科 科ｌ技ｌ论Ｉ坛 何敏鸿 变压器箱沿连接螺栓过热原因分析及处理 （广东电网公司佛山供电局，广东佛山５２８２００） 摘要：变压器箱沿螺栓过热是威胁变压器安全运行的因素之一。分析了引起变压器箱沿螺栓过热的可能原因，通过某变压器箱沿连接螺栓过 热的处理实例，正确判断出过热原因是箱沿螺栓感应较大的涡电流，并提出了具体的解决方案消除了变压器箱沿螺栓过热。此外，还详细比较了消 除螺栓过热的各种方法，提出了防止变压器箱沿连接螺栓过热的建议。 关键词：变压器；漏磁；连接螺栓；过热 大容量变压器中存在较大的安匝空间密度 和较强的漏磁场，漏磁场的大小、分布规律决定了 变压器绕组和金属构件的感抗、杂散损耗，很大程 度上也决定着绕组和其他部件的温升。变压器容 量越大，强漏磁场引起的附加损耗的数值就越大， 当某些部位发热量大于预期值时，则出现过热现 象。过热故障是电力变压器较常见的故曦电力工 程师对此ｉ 亍了大量研究并取得一定成果担这些 研究往往针对变压器内部过热故障对变压器油箱 沿的连接螺栓过热故障较少提及，个别涉及螺栓 针对某变压 器箱沿螺栓过热的处理实例，在分析变压器箱沿 螺栓过热原因的基础上，较系统地提出了以“漏磁 场”分析法为主并结合有关电气试验、红外测温来 分析变压器箱沿螺栓过热故障的性质和原因的综 合诊断方法，根据实际情况尽可能地采取比较安 全、经济和合理的方法，消除隐患。 １箱沿螺栓过热的原因分析 出现箱沿螺栓过热故障的变压器型式各异， 过热螺栓的数量、温度、出现部位各不相同。造成 过热的根本原因是漏磁通。所谓漏磁通，就是指变 压器一、二次绕组所产生的磁通，没有全部通过主 磁路铁芯，也没有全部与一次和二次绕组交链，这 部分磁通经过非铁磁物质闭合，如变压器油、铁 芯、绕组或者空气等。当大量的漏磁经过油箱形成 回路闭合时，则会在上、下节油箱连接的螺栓产生 电流，引起杂散损耗，使螺栓发热。变压器油箱连 接螺栓引起的杂散损耗一般是由于绕组漏磁通和 引线漏磁通造成的。造成螺栓过热的电流可分为 短路电流与涡电流两种。 １．１箱沿螺栓流过较大的短路电流造成过 热。短路电流可能是由漏磁通（主要是大电流引线 引起）在箱沿与箱沿螺栓所构成的回路中感应出 环流，＂ｄｚ；ｉｆ￣可能是由于大容量变压器上、下节油箱 在强漏磁场中，因磁密度不同而使感应电势间存 在电位差，从而在箱沿螺栓中引起。变压器的漏磁 分布如图１所示。 ｌ２箱沿螺栓感应出较大的涡电流造成过 。出现渗油、受潮等 问题，影响变压器 的可靠运行。为此 铁 我们决定采取措施 对该变压器油箱连 心 接螺栓发热进行处 柱 理。我们对该变压 器做了两个试验：ａ 在发热的螺栓外跨 接短路线，用电流 图１变压器漏磁分布示意图 图２漏磁通集中通过螺栓情况 表测得电流为０；ｂ． ｜ ｊＬＩ 在油箱上、下法兰上各加装四个接地线，用电流表 螺栓的漏磁场，对整个变压器漏磁场的改变ｌ４方法主要是改变了变压器油箱连拨 测得电流为０。根据上述的两个试验我们可以排除 忽略不计。３．发热是由于短路电流造成的。我们对油箱进行检 螺栓所组成的电气连接，使产生致热作用的 流 铝排将电流泄放至大地，列祭 查，发现箱沿与螺栓上有漆层，且有污垢、生锈现 不能流通或通过铜、３．５３．６『Ｊ‘ 象，少数螺栓有松动隋况。综合分析认为：由于各 个变压器漏磁场的改变也可以忽略不计。ｆｌ Ｉ个螺栓与箱沿接触状况有差别，箱沿紧固螺栓松 法由于是通过降低整个油箱的漏磁场从而降低 箱连接螺栓的漏磁场，因此能影响整个变压器漏 紧也不同，因此大量的漏磁通集中通过于电气连 一 接较好的螺栓，使得这些螺栓感应较大的涡电流， 从而导致发热。我们的处理如下：对箱沿螺栓及箱 沿法兰认真清理漆层及除锈，更换生锈的螺栓，通 过力矩扳手用相同的紧固力紧固连接螺栓，并涂 抹增加导电性和防氧化性的电力脂。