智能电网
变压器的管理轶事
配变和台区:
前面说了变压器看起来像电网的骨干节点(输电专业举手反对)。
一是他在图上是一个点,二是经过变压器划分了电压等级,区分了管理要求。
在近十年最热的营配贯通上,变压器就充当了一个主要的连接点。在配电专业,变压器就是配变,在营销专业,把配变及其供电范围叫台区,然后在信息系统中给配变弄了个台区号。
很多搞信息化的人经常在配变和台区上搞晕。营配贯通这个事以后可以专门列一章讲解。
公变和专变:
居民用的配变都是由电网公司直接管理,叫公变(公家的变压器,有没有当家作主的感觉?)。
电力公司要提供低价高质的运维保障服务,电表以上的损耗算电网公司的,就是一亏本赚吆喝的生意。
企业、政府、事业、工商业单位的变压器叫专变,专门给他们用的变压器。由企业运维,也有很多企业转包给电网公司运维,从分界点往下的损耗算企业的,是电网公司和售电公司赚钱的地方。
计算指标:
作为电网骨干节点,变压器是各种考核指标的重点,相比线路来说,点总是比线好算。变压器装的表计又全,比线路中间节点好算得多。
相关的计算指标有:电能质量系列(电压波动、电流平衡等)、停电系列(停电时长、停电次数)、负荷计量(电量、功率等)、经济运行(负载量、过重载、轻载)等等。
经济运行:
其他指标太专业,还是钱重要。
变压器的经济运行包括两项,一个是利用率,一个是损耗。
以居民配变为例,新投的小区没人用,负荷低、高低峰差大,就叫轻载,不经济,一般95%时间平均负载率在20%以下,如是负载到80%以上,那就是重载,可能发展到超载(100%以上),要考虑扩容。
20%~80%算是经济运行,是电网公司最想看到的,其实小区因为波峰谷平差异太大,好的情况也就30%的全时间平均负载。
损耗是传输介质天生自带的,有空载损耗(铁损)和负载损耗(铜损),两者对电力公司都不是好事,铁损改善靠厂家改良材质,铜损改善靠提升前面说的利用率。
变压器的运行
变压器管理聊完了,我们再来看看运行方面。变压器的运行是有标准的,需要时刻注意它的温度、负荷情况和电压等,如果放任它不管,很可能就“挂了”。
1、允许温度
以干式变压器为例,允许温度一般不宜超过110度,最高也不得超过120度。
其它型号的变压器可根据具体的说明要求。
2、允许负荷
变压器一般不应超过额定容量运行,但允许正常过负荷运行,过负荷运行时不能超过变压器容量的10%,而且要注意温升。
3、变压器三相不平衡负荷
当三相不平衡时应该监视最大一相的电流,如果发现三相电流严重不平衡,应及时进行调节单相用电设备负荷的平均分配。
4、允许波动电压
变压器电源电压一般不得超过额定值的5%,也就是10KV线路电压不得超过10.5KV,不得低于9.5KV。
变压器过负荷要求
变压器过负荷是一件很正常的事情,毕竟如果发生了事故,保证不断电才是最需要考虑的事情,绝缘老化这种都要靠边站。
但也不能老让变压器过负荷运行,还是有要求的:
变压器过负荷要求
1、允许过负荷
变压器允许过负荷指过负荷程度不大,且在过负荷前的负荷较轻,变压器油温并不高,绕组的热点温度不会达到有危害的程度。
2、限制过负荷
变压器过负荷程度较大,使油温升高,绕组的热点温度可能达到有危害的程度,但还未达到危险的程度。这时变压器虽然能继续运行,但会使绝缘强度下降,威胁变压器的安全,影响变压器的寿命,这种过负荷是必须加以限制的。
3、禁止过负荷
变压器过负荷程度较大,时间较长,使油温已经超过了允许值,绕组的热点温度已经达到危险程度。如果继续运行,热点周围的绝缘油会分解产生气泡,绝缘强度严重下降,这种过负荷是必须禁止的。
变压器的运维
变压器运维检修
除了要密切关注变压器过负荷情况,变压器日常的运行和维护还需要注意哪些方面呢?
像是绝缘油质量、防止超温等等,都是变压器日常运维时需要注意的点。
变压器的运维
防止变压器过载运行:
如果长期过载运行,会引起线圈发热,使绝缘逐渐老化,造成匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解。
保证绝缘油质量:
变压器绝缘油在贮存、运输或运行维护中,若油质量差或杂质、水分过多,会降低绝缘强度。当绝缘强度降低到一定值时,变压器就会短路而引起电火花、电弧或出现危险温度。因此,运行中变压器应定期化验油质,不合格的油应及时更换。
防止变压器铁芯绝缘老化损坏:
铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏,会使铁芯产生很大的涡流,引起铁芯长期发热造成绝缘老化。
防止检修不慎破坏绝缘:
变压器检修吊芯时,应注意保护线圈或绝缘套管,如果发现有擦破损伤,应及时处理。
保证导线接触良好
线圈内部接头接触不良,线圈之间的连接点、引至高、低压侧套管的接点、以及分接开关上各支点接触不良,会产生局部过热,破坏绝缘,发生短路或断路。此时所产生的高温电弧会使绝缘油分解,产生大量气体,变压器内压力加。当压力超过瓦斯断电器保护定值而不跳闸时,会发生爆炸。
防止电击
电力变压器的电源一般通过架空线而来,而架空线很容易遭受雷击,变压器会因击穿绝缘而烧毁。
短路保护要可靠
变压器线圈或负载发生短路,变压器将承受相当大的短路电流,如果保护系统失灵或保护定值过大,就有可能烧毁变压器。为此,必须安装可靠的短路保护装置。
保持良好的接地
对于采用保护接零的低压系统,变压器低压侧中性点要直接接地当三相负载不平衡时,零线上会出现电流。当这一电流过大而接触电阻又较大时,接地点就会出现高温,引燃周围的可燃物质。
防止超温
变压器运行时应监视温度的变化。如果变压器线圈导线是A级绝缘,其绝缘体以纸和棉纱为主,温度的高低对绝缘和使用寿命的影响很大,温度每升高8℃,绝缘寿命要减少50%左右。
所以变压器运行时,一定要保持良好的通风和冷却,必要时可采取强制通风,以达到降低变压器温升的目的。
变压器的损耗计算
前面也有提到,损耗是传输介质天生自带的,有空载损耗(铁损)和负载损耗(铜损)。要如何计算变压器损耗了多少呢?
其实,变压器损耗最少的经济运行点,是在负载率为0.5-0.6时,也就是变压器铁损与铜损相等时。可以根据变压器的经济运行点,决定是否将变压器并列运行。
一般变压器的功率损耗可按下式计算:
△P=△P0+(Scp/Sn)*△Psc
式中△P0=变压器的空载损耗;
△Psc=变压器的短路损耗;
△P=变压器的总损耗;
Scp=变压器的平均容量;
Sn=变压器的额定容量
为了提高效率,可以避免变压器在较低负荷下运行。
编辑:黄飞
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