主变压器油温异常升高故障诊断与运行优化研究

赛伟鹏

身份证号：411104199607070056

摘要：主变压器作为变电站电能调压、能量转换的核心一次设备，绝缘油温度是反映本体运行工况、内部健康状态的核心监测指标，油温异常攀升属于变电站高发隐性故障。油温非正常升高会加速绝缘油老化变质、击穿内部绝缘构件，弱化绕组绝缘性能，诱发绕组形变、绝缘击穿、设备停运甚至火灾安全事故，威胁变电站整体供电稳定性。本文结合油浸式主变常规运维工况，梳理主变油温异常升高外部诱因、本体内部故障诱因，划分良性温升与故障性温升差异，剖析多维度故障诊断研判流程与检测技术，提出针对性故障处置方案、设备运维策略与系统运行优化措施。

关键词：主变压器；油温异常；故障诊断；

引言

油浸式主变压器依靠绝缘油完成绕组热量传导、设备散热与内部绝缘防护，设备运行过程中绕组损耗、铁芯损耗会产生常规热量，依托外置散热装置实现热量均衡散逸，维持油温处于标准运行区间。在变电站长期运维工作中，受设备本体缺陷、散热系统故障、外部环境干扰、负荷工况波动、运维管护缺失多重因素影响，主变表层油温、底层油温会出现无规律异常上升，区别于正常负荷波动引发的良性温升。现阶段部分运维人员易混淆工况温升与故障温升，故障研判滞后、处置方案粗放，极易造成隐患持续扩大。立足主变结构原理，厘清油温异常故障机理，搭建标准化诊断流程。

一、主变压器油温异常升高类型及核心诱因分析

1.1 非故障类良性温升诱因

此类油温升高无设备本体器质性损伤，属于工况适配性温度波动。电网用电负荷高峰期主变承载输送负荷提升，铁芯与绕组有功损耗自然增加，产热量同步上升；夏季高温、强光暴晒、通风不畅外部环境，抬高设备基础环境温度，散热温差缩减导致散热效率下降；主变周边围挡、植被遮挡通风空间，箱体表层热堆积，引发油温小幅抬升，此类温度变化趋势平缓、设备无附加异常工况，无需停机检修。

1.2 外部附属系统故障诱因

散热附属系统失效是油温异常高发诱因，风冷、强油循环散热风机、潜油泵卡滞、电机绕组烧毁，造成散热动力缺失；散热片、油管表面附着粉尘、柳絮、油污杂物，堵塞散热通路，大幅降低换热效率。同时温控采集模块、温度传感装置漂移失灵，传输虚假温度信号，出现显示油温异常，设备本体实际工况无异常，属于二次辅助设备故障。

1.3 变压器本体内部器质性故障

内部故障为高危故障诱因，铁芯接地短路、硅钢片绝缘破损引发铁芯涡流损耗激增，非正常产热加剧；绕组匝间、层间绝缘老化破损，出现隐性短路故障，绕组局部过热；绝缘油长期服役氧化劣化，油体杂质增多、导热性能衰减，内部热量传导受阻。此外箱体内部部件松动、接触点位电阻增大，局部过热扩散至油体，引发全域油温快速攀升，隐患危害性极强。

1.4 运维与工况调控诱因

设备周期性检修缺位，未及时更换老化绝缘油、清理散热结构污垢；电网调度负荷分配不合理，主变长期过载、超额定工况运行；设备安装阶段油路布设不规范，内部油液循环流通不畅，热量局部淤积，多重运维与调度管理问题叠加，诱发持续性油温异常。

二、主变油温异常标准化分层故障诊断技术

2.1 工况比对初步研判诊断

调取主变历史运行台账、同期负荷数据、环境温度参数，横向比对同工况下标准油温区间，区分环境、负荷引发的良性温升与故障温升。观察油温上升速率、昼夜温度回落特性，良性温升随负荷降低、夜间降温快速回落，故障性油温居高不下、回落迟缓，完成首轮快速筛查。

