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[摘 要]近年来，我国电力工程事业发展势头迅猛，对变压器的应用提出了新的要求，研究其绕组异常发热故障的检查及预防有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了绕组异常发热的多方面原因及危害，并结合相关实践经验，就绕组异常发热故障的检查及预防方法展开了探讨，阐述了个人对此的几点看法，希望有助于相关工作的实践。
[关键词] 变压器；绕组；异常发热；检查；预防
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0237-01
一、前言
作为变压器应用中的重要工作，对其绕组异常发热故障的检查及预防至关重要。该项课题的研究，将会更好地提升检查及预防绕组异常发热的实践水平，从而通过合理化的措施对其应用效果进行有效提升。
二、概述
在电网建设飞速发展的今天，电网容量的不断增长，电网虽然是强大，但同时危险隐患点也增加了。尤其以电网核心设备变压器的安全运行关系全局，建立起一套变压器绕组检测档案机制十分必要。特别是对运行多年，已进入事故发生高危期的变压器来说，做好检查及预防工作更是刻不容缓。
变压器过热故障是常见的多发性故障，变压器过热对变压器的安全运行和使用寿命带来严重威胁。因此，分析、判断和预防变压器过热故障已成为变压器运行和维护部门十分关注的问题。随着现代试验方式的不断发展，许多新的试验项目的出现，变压器的预防性试验已经越来越完善。
引起变压器故障发热的几个原因：铁心过热故障通常是由于设计、制造、安装等质量问题和运行中外界环境因素引起的铁心多点接地或短路而产生；绕组过热故障绕组过热又可分为发热异常型、散热异常型和异常运行型；引线分流故障；铁心拉板过热故障；涡流集中引起的油箱局部过热；分接开关动、静触头接触不良；散热或冷却效果差引起的过热。
三、绕组异常发热的原因及危害
1.造成变压器绕组异常发热的原因
（一）短路故障电流冲击
电力变压器在运行过程中，如遇上短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近距离短路故障，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力（是正常运行时的数十倍至数百倍），并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形。
（二）在运输或安装过程中受到冲撞
在长途运输或安装过程中，变压器可能会受到意外的冲撞、颠簸和振动等，导致绕组发生变形。有的电力变压器投入时间不长就发生突发性事故，很可能与上述情况有关。
（三）保护系统有死区，动作失灵。
目前，电网的保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长。也是造成绕组变形事故的原因之一。
（四）绕组承受短路能力不够。
2.绕组异常发热造成的危害
（一）绝缘距离发生变化，或固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到过电压作用时，绕组便有可能发生铁心放电击穿的事故，即使在正常运行电压下，因局部放电的长期作用，绝缘损伤部位逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故。
（二）绕组机械性能下降，当再次遭受到短路电流冲击时，将承受不住巨大的冲击电动力的作用而发生损坏事故。
（三）累积效应。运行经验表明，运行变压器一旦发生绕组变形，将导致累积效应。
四、绕组异常发热故障的检查及预防方法
造成变压器绕组变形的原因有很多种，最常见的有（a）短路故障电流冲击、（b）在运输或安装过程中受到碰撞、（c）保护系统有死区，动作失灵。存在绕组变形的变压器除少数直接破坏不能继续运行以外，一般情况下都能继续投运，但这样的带“病”运行对于电网的安全是一种隐患，因此我们必须对变压器绕组变形进行检测，判断其变形的严重程度，并根据诊断结果制定相应的运维策略，常见的变压器绕组异常发热故障检查方法有：
1.低压脉冲法
其原理如下：当频率超过1kHz时，变压器的铁芯基本上不起作用，绕组本身可视为一个由电阻、电感及电容等分布参数构成的无源线性双端口网络，绕组发生变形后，必然会引起网络分布参数的变化，从而使绕组对低压脉冲的响应发生变化。这样，就可以通过比较绕组对低压脉冲的响应波形来判断绕组是否发生了变形。
低压脉冲法的主要用途是确定变压器是否通过短路试验，但在现场试验中，尚受测试过程中各种电磁干扰的影响，可重复性较差，且对绕组首端位置的故障响应不灵敏，较难判断绕组变形位置。
2.频率响应分析法
频响分析法是由加拿大的E.P.Dick和C.C.Erven提出的，随后在世界各地得到广泛的应用，被认为可以检测相当于短路阻抗变化0.2%的绕组变形或轴向尺寸变化0.3%的绕组变形。在频率高于1kHz时，变压器绕组可以等效为一个无源、线形、单端输入-单端输出的网络。