从而保证各 个螺栓与箱沿电气连接良好，接触状况基本一致， 使漏磁通均匀地通过连接螺栓，不至于集中通过 个别螺栓从而感应较大的涡电流使螺栓发热。 经以上处理后，消除了箱沿螺栓过热故障。 ３处理箱沿螺栓过热的方法 箱沿连接螺栓发热的本质原因在于变压器 漏磁场强过大或者分布不合理。因此处理箱沿螺 栓过热问题采取的措施主要是降低通过油箱连接 螺栓的漏磁通和保证通过的漏磁通能较均匀地通 过每个螺栓，不至于集中于少数螺栓。 ３．１对螺栓和油箱法兰面充分清脏，涂抹增 加导电性和防氧化性的电力脂，并要求各螺栓的 紧固力相同。 ３．２在发热区间换用截面积较大的螺栓，以 降低磁密度，提高散热效果。 ３．３以硅钢片充填上、下箱沿的空隙以降低 螺栓内磁通密度，或换以低磁钢、反磁钢螺栓。 ３４将因短路电流引起过热的螺栓与箱沿绝 缘，或以铝、铜排将其短路或接地。 ３＿５在油箱内上加装磁屏蔽，让漏磁通尽可 能地通过导磁性能较好的磁屏蔽装置，少穿人油 箱壁钢板。 ３．６在大电流引线附近的油箱内加装电屏 蔽，让电屏蔽装置产生的涡电流使漏磁场重新分 配，从而减少了穿入油箱的漏磁通。 述方法都使 穿过箱沿螺栓的漏磁通的大小和分布发生了变 化，也就是改变了变压器漏磁场，从而改变了变压 器的漏电抗和杂散损耗，但影响的效果大小不一。 ３－】，３２３３方法由于主要是改变了变压器油箱连接 热 漏磁场经过油箱壁形成闭合回路。当漏磁通通 过上、下节油箱交界处时，由于空气的磁阻大，大 量的漏磁通通过导磁较好的连接螺栓，使得螺杆 内的磁通密度很高，并在螺杆中感应较大的涡电 流，如图２所示。 ２箱沿螺栓过热的处理实例 某变电站 ３主变压器型号为ＳＦＺ７＿４ｏ０Ｏ １ １０，电压组合为ｌ １０／１０ｋＶ，连接组为Ｙｎｄｌ Ｉ，制造 日期１９９３年。在一次红外测试时发现，该变压器 上、下油箱一颗连接螺栓温度高达６１℃，其余螺栓 温度分布也不均匀，大概在４０￣Ｃ￣５ 左右，变压 器负荷为１７ＭＷ。虽然发热的螺栓温度不是很高， 但假如负荷再增加，螺栓的温度肯定还会上升。这 磁场的变化，特别是方法３．５，它会增加漏磁通Ｈ０ 辐向分量，从而加大绕组端部的辐向磁通的涡流 损耗及某些线饼的局部温升。所以使用方法３＿５．３．６ 应当谨慎小心，必须对加装屏蔽前后的变压器 磁场进行周密的计算和比较，然后选择合理的Ｊ Ｕ 屏蔽和磁屏蔽结构，从而做到既消除缺陷又 Ｉ 午 低变压器的安全运行能力。 ４防止箱沿螺栓过热的建议 目前，相当数量的大型电力变压器上、一卜１ 油箱的电气连接还是依靠螺栓，螺栓起着紧 ｉ 使各部分电位相等的作用。而箱沿与螺栓上涂仃 漆层，加之长期运行后，其接触面上产生氧化雌， 实际上电气接触并不可靠。因此应重视以下事 ！： ４．１红外测试仪用于变压器运行现场的榆 是非常必需和重要的。 ４．２变压器大修时，变压器油箱紧固螺柃 装前应将螺栓和法兰面充分清脏、涂抹增加导｛ 性和防氧化陛的电力脂，并要求各螺栓的紧 ，Ｊ 相同。 ４３变压器上、下节油箱法兰及螺栓处 刷 漆，使其良呼接触。 ４＿４对变压器箱沿螺栓过热原因应具体 具体分析，找出过热的主要原因，采用较为安个、 经济和合理的方法。如果用一种方法效果不显 ． 可将上述几种方法综合使用。 参考文献 『１ ．电力变压器手册 御．北京：机械工业出板 社．２０ｏ３． 将会使密封胶垫局部老化加快，从而导致变压器 闭陈家斌吨气设备故障检测诊断方法及实例 北京：中国水利水电出版社，２００３． ｆ３１赵晨．大型电力变压器箱沿螺栓过热的分析及处 理叨．变压器．１９９５，１：３５－３６． 作者简介：何敏鸿（１９７６一），男，变电助理工 程师。 责任编辑：李光旭 一４０—