2.2 外部附属设备逐项排查诊断

优先开展无接触外部巡检诊断，核查散热风机、循环油泵启停工况、运行异响，排查散热表面积灰堵塞问题；校验温度采集传感终端、温控二次回路，校准信号传输偏差，排除仪表假性故障。核验箱体阀门、油路接头开闭状态，排查油路节流、循环阻滞问题，快速定位附属设备类故障点位。

2.3 油化试验绝缘介质诊断技术

抽取主变内部绝缘油开展理化特性检测，研判油体介损、杂质含量、裂解产物变化规律，依托油液组分变化反向推演内部过热故障位置。若油体劣化指标超标、特征产物增多，判定设备内部绕组、铁芯存在局部过热缺陷，精准区分外部散热故障与内部本体故障，规避盲目开箱拆解检修。

2.4 内部电气联动试验诊断

隔离主变开展停电电气试验，检测绕组直流电阻、铁芯接地电流、本体绝缘电阻参数，对照出厂标准工况参数锁定内部故障区段。结合声学异响巡检、箱体局部温度红外测温，定位箱体内部过热点位，完成故障根源精准定位，构建外观巡检、油化检测、电气试验一体化诊断体系。

三、油温异常故障针对性处置措施

3.1 良性工况温升柔性处置

针对负荷、环境引发正常温升，联动电网调度优化负荷分流，均衡片区主变承载负荷；清理设备周边遮挡杂物，优化室外通风散热条件，增设外部遮阳防护结构，弱化阳光直射热叠加，无需拆解设备即可实现油温回落。

3.2 散热系统故障快速整改

更换故障散热风机、循环潜油泵，修复温控失灵控制回路；高压冲洗散热管路与散热片附着污垢，打通油液循环与空气换热通路；校正故障温度传感器与温控模块，修复测温信号失真问题，恢复散热系统全域换热能力。

3.3 本体内部故障停机消缺

确诊铁芯、绕组内部过热故障后执行设备停电隔离，开展绕组绝缘修补、铁芯接地故障消缺处理；过滤劣化绝缘油、补充合规新绝缘油，修复内部循环油路淤积问题，消除内部局部热源，从根源解决本体过热问题。

四、主变压器长效运行优化及运维提升策略

4.1 优化电网负荷调度分配

结合季节负荷、用电峰谷变化规律统筹台区负荷调度，规避单台主变长期重载、过载运行，均衡站内多台主变负荷配比。贴合设备温度阈值划定负荷预警区间，建立负荷-油温联动调控机制，从运行调度层面削减超额产热源头。

4.2 构建散热系统常态化运维体系

制定季节性专项运维方案，定期清理散热装置、外置管路污垢杂物；换季校验温控启停逻辑、风机联动程序，保障散热装置投切响应及时。高温汛期前完成散热附属设备全域检修，提前处置电机老化、油路渗漏潜在隐患，保障散热系统稳态履职。

4.3 优化绝缘油与本体周期性管护

按照设备运维周期开展绝缘油抽样检测、压力补气作业，及时过滤老化油液、更换劣化绝缘介质，保障油体导热、绝缘双重性能。定期开展铁芯接地电流、绕组状态带电检测，实现内部过热隐患超前预警，变事后抢修为预判预控。

4.4 完善故障台账与人员技能管控

建立油温异常故障专项台账，复盘历年温升故障诱因、处置流程，梳理场站高频故障短板。强化运维人员分层诊断技能培训，厘清假性温升、良性温升、本体故障温升研判要点，提升现场快速诊断、分级处置能力。

五、结论

主变压器油温异常升高分为环境负荷类良性温升、附属散热故障、二次仪表故障、设备本体内部故障四类，故障隐蔽性强、危害梯度差异大，盲目处置易延误高危隐患整改或造成不必要停机。依托外观巡检、工况比对、油化试验、电气试验分层诊断技术，可精准甄别故障根源，匹配分级处置方案。通过优化负荷调度、完善散热运维、本体状态带电监测、台账闭环管理多项运行优化措施，能够从源头降低油温异常故障发生率，提升主变压器运行稳定性与使用寿命，保障变电站一次设备安全可靠运行，契合变电运维精益化管控要求。

参考文献

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