高壓配電設(shè)備及其運(yùn)行.doc

1、高壓配電設(shè)備及其運(yùn)行(連載三) 北京地區(qū)電氣規(guī)程匯編編寫組 1電力變壓器的運(yùn)行 為了保證變壓器的安全運(yùn)行，電氣運(yùn)行人員必須掌握有關(guān)變壓器運(yùn)行的基本知識(shí)，加強(qiáng)運(yùn)行過程中的巡視和檢查，做好經(jīng)常性的維護(hù)和檢修工作，以及按期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除絕緣缺陷。 (1)允許溫度和溫升： 允許溫度：變壓器運(yùn)行時(shí)各部分的溫度是不相同的，繞組溫度最高，其次是鐵芯，絕緣油的溫度最低。為了便于監(jiān)視運(yùn)行中變壓器各部分溫度的情況，規(guī)定以上層油溫來確定變壓器運(yùn)行中的允許溫度。變壓器的允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料。我國(guó)電力變壓器大部分采用a級(jí)絕緣，即浸漬處理過的有機(jī)材料，如紙、木材、棉紗等。對(duì)于a級(jí)絕緣的變壓

2、器在正常運(yùn)行中，當(dāng)周圍空氣溫度最高為40時(shí)，變壓器繞組的極限工作溫度為105。由于繞組的平均溫度比油溫高10，同時(shí)為了防止油質(zhì)劣化，所以規(guī)定變壓器上層油溫最高不超過95，而在正常情況下，為使絕緣油不致過速氧化，上層油溫不應(yīng)超過85。 若變壓器的溫度長(zhǎng)時(shí)間超過允許值，則變壓器的絕緣容易損壞。因?yàn)榻^緣長(zhǎng)期受熱后要老化，溫度越高，絕緣老化越快。當(dāng)絕緣老化到一定程度時(shí)，在運(yùn)行振動(dòng)和電動(dòng)力作用下，絕緣容易破裂，且易發(fā)生電氣擊穿而造成故障。 此外，當(dāng)變壓器絕緣的工作溫度超過允許值后，由于絕緣的老化過程加快，其使用壽命縮短。使用年限的減少一般可按八度規(guī)則計(jì)算，即溫度每升高8，使用年限將減少1/2。 例如：絕

3、緣工作溫度為95時(shí)，使用年限為20年；絕緣工作溫度為105時(shí)，使用年限為7年；絕緣工作溫度為120時(shí)，使用年限為2年。 可見，變壓器的使用年限主要決定于繞組的運(yùn)行溫度。因此，變壓器必須在其允許的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，以保證變壓器合理使用壽命。 溫升：變壓器溫度與周圍空氣溫度的差值叫變壓器的溫升。當(dāng)變壓器的溫度升高時(shí)，繞組的電阻會(huì)增大，使銅損增加。因此對(duì)變壓器在額定負(fù)荷時(shí)各部分溫升作出的規(guī)定為允許溫升。 對(duì)a級(jí)絕緣的變壓器，周圍最高溫度為40時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞組的溫升為45。只要上層油溫及其溫升不超過規(guī)定值，就能保證變壓器在規(guī)定的使用年限內(nèi)安全運(yùn)行。 (2)允許的過負(fù)荷運(yùn)行方式： 變壓器的過負(fù)荷能力，

4、是指它在較短的時(shí)間內(nèi)，所能輸出的最大容量。在不損害變壓器絕緣和降低變壓器使用壽命的條件下，它能大于變壓器的額定容量。因此，變壓器的額定容量和過負(fù)荷能力具有不同的意義。 變壓器的過負(fù)荷能力，可分為在正常情況下的過負(fù)荷能力和事故情況下的過負(fù)荷能力。變壓器正常過負(fù)荷能力可以經(jīng)常使用，而事故過負(fù)荷能力只允許在事故情況下使用(例如運(yùn)行中的若干臺(tái)變壓器中有一臺(tái)損壞，又無備用變壓器，則其余變壓器允許按事故過負(fù)荷運(yùn)行)。變壓器存在較大的缺陷(例如，冷卻系統(tǒng)不正常，嚴(yán)重漏油等)時(shí)，不準(zhǔn)過負(fù)荷運(yùn)行。 正常過負(fù)荷運(yùn)行： 油浸式變壓器正常過負(fù)荷運(yùn)行，參照以下規(guī)定： 1)全天滿負(fù)荷運(yùn)行的變壓器，不宜過負(fù)荷運(yùn)行； 2)變

