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摘要：本文针对电力系统主变内部过热故障的排查及处理，采用工程实例结合理论实践的方法，先分析了变压器的作用，接着探讨变压器内部过热故障排查和确定的过程，最后提出故障处理措施。分析结果表明，变压器内部过热故障是电力系统运行中比较常见的故障，引发此故障的原因比较多，选择合理的故障排查和处理方法，能够降低变压器过故障造成的影响和损失，值得高度重视。
关键词：电力系统；变压器；过热故障；排除
【引言】电力系统在运行中一旦发生主变内部过热故障，会对安全运行带来较大的威胁，而且也不利于保证电力系统供电的可靠性，如果情况严重，会引起大面积停电，造成巨大的经济损失。快速排查清楚主变内部过热故障，按照故障的原因，选择有针对性的处理措施，能够及时消除安全隐患，保证电力系统运行的安全性和稳定性。基于此，开展电力系统主变内部过热故障的排查及处理的分析研究就显得尤为必要。
1、设备情况和故障现象
某电力系统中，主变压器的定额容量为16000kVA，投入运行时间近10年，此变压器高压侧的电压为110kV，中压侧为35kV，低压侧为10kV。在2020年开展的定期预防性检修中发现此变压器，总烃含量为1268.11PPm，氢气含量为168.39PP，超过运行允许值，通过特征气体三比值法分析研究，该变压器内部温度在500℃~800℃之间，出现了电力系统主变内部过热故障。
2、变压器的主要作用
变压器是电力系统的主要组成部分，也非常重要的结构，可通过电感原理，促使电力系统中的电压发生改变，以后初级电圈、铁芯等共同组成。在供电系统中，电压起着非常重要的作用，主要有：变换电压、变换电流、变换阻抗能力、隔离电压、稳定电压等，是保证供电安全、稳定、可靠的主要设备。此外，电力系统在运行中，变压器还能对设备运行中形成的热量进行疏通，避免供电设备内部温度过高引起故障问题或者设备损坏问题。
3、电力系统主变内部过热故障的排查和确定过程
引发电力系统主变内部过热故障的成因比较多，为尽快定位和确定故障的成因和位置，需要结合电力系统中变压器的实际情况，开展故障排查和确定工作。就案例而言，为提升故障排查效率和确定的精度，从以下三个方面同时入手，取得了良好效果。
第一步，对电力系统主变内部过热故障的现象进行分析，过热故障的能量和变压器油的一些分解产物之间有特定的联系。比如：烃类气体和氢气就主变内部过热故障形成的主要气体。而且电力系统中此类故障，还和固体绝缘材料中的一氧化碳、二氧化碳有较大的关系。通过分析这些关系，就能得到主变内部过热故障的一些特点，如：总烃含量比较高，产率比较大。
第二步，对主变内部过热故障有一定的了解和掌握之后，就可以进行下一部分析，比如：变压器油的溶解而言，需要将油中特征气体含量和相关规定的执行标准的数值进行对比，油中气体的产量和速度，则要和相关规定注意值进行对比，并计算油中气体的产气速率，通过三比值法来判断变压器内部故障的性质和规律。再结合一些电气实验就能对主变内部过热故障进行综合分析。
第三步，在主变内部过热故障形成的烃类气体中，甲烷和乙烷的含量最大，且乙烷的含量要大于甲烷。在进行主变内部过热故障实际特征分析中，也就很容易发现高温过热的故障【1】。
第四步，通过以上三步分析，就能有效确定主变内部过热故障时，一方面故障形成的总烃含量会随着时间的变化而变化，通常时间越长，总烃的含量越大。这是因为，温度从低到高需要一个过程，一段时间，随着温度的升高，还有可能促使电弧放电转化为一种变压器损坏现象。另一方面是总烃含量通过实验分析，并没有随着时间的增加，此时需要加强跟踪监视的力度，以便更加精确的定位主变内部过热故障，为故障处理提供良好的条件。
4、主变内部过热故障处理方法
4.1合理选择处理方法和参数