这种网络可以用频率特性来描述，而且一个网络对应着唯一的一条频响特性曲线。当绕组发生变形时，网络参数如电感或电容发生变化，该网络的频响特性曲线也随之变化。变压器绕组频响试验，实际上就是通过比较变压器事故前后绕组频响特性曲线的变化来判断绕组是否存在变形。频响分析法降低了电磁干扰的影响，具有测量灵敏度高、测试重复性较好、仪器操作简单方便的优点。它可在变压器不放油、不吊罩的情况下确定变压器绕组有无形变，指导变压器的抢修工作，缩短抢修时间。基于上述优点，此方法是目前在现场应用最广泛的检测方法，《中华人民共和国电力行业标准》对电力变压器绕组变形的频率响应分析方法有详细的描述，也是我所试验部开展变压器绕组变形检测试验所采用的方法。
频响分析法的具体实施过程为：将一正弦扫频信号输入被测变压器，记录输入端和输出端的电压幅值和相位，通过处理得到被测绕组的频响特性曲线，再通过比较当前曲线和历史曲线、不同相的曲线、同型号变压器曲线等，判断绕组是否存在变形。
3.短路阻抗法
阻抗法是通过测量工频电压下，变压器绕组的短路阻抗或漏抗来诊断绕组变形的。短路阻抗包括漏抗和绕组的电阻分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗主要是漏抗的数值，因此阻抗可以反映漏抗的变化，并且测量阻抗比测量漏抗更容易实现。变压器的漏抗值由绕组的几何尺寸决定，变压器绕组结构的改变必然会引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗的改变。因此可用短路阻抗的变化来判断变压器绕组是否变形，只要将测得的短路阻抗与变压器正常时的测量值（如出厂数据）相比即可。
4.内窥镜法
内窥镜法称为视频窥视技术，它是将一个配有高强光源及高清晰数字摄像机的探头深入变压器的绕组之间或绕组与铁芯之间进行实物拍照，对绕组情况可做到一目了然，很直观的得出变压器绕组是否变形。内部是否有异物、放电点位置、绕组排列是否整齐等，这是一个全新方法。利用此技術，只需现场吊罩，不需将变压器返厂拆铁扼。拔线圈检查绕组状况，大大缩短变压器停电时间。但是该方法很难对变压器绕组进行全面检查，而且探头及其配套光缆要进入变压器内部，易带入杂质，所以该方法在工程应用上需进一步的研究。
五、结束语
通过对变压器绕组异常发热故障检查及预防的研究分析，我们可以发现，该项工作良好效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从变压器应用的客观环境出发，研究制定最为符合实际的绕组发热故障检查与预防策略。
参考文献
[1] 范天元，赵亚玲，边军刚等.绕组变形测试在电力变压器上的应用[J].西北电力技术.2014（06）：35-37.
[2] 黄华.阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形[J].高电压技术.2014（02）：70-71.
[3] 秦少臻，土环，李彦明等.检测变压器绕组变形的低压脉冲法的研究[J].变压器.2015（07）：24-29.a
[关键词] 变压器；绕组；异常发热；检查；预防
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0237-01
一、前言
作为变压器应用中的重要工作，对其绕组异常发热故障的检查及预防至关重要。该项课题的研究，将会更好地提升检查及预防绕组异常发热的实践水平，从而通过合理化的措施对其应用效果进行有效提升。
二、概述
在电网建设飞速发展的今天，电网容量的不断增长，电网虽然是强大，但同时危险隐患点也增加了。尤其以电网核心设备变压器的安全运行关系全局，建立起一套变压器绕组检测档案机制十分必要。特别是对运行多年，已进入事故发生高危期的变压器来说，做好检查及预防工作更是刻不容缓。
变压器过热故障是常见的多发性故障，变压器过热对变压器的安全运行和使用寿命带来严重威胁。因此，分析、判断和预防变压器过热故障已成为变压器运行和维护部门十分关注的问题。随着现代试验方式的不断发展，许多新的试验项目的出现，变压器的预防性试验已经越来越完善。
引起变压器故障发热的几个原因：铁心过热故障通常是由于设计、制造、安装等质量问题和运行中外界环境因素引起的铁心多点接地或短路而产生；绕组过热故障绕组过热又可分为发热异常型、散热异常型和异常运行型；引线分流故障；铁心拉板过热故障；涡流集中引起的油箱局部过热；分接开关动、静触头接触不良；散热或冷却效果差引起的过热。
三、绕组异常发热的原因及危害
1.造成变压器绕组异常发热的原因
（一）短路故障电流冲击
电力变压器在运行过程中，如遇上短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近距离短路故障，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力（是正常运行时的数十倍至数百倍），并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形。
（二）在运输或安装过程中受到冲撞
在长途运输或安装过程中，变压器可能会受到意外的冲撞、颠簸和振动等，导致绕组发生变形。有的电力变压器投入时间不长就发生突发性事故，很可能与上述情况有关。
（三）保护系统有死区，动作失灵。
目前，电网的保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长。也是造成绕组变形事故的原因之一。
