电力变压器运维技术相关知识详解

　　什么是电力变压器

　　电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

　　电力变压器外形图

　　三相油浸式电力变压器外形图

　　1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车

　　电力变压器作用

　　电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。

　　变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。

　　变压器的额定运行方式

　　1.变压器电压变化的允许范围

　　当电压低于变压器的额定电压时，对变压器没有大的影响，只降低变压器的出力；

　　当电压高于变压器的额定电压时，变压器铁芯损耗和无功损失增加，并对变压器绝缘产生一定的影响。

　　电压偏差士5％范围。变压器一次电压在额定值的士5％内，二次侧就可以带额定出力运行。

　　2、变压器的发热和冷却

　　绕组和铁芯中的电能损耗全部转化为热量，使变压器的各部分温度升高，各部分的温度升高并不均匀。

　　散热过程：热量从绕组和铁芯传到变压器油中，热油的热量经散热器传到周围空气中。

　　散热过程的特点：铁芯、高压绕组、低压绕组产生的热量全部传给油；在整个发热散热过程中，各部分温差较大，绕组的温度最高；大容量变压器损耗大，发热量大，需采用强迫油循环风冷或强迫油循环水冷，更大容量的采用导向冷却，在高低压绕组内部设置一定的油路，可大大提高散热效率。

　　3、变压器允许温度和温升

　　变压器的允许温度取决于绝缘材料。油浸式变压器采用纸和油绝缘。

　　变压器绕组在温度最高点为98℃时，可使用年限为20－30年。实际运行时，绕组温度最高点温度一般都小于98℃，变压器的使用寿命均可超过30年。

　　变压器运行时，重点监视绕组温度和顶层油温。

　　变压器超温保护配置，超过低温定值时发报警信号，当温度超过高温定值时跳闸。

　　4、变压器过负荷能力

　　变压器正常运行时，日负荷曲线的负荷率大多小于1。根据等值老化原则，只要使变压器在过负荷期间多损耗的寿命和在欠负荷期间少损耗的寿命能相互补偿，则仍可获得规定的使用年限。变压器的正常过负荷能力就是以不牺牲正常寿命为原则而制定的。即在整个时间间隔内，只要做到变压器绝缘老化率小于或等于1即可，且满足以下条件：

　　（1）过负荷期间，绕组最热点的温度不得超过140℃，上层油温不得超过95℃；

　　（2）变压器的最大过负荷不得超过额定负荷的50％

　　当系统发生故障时，首要任务是设法保证不间断供电，而变压器绝缘的老化加速则是次要的，事故过负荷是以牺牲变压器的寿命为代价的。绝缘老化率允许比正常过负荷时高得多。事故过负荷也称急救负荷，是在较短的时间内，让变压器多带一些负荷，以作急用。为保证可靠性，在确定变压器事故过负荷的允许值时，一般事故过负荷时绕组最热点的温度也不得超过140℃，负荷电流不得超过额定值两倍。

　　变压器过负荷运行时注意事项

　　（1）全天满负荷运行的变压器不宜过负荷运行。

　　（2）变压器在低负荷运行，变压器高峰负荷所允许的过负荷情况和持续时间有严格的限制。

　　（3）夏季低负荷，冬季可适当过负荷运行，过负荷15％内。

　　（4）一般情况下，油浸自冷和油浸风冷变压器过负荷不得超过30％；强迫油循环风冷或水冷变压器过负荷不得超过20％。

　　（5）过负荷运行时，冷却器全部投入运行。

　　变压器绝缘电阻的允许值

　　检修后、长期停用或备用的变压器，在投运前，需测量绝缘电阻。

　　变压器绝缘电阻值的规定：

　　（1）与上次测量结果比较，不得低于70％。

　　（2）500V以下，绝缘电阻不得低于0．5MΩ；500V以上，每千伏不低于1MΩ。

　　（3）高低压绕组对地吸收比不小于1.3。

　　（4）双绕组测量项目：一次侧对地、二次侧对地、次侧对二次侧绝缘电阻。

　　变压器的检查

　　1、送电前的检查

　　工作票终结，恢复到检修前的安全措施。

　　打开瓦斯继电器放气阀，放完气体，关好阀门。

　　冷却器电源投入，冷却器运行正常。变压器油位正常。

　　变压器无漏油现象。

　　2、运行中的检查

　　变压器油枕油位、油色正常，无渗油。

　　套管无渗油，无破损，无放电现象。

　　变压器声音正常，硅胶干燥。

　　变压器本体无渗油。

　　变压器油温及温控器正常。

　　油系统阀门开闭正确，风扇、油泵运行正常瓦斯继电器内无气体，继电器与油枕间阀门开启。

　　干式变压器温度指示是否正确，冷却风扇是否工作正常。

　　环境温度过高或过低时，检查变压器油位是否在正常范围

　　雨雪天气，检查有无放电情况。

　　投运72小时内，增加检査次数。

　　瓦斯保护及分接开关的运行

　　1、瓦斯保护装置的运行

　　正常运行时，重瓦斯保护压板投跳闸位置，轻瓦斯保护投信号位置。特殊情况下，重瓦斯保护压板需改投信号位置。

　　工作中最常见的情况是，变压器经检修换油或滤油后，重新投入运行的开始一段时间内，一般2－3天，到放气无气体或气泡后，再把重瓦斯保护投到跳闸位置。

　　2、分接开关的运行与维护

　　1.无载调压：在改变分接头位置时，正反方向各转几圈，消除触头上的氧化膜及油污，注意位置的正确性。改变分接头位置后，要测量直流电阻是否合格。

　　2.有载调压：每三个月取一次油样做化验；电动操作机构检查保持良好状态；变换5000次后，抽出检查。（若在停运情况下改变分接头，同样要测量直流电阻是否合格）

　　呼吸器及硅胶的运行

　　呼吸器使油枕内的气体通过它进行呼吸，清除杂质，防止油枕内的油与大气直接接触，将潮气带到变压器内。

　　呼吸器内硅胶受潮变为粉红色时，需要更换新硅胶或对硅胶进行烘潮处理。

　　净油器：相当于滤油器，消除油中的水分、杂质等。（较少采用）

　　变压器油的运行

　　1.变压器中油的作用：绝缘和冷却。（断路器中油的作用：绝缘和灭弧）

　　2.变压器带上负荷后，油的温度会逐渐升高，油温的升高加快了油的氧化速度，严重时会使绝缘油变质，油的绝缘强度也会迅速下降。

　　3.一般情况下，60－70℃时，油的老化过程很缓慢，而正常运行的变压器油温度基本都在这一区间。温度到120℃时，油的氧化开始加剧。

　　定期或根据需要对油进行取样化验