变压器铁芯多点接触是引发主变内部过热故障的主要原因，造成铁芯多点接地，通过榔头敲击夹件，或者对箱体中的铁芯进行抽泥冲洗之后，此故障依然没有消失，则可以认为是悬浮铁锈在电磁力的作用下，沉积在线圈内部夹件中，和铁芯的绝缘表面上形成了比较稳定的非金属接地故障。如果在主变内部过热故障现场无法精确的找到接地点，可通过电流冲击法进行确定，常用的方法有两种，一种是电焊机进行大电流冲击，另一是电容冲击。在本次故障处理中选择了电容冲击法，先用电源对电容器进行充点，再通过电容器对变压器进行铁芯放电的方法来确定接触点【2】。电容放电冲击是一种比较安全、可靠、操作简单的方法，而且材料来源方便。但在具体应用中，需要严格控制冲击电流，而且铁芯对地绝缘垫片比较薄，在具体应用过程中，冲击电压最高不能超过2.5KV。
4.2严格把控故障处理过程
在本次主变内部过热故障处理中，选择的冲击电压不超过2.5KV，放电的电阻为铁芯对地绝缘电阻的阻值，因此，选择一个规格为6.3KV，2.6μF的电容器，选择2500V摇表电容器进行充电，但要保证充电时间不超过20s。为避免发生触电事故，在进行电容器充电和放电过程中，采用绝缘杆倒换电线的方法。将电容器的一端先和变压器、摇表地端相互连接额【3】。充满电的电容器另一端和铁芯的引出线相互连接，可清楚听到一声清脆的放电声，则表示该电容器完成放电冲击，然后及时测量变压器铁芯的绝缘电阻，如果绝缘电阻上升到2500MΩ，则表示多点接地故障已经消除。电容器在瞬间放电时，会形成巨大的电流，会融化残余杂物，需要做好防护措施，避免发生安全事故。
4.3避免发生主变内部过热故障的措施
虽然主变内部过热故障成因比较多，每个细节控制不当，都会遗引发电力系统主变内部过热故障，但通过一系列控制方法和措施，可有效降低主变内部过热故障的发生的概率。
第一，在投入电力系统中的变压器铁芯接地线上可装设电流表，通过观察电流表就能及时发现故障。尤其是在放电冲法消除最后的接地线上，需要继续实时监控，才能及时掌握运行情况，避免相同的故障重复发生【4】。
第二，如果主变内部过热故障的成因是铁芯多点接地，需要进行综合测定和全面、系统的分析检查，按照实际情况，选择有针对性的处理方案。不能盲目的直接选择放电冲击或者电焊机消除，避免发生绝缘破损问题，致使主变内部过热故障进一步扩大，造成的更大的损失和后果。
第三，在进行变压器吊芯大修过程中，将油箱底部的油泥、铁芯等各种杂物清理干净，并用油进行一次全面冲洗，保证变压器相对干净之后才能继续投入使用。
第四，定期检查和维护潜油泵及冷却器，避免因为轴承磨损严重或者金属剥落，致使变压器铁芯发生多点接地故障问题【5】。
第五，在进行变压器大修中，需要注意检修工艺和内部清理工作，尤其是对铁芯槽以及每个间隙，需要用油或者是氮气进行吹洗，以保证检修质量。
【结束语】
综上所述，本文采用理论结合实践的方法，分析了电力系统主变内部过热故障的排查及处理，分析结果表明，主变内部过热故障是电力系统运行中比较常见的故障，且引发此类故障的原因比较多，不同故障其成因不同，故障排查和处理的方法，也不相同。需要结合实际情况，对故障进行全面系统的分析，确定故障的成因和位置，然后再选择有针对性的处理方法，才能及时以最快的速度处理故障，尽快恢复电力系统的稳定性，避免长时间大面积停电。
参考文献：
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[2]覃言.一起500 kV单相自耦变压器铁芯过热故障分析处理[J].低碳世界，2019，196（10）：79-80.
[3]刘奇，李舟，周斌，等.一例典型主变内部过热缺陷处理及分析[J].湖南电力，2019，247（02）：44-47.
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[5]徐书杰，李杨，姜力嘉.电力调度运行中的常见故障和处理措施[J].信息系统工程，2020，319（07）：61-62.