（四）绕组承受短路能力不够。
2.绕组异常发热造成的危害
（一）绝缘距离发生变化，或固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到过电压作用时，绕组便有可能发生铁心放电击穿的事故，即使在正常运行电压下，因局部放电的长期作用，绝缘损伤部位逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故。
（二）绕组机械性能下降，当再次遭受到短路电流冲击时，将承受不住巨大的冲击电动力的作用而发生损坏事故。
（三）累积效应。运行经验表明，运行变压器一旦发生绕组变形，将导致累积效应。
四、绕组异常发热故障的检查及预防方法
造成变压器绕组变形的原因有很多种，最常见的有（a）短路故障电流冲击、（b）在运输或安装过程中受到碰撞、（c）保护系统有死区，动作失灵。存在绕组变形的变压器除少数直接破坏不能继续运行以外，一般情况下都能继续投运，但这样的带“病”运行对于电网的安全是一种隐患，因此我们必须对变压器绕组变形进行检测，判断其变形的严重程度，并根据诊断结果制定相应的运维策略，常见的变压器绕组异常发热故障检查方法有：
1.低压脉冲法
其原理如下：当频率超过1kHz时，变压器的铁芯基本上不起作用，绕组本身可视为一个由电阻、电感及电容等分布参数构成的无源线性双端口网络，绕组发生变形后，必然会引起网络分布参数的变化，从而使绕组对低压脉冲的响应发生变化。这样，就可以通过比较绕组对低压脉冲的响应波形来判断绕组是否发生了变形。
低压脉冲法的主要用途是确定变压器是否通过短路试验，但在现场试验中，尚受测试过程中各种电磁干扰的影响，可重复性较差，且对绕组首端位置的故障响应不灵敏，较难判断绕组变形位置。
2.频率响应分析法
频响分析法是由加拿大的E.P.Dick和C.C.Erven提出的，随后在世界各地得到广泛的应用，被认为可以检测相当于短路阻抗变化0.2%的绕组变形或轴向尺寸变化0.3%的绕组变形。在频率高于1kHz时，变压器绕组可以等效为一个无源、线形、单端输入-单端输出的网络。
这种网络可以用频率特性来描述，而且一个网络对应着唯一的一条频响特性曲线。当绕组发生变形时，网络参数如电感或电容发生变化，该网络的频响特性曲线也随之变化。变压器绕组频响试验，实际上就是通过比较变压器事故前后绕组频响特性曲线的变化来判断绕组是否存在变形。频响分析法降低了电磁干扰的影响，具有测量灵敏度高、测试重复性较好、仪器操作简单方便的优点。它可在变压器不放油、不吊罩的情况下确定变压器绕组有无形变，指导变压器的抢修工作，缩短抢修时间。基于上述优点，此方法是目前在现场应用最广泛的检测方法，《中华人民共和国电力行业标准》对电力变压器绕组变形的频率响应分析方法有详细的描述，也是我所试验部开展变压器绕组变形检测试验所采用的方法。
频响分析法的具体实施过程为：将一正弦扫频信号输入被测变压器，记录输入端和输出端的电压幅值和相位，通过处理得到被测绕组的频响特性曲线，再通过比较当前曲线和历史曲线、不同相的曲线、同型号变压器曲线等，判断绕组是否存在变形。
3.短路阻抗法
阻抗法是通过测量工频电压下，变压器绕组的短路阻抗或漏抗来诊断绕组变形的。短路阻抗包括漏抗和绕组的电阻分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗主要是漏抗的数值，因此阻抗可以反映漏抗的变化，并且测量阻抗比测量漏抗更容易实现。变压器的漏抗值由绕组的几何尺寸决定，变压器绕组结构的改变必然会引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗的改变。因此可用短路阻抗的变化来判断变压器绕组是否变形，只要将测得的短路阻抗与变压器正常时的测量值（如出厂数据）相比即可。
4.内窥镜法
内窥镜法称为视频窥视技术，它是将一个配有高强光源及高清晰数字摄像机的探头深入变压器的绕组之间或绕组与铁芯之间进行实物拍照，对绕组情况可做到一目了然，很直观的得出变压器绕组是否变形。内部是否有异物、放电点位置、绕组排列是否整齐等，这是一个全新方法。利用此技術，只需现场吊罩，不需将变压器返厂拆铁扼。拔线圈检查绕组状况，大大缩短变压器停电时间。但是该方法很难对变压器绕组进行全面检查，而且探头及其配套光缆要进入变压器内部，易带入杂质，所以该方法在工程应用上需进一步的研究。
五、结束语
通过对变压器绕组异常发热故障检查及预防的研究分析，我们可以发现，该项工作良好效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从变压器应用的客观环境出发，研究制定最为符合实际的绕组发热故障检查与预防策略。
参考文献
[1] 范天元，赵亚玲，边军刚等.绕组变形测试在电力变压器上的应用[J].西北电力技术.2014（06）：35-37.
[2] 黄华.阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形[J].高电压技术.2014（02）：70-71.
[3] 秦少臻，土环，李彦明等.检测变压器绕组变形的低压脉冲法的研究[J].变压器.2015（07）：24-29.a