为主，无论是哪种变压器，其内部的基本结构组成，以及工作原理都是相同的。变压器的主要功能是改变电压等级，利用电磁感应原理，通过控制变压器的匝数，从而实现电压的升降，为进一步传输和使用电能做准备。我国目前仍以火力发电为主，火力发电厂通常使用的是油浸式变压器，所以下面主要分析这种变压器的结构配置。
（1）铁芯：变压器电磁感应的实现主要就是通过铁芯构成内部磁路，目前我国常用的铁芯是由热轧或冷轧硅钢制成，由铁芯柱和铁轭共同组成，铁轭用于闭合磁路，铁芯上套有绕组。（2）线圈：变压器实现变压功能是通过不同匝数的线圈来完成，其主要材料是由铜导线制成。为了保证绝缘效果，绕线通常用绝缘纸或环氧树脂漆来绝缘。（3）油箱：油浸式变压器的铁芯和绕组组成的器身放置在油箱中，油箱采用钢板焊接而成。与干式变压器不同的地方在于，油浸式变压器会将一些重要的部件存于变压器油中。（4）其他部件：除上述部件外，变压器还设有二次控制和保护装置，如气体继电器、顶油温度计、绕组温度计和压力释放阀等等。
3阴燃原因分析
在故障发生后约2h,故障主变三侧开关已断开，现场未发现任何灼烧迹象，但在2h后，变压器内部出现燃烧，烟尘从破损的高压套管部位形成烟囱效应逸出，而发烟是阴燃过程的一个显著特性。至此，判断变压器内部出现阴燃现象。阴燃是一种自维持且主要依靠自身材料发生氧化反应释放的热量来进行传播的一种燃烧现象。引起阴燃的两个条件：第一为可燃物必须为热分解能产生刚性结构的多孔碳的刚性物质，即物质结构不坍塌，大部分阴燃物是有机的，且全部是固体，除了碳本身以外，没有纯化合物，而是复杂的天然聚合物或合成的聚合物；第二为外部环境缺氧情况下有一个供热的热源。对障主变而言，绕组本身的稳定结构和绝缘材料特性，保证了故障后主变绕组内部基本保持原有结构。变压器内部大量使用的绝缘纸和绝缘纸板是由未漂硫酸盐纤维素制成的，是葡萄糖基组成的高聚合碳氢化合物7,符合阴燃对可燃物本身结构特点的要求，且基于变压器电气绝缘的要求，绝缘件的含水量都非常低，而材料的含水量与阴燃的引燃时间为正相关，即含水量越低，引燃时间越短。变压器设计中为绝缘油散热设计的各类油隙，又形成了有利于阴燃传播的疏松多孔的结构。查询故障时刻故障录波发现，故障相短路电流二次侧峰值为25.816A,折算到一次电流为77.4kA。短路电流在绕组内部聚集了大量热量，为固体绝缘热分解并继续产生热量提供了足够的初始热源。
故障时刻电压、电流波形故障时刻，初始情况下，绕组和绝缘件尚处于绝缘油中，与空气隔绝。当箱体外壳破裂时，绝缘油逐步泄漏，空气进入变压器箱体内部，阴燃的绝缘件得到氧气，开始逐步向有焰燃烧过渡，表现为变压器箱体逐步开始冒出浓烟。
5解体分析
后续对故障变压器进行解体，发现故障变压器高压线圈烧蚀严重，外纸筒全部烧毁且开裂为两半，露出高压线圈且高压线圈中部换位导线烧黑、变形，匝绝缘基本全部损毁，变压器内部确实发生烧蚀现象。对燃烧物进行详细检查，发现了所示一致的阴燃后产生的刚性多孔的碳结构，箱体内部发现绝缘纸阴燃痕迹由解体分析清晰可见，故障时刻变压器虽未发生明显有焰燃烧的火灾，但是内部已明显出现了阴燃现象，伴随箱体破裂，原本起到隔绝空气作用的绝缘油漏出，氧气进入箱体，阴燃已开始向有焰燃烧转化，而现场及时发现并启动了水喷雾系统，再次隔绝空气补充进入箱体内部，同时水喷雾也部分起到降温作用，抑制了燃烧发展，最终本次故障得到控制。
6结束语
由上可知，在变压器消防设计消防设施的布置和可用时间的阶段，不仅要考虑到灭除明火，同时应当一直阴燃火灾情况的发生，这样才能够有效控制到火情的发展，为后续的消防设计提供到一定的借鉴。
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