5、壓器日平均負(fù)荷率小于1時(shí)，允許在負(fù)荷高峰時(shí)過負(fù)荷運(yùn)行，過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視變壓器運(yùn)行溫度，當(dāng)油浸自冷式變壓器上層油溫達(dá)到95時(shí)，應(yīng)立即減負(fù)荷； 3)變壓器負(fù)荷達(dá)到額定容量的130%時(shí)，即便運(yùn)行溫度未達(dá)到最高溫度限值時(shí)，亦應(yīng)立即減負(fù)荷。 4)變壓器過負(fù)荷運(yùn)行，必須在冷卻系統(tǒng)工作正常時(shí)，方可進(jìn)行。 5)干式變壓器的正常過負(fù)荷運(yùn)行條件應(yīng)遵照制造廠的規(guī)定。 事故過負(fù)荷運(yùn)行允許值： 當(dāng)變(配)電所發(fā)生事故時(shí)，為保證對(duì)重要設(shè)備的連續(xù)供電，變壓器允許短時(shí)間過負(fù)荷的能力，稱為事故過負(fù)荷能力。 事故過負(fù)荷會(huì)引起變壓器繞組絕緣溫度超過允許值，使絕緣老化速度比正常條件下快得多，因而會(huì)縮短變壓器的使用年限。但考慮

6、到事故發(fā)生的機(jī)會(huì)少，而且變壓器平時(shí)往往欠負(fù)荷運(yùn)行，因此短時(shí)間的過負(fù)荷不會(huì)引起絕緣的顯著損壞。 1)油浸變壓器事故過負(fù)荷的允許值，按照不同的冷卻方式和環(huán)境溫度掌握，油浸自然循環(huán)式變壓器事故過負(fù)荷允許值，參照表7規(guī)定運(yùn)行； 表7油浸自然循環(huán)冷卻變壓器事故過負(fù)荷允許運(yùn)行時(shí)間(h:min) 過負(fù)荷倍數(shù)環(huán)境溫度() 012030401.124：00 24：00 24：00 19：00 7：00 1.224：00 24：00 13：00 5：50 2：45 1.323：00 10：00 5：30 8：00 1：30 1.48：30 5：10 3：10 1：45 0：55 1.54：45 3：10 2：00

7、 1：10 0：35 1.63：00 2：05 1：20 0：45 0：18 1.72：05 1：25 0：55 0：25 0：09 1.81：30 1：00 0：30 0：13 0：06 1.91：00 0：35 0：18 0：09 0：05 2.00：40 0：22 0：11 0：06 + 2)干式變壓器事故過負(fù)荷運(yùn)行允許值應(yīng)遵照制造廠規(guī)定。 (3)允許的短路電流和不平衡電流： 變壓器的允許短路電流應(yīng)根據(jù)變壓器的阻抗與系統(tǒng)阻抗來確定。但不應(yīng)超過額定電流的25倍，當(dāng)可能超過25倍時(shí)，應(yīng)采取限制短路電流的措施，短路電流的持續(xù)時(shí)間不得超過表8的規(guī)定。 表8短路電流允許持續(xù)時(shí)間 短路電流倍數(shù)20以

8、上201515以下持續(xù)時(shí)間(s)234變壓器三相負(fù)荷允許不平衡度：結(jié)線組為yyn0和yzn11的配電變壓器三相負(fù)荷不平衡時(shí)，將影響變壓器鐵芯三相柱磁通的不平衡，可導(dǎo)致低壓側(cè)中性點(diǎn)偏移造成三相電壓不平衡，出現(xiàn)相電壓偏高或偏低，影響用電安全。因此，對(duì)yyn0和yzn11結(jié)線組的變壓器運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)視三相電流的平衡程度，規(guī)程規(guī)定，結(jié)線組為yyn0和yzn11的配電變壓器，中性線電流的允許值分別為變壓器額定電流的25%到40%。 (4)允許運(yùn)行電壓： 變壓器在電力系統(tǒng)中運(yùn)行，由于系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變以及負(fù)荷變化，電網(wǎng)電壓總有一定的波動(dòng)，所以加在變壓器一次繞組上的電壓也可能有波動(dòng)。當(dāng)電網(wǎng)電壓小于變壓器分接頭電

9、壓時(shí)，對(duì)于變壓器本身沒有什么損害，只是可能降低一些出力。但當(dāng)電網(wǎng)電壓高于變壓器額定電壓很多時(shí)，則對(duì)變壓器運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生不良影響。 當(dāng)變壓器的電源電壓增高時(shí)，變壓器的勵(lì)磁電流增加，造成變壓器鐵芯損耗加大而過熱。同時(shí)，由于勵(lì)磁電流的增加，會(huì)使變壓器實(shí)際出力降低。另外，對(duì)yyn0接線的變壓器，當(dāng)勵(lì)磁電流增加時(shí)，磁通密度增大，磁路飽和，會(huì)引起一、二次繞組電動(dòng)勢(shì)波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生的高次諧波對(duì)變壓器絕緣有一定的危害。 因此，變壓器的電源電壓一般不得超過額定值的5%，不論電壓分接頭在任何位置，如果電源電壓不超過5%，則變壓器二次繞組可帶額定負(fù)荷，如電源電壓波動(dòng)超過-5%時(shí)，則應(yīng)考慮相應(yīng)降低額定容量。 (5)變壓

