铁心叠片滑落引起的变压器局部过热现象分析

　　1 引言

　　随着变压器设计和制造技术的发展， 一些变压器制造厂承诺，变压器经过正常运输状态后，在三维加速度不超过 3g 的情况下，经过必要的交接试验合格后，不经过吊芯或吊罩检查可以投入运行。但如果整个安装监管过程不当， 铁心叠片的微小位移和滑落也可以引起变压器的局部过热， 而现场投运前进行的交接试验无法证实滑落现象， 进而给变压器运行带来隐患。 笔者分析了铁心叠片滑落引起的变压器局部过热现象。

　　2  变压器性能参数

　　变压器型号为 SSZ10-31500/110， 额定容量为31500/31500/31500，额定电压及分接范围为 (110±8×1.25%)/(38.5±5%)/6.6kV， 联结组别为YNyn0d11，冷却方式为 ONAN。

　　3 故障现象

　　该变压器于 2006 年 10 月 31 日投入运行，开始油色谱分析正常， 当增至 80%负载后，2007 年 7 月26 日进行预防性油色谱分析时，发现总烃超标，H2、CH4、C2H4、C2H6显著增加，并且出现了 C2H2。 H2、CO2、总烃绝对产气速率超标，具体数据如表 1 所示。

　　通过分析，初步判断为高于 700℃的高温过热，故障涉及固体绝缘材料，热点温度在 790℃。停电检查和常规高压试验未发现疑点，直流电阻、绝缘性能和铁心绝缘基本正常。 运行条件下测得的铁心及夹件的电流为零。 经对变压器油真空滤油脱气处理 94h 后，空载运行 5 天油色谱分析未见异常。之后于 2007 年 8 月 27 日满负载运行，进行了油色谱分析追踪监控，数据如表 2 所示。

　　根据表 2 数据分析发现仍存在局部过热现象，于是决定对变压器进行解体处理， 并利用相关软件结合解体检查情况分析故障点。

　　4 故障分析

　　解体后目测发现铁心中柱和下铁轭部分铁心片有滑落， 使末级铁心的外层叠片上端部出现过热现象。因此，笔者对铁心局部漏磁场的分布情况进行了分析。

　　4.1 故障类型

　　在负载试验中出现的局部过热是由于故障时负载场(包含主磁通和漏磁场)的局部变化引起的。 铁心接缝处的磁场本身就很复杂， 而故障条件下的主-漏磁场及其局部变化使得接缝处的磁场分布更加复杂。 对于故障状态下的磁场、损耗、温度场的严格定量分析，除了要考虑故障变压器的几何结构、材料的非线性、各向异性及温度特性外，还应考虑故障引起的三相磁路的变化。所以，此项故障为三维非线性电磁-热耦合场问题。 利用计算机比较故障和非故障状态下的漏磁场，发现两者的差异，作为考察铁心片滑落影响的基础， 可以验证局部过热产生的原因。