10、器并列運(yùn)行： 將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的一次側(cè)以及二次側(cè)同極性的端子之間，通過同一母線分別互相連接，這種運(yùn)行方式叫變壓器的并列運(yùn)行，如圖3所示。 圖3變壓器并列運(yùn)行示意圖 變壓器并列運(yùn)行的目的： 1)提高變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)負(fù)荷增加到一臺(tái)變壓器的容量不夠時(shí)，則可并列投入第二臺(tái)變壓器，而當(dāng)負(fù)荷減少到不需要兩臺(tái)變壓器同時(shí)供電時(shí)，可將一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行。這樣，可盡量減少變壓器本身的損耗，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 2)提高供電可靠性。當(dāng)并列運(yùn)行的變壓器中有一臺(tái)損壞時(shí)，只要迅速地將其從電網(wǎng)中切除，其它變壓器仍可正常供電。檢修某臺(tái)變壓器時(shí)，也不影響其它變壓器正常運(yùn)行，這樣減少了故障和檢修時(shí)的停電時(shí)間。 變壓器并列

11、運(yùn)行的條件： 1)聯(lián)接組(組別)標(biāo)號(hào)相同； 2)電壓及變比基本相等； 3)短路阻抗基本相等； 短路阻抗不同的變壓器，可適當(dāng)提高短路阻抗高的變壓器的二次電壓。 4)配電變壓器容量比一般不應(yīng)超過31。 并列運(yùn)行條件分析： 變壓器并列運(yùn)行條件是為保證： 1)變壓器并列組在空載時(shí)，繞組內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。 2)變壓器并列組在負(fù)載時(shí)，負(fù)荷能合理分配，做到負(fù)荷分配與容量成正比。 當(dāng)并列變壓器聯(lián)接組不同時(shí)，二次側(cè)對(duì)應(yīng)相的線電壓之間會(huì)有相位差。相位差形成的電壓作用于變壓器繞組會(huì)產(chǎn)生高于額定電流幾倍的環(huán)流，以致燒毀變壓器。 當(dāng)并列變壓器變比不等時(shí)，并列變壓器二次側(cè)會(huì)有電壓差，而在繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流。產(chǎn)生環(huán)流的大小取決于

12、變化相差的程度。產(chǎn)生環(huán)流過大會(huì)影響變壓器容量的合理利用。 并列變壓器短路阻抗不等時(shí)，變壓器空載時(shí)繞組不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，但在變壓器負(fù)載時(shí)，并列變壓器的二次側(cè)電壓會(huì)有差別，會(huì)影響并列變壓器的負(fù)荷分配，短路阻抗小的變壓器承載負(fù)荷要大于短路阻抗大的變壓器，形成短路阻抗小的變壓器已達(dá)到額定容量或過負(fù)荷，而短路阻抗大的變壓器容量未充分利用。在實(shí)際運(yùn)行中為避免短路阻抗不相等，而使變壓器并列運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)上述情況，運(yùn)行中可將短路阻抗大的變壓器的二次電壓調(diào)高，以調(diào)整負(fù)荷分配。如果并列變壓器容量不相同時(shí)，容量大的變壓器短路阻抗小于容量小的變壓器短路阻抗10%以下時(shí)，可允許并列運(yùn)行，使負(fù)荷分配合理。 一般對(duì)配電變壓器并列運(yùn)

13、行，要求變壓器容量比不宜超過31，也是為了避免因容量相差，短路阻抗隨之相差而使負(fù)荷分配不合理。(待續(xù))變壓器油溫過高原因淺析 魏民運(yùn)行中的變壓器，有時(shí)其油溫升高，超過許可限度，在此淺析其原因，供檢修參考 當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器油溫過高時(shí)，應(yīng)檢查變壓器的負(fù)荷大小以及冷卻油的溫度同時(shí) 與以往的同樣的負(fù)荷時(shí)的溫度相比較，檢查溫度計(jì)本身是否失靈若以上檢查均正常，但是油溫比以往條件下高，且溫升繼續(xù)加大，則有可能是變壓器內(nèi)部故障一般油浸式變壓器內(nèi)部故障有以下幾種情況：1分接開關(guān)接觸不良運(yùn)行中分接開關(guān)的接觸點(diǎn)壓力不夠或接觸處污穢等原 因，使接觸電阻增大，從而導(dǎo)致接觸點(diǎn)的溫升而發(fā)熱，特別是在倒換分接頭后和變壓器過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，更易使分接開關(guān)接觸不良而發(fā)熱，引起變壓器油溫過高分接開關(guān)是否接觸不良可以通過測(cè)量線圈直流電阻來確定2線圈匝間短路當(dāng)幾個(gè)相鄰線圈匝間的絕緣損壞，它們之間將會(huì)出現(xiàn)短路電流此短路電流使油溫迅速上升造成線圈