干式變壓器結構原理及檢修維護

1、生產(chǎn)培訓教案主講人：劉文偉部 門：設備部電氣一次生 產(chǎn) 培 訓 教 案培訓題目：干式變壓器結構原理及檢修維護培訓目的： 京玉電廠廠用電系統(tǒng)全部采用廣東順特等廠家生產(chǎn)的干式變壓器，干式變壓器臺數(shù)多，在配電設備系統(tǒng)中占的比例較大，在系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，通過培訓使班組人員熟悉干式變壓器的檢修維護知識。內(nèi)容摘要：1、干式變壓器的分類與特點；2、變壓器試驗；3、干式變壓器運行維護及故障處理；4、變壓器大修工序要求。培訓內(nèi)容：第一篇 干式變壓器的分類與特點 干變是防災型變壓器用量最大的一種。目前制造技術已成熟，國內(nèi)外許多工廠能大批量生產(chǎn)。國內(nèi)外產(chǎn)量最大的工廠干式變壓器年生產(chǎn)量已分別超過3 000MV

2、A（國外）和2 000MVA（國內(nèi)）。它適應高污穢、高溫、潮濕的環(huán)境，具有阻燃、難燃、無公害、免維護等的優(yōu)點，因而用量很大。目前，干式變壓器最高電壓等級已達35kV，最大容量為20MVA。一、干式變壓器的分類1 浸漬式干式變壓器該種變壓器生產(chǎn)歷史最長，制造工藝也比較簡單。導線采用玻璃絲包，墊塊用相應的絕緣等級材料熱壓成型。隨浸漬漆的不同，變壓器絕緣等級分為B、F、H、C級，主縱絕緣的空道全部以空氣為絕緣物質。由于此種變壓器受外界環(huán)境的影響比樹脂大，在國內(nèi)外產(chǎn)量均趨于減少。2 樹脂干式變壓器樹脂干式變壓器分為4種結構：樹脂加填料澆注、樹脂澆注、樹脂繞包、樹脂真空壓力浸漬。雖然采用的設備投資大，但

3、安裝、維護費用低。.樹脂澆注與樹脂加填料澆注結構這兩種結構基本一樣，其低壓繞組用箔板（銅或鋁）或線繞制（浸漆加端封），高壓繞組用箔帶（銅或鋁）在環(huán)氧玻璃筒上繞成分段式（812段），或用扁、圓線繞成分段圓筒式，然后裝入澆注模。22樹脂繞包結構 低壓繞組結構與前種結構一樣。高壓繞組在繞線機上進行，內(nèi)模為環(huán)氧玻璃纖維布筒。這種結構的優(yōu)點是不需要澆注模。用此結構繞一個高壓繞組需8h，與繞制澆注式高壓繞組的分段圓筒式結構所需的時間大體相同，而繞制一個高壓箔繞僅需2h。目前國內(nèi)該型產(chǎn)品成本為樹脂加填料產(chǎn)品的1.25倍左右。23. 樹脂真空壓力浸漬結構低壓繞組結構與上述結構一樣。高壓繞組在繞線機上繞好并預壓

4、和預干燥后，放入澆注罐中抽真空處理。在真空下注入樹脂，使其滲入于導體中，整個繞組被樹脂包裹，然后解除真空并并施壓，使樹脂很好地滲入繞組之中，而后將繞組送入爐中處理。這種工藝結構如圖4所示。其優(yōu)點是無須澆注模，繞制與前幾種一樣，只是需真空壓力浸漬，這是近年來發(fā)展的一種新技術，是與國外真空壓力浸漬套管（代替膠紙、油紙?zhí)坠埽┩瑫r開發(fā)的產(chǎn)品，應該是有前途的，只是迄今國內(nèi)未開發(fā)。二、樹脂澆注式干式變壓器的特點1. 無油、無污染、難燃阻燃、自熄防火。2. 絕緣溫升等級高：F級絕緣，變壓器溫升可達100K。3. 損耗低、效率高：SC(B)9系列損耗比現(xiàn)行新國標(GB/T10228)降低10。 4. 噪聲?。?/p>

5、SC(B)9系列配電變壓器通?？煽刂圃?0dB以下。5.局部放電量小 (通常10PC以下)，可靠性高，可保證長期安全運行，壽命達30年。6. 抗裂、抗溫度變化，機械強度高，抗突發(fā)短路能力強。7. 防潮性能好，可在100濕度下正常運行，停運后不需干燥處理即可投入運行。8. 體積小、重量輕，據(jù)有關人士統(tǒng)計，油變的外形尺寸為干變的2倍多。9. 不需單獨的變壓器室，不需吊芯檢修及承重梁，節(jié)約土建占地和占空；因無油，不會產(chǎn)生有毒氣體，不會對環(huán)境造成污染，不要集油坑等附屬建筑，減少了土建造價。10. 安裝便捷，無須調(diào)試，幾乎不需維護；無須更換和檢查油料，運行維護成本低。11. 配備有完善的溫度保護控制系統(tǒng)

6、，為變壓器安全運行提供可靠保障。從低噪、節(jié)能、防火、節(jié)省土建造價、運行維護管理費以及長達30年的壽命等綜合技術經(jīng)濟性能比較，干式變壓器顯現(xiàn)出其明顯的優(yōu)越性。第二篇 變壓器試驗一、變壓器試驗基礎1. 1概述 變壓器是輸送電能的重要設備之一，變壓器的質量和可靠性直接關系到安全可靠地輸送電力。發(fā)電變壓器和關鍵部位的變電變壓器的損壞，會影響電力的輸送，而這些變壓器的修復和往返運輸，常常需要幾個月的時間。在這期間，電力輸送會受到影響，因而也就會影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用電的正常供應，給國民經(jīng)濟帶來很大的損失。由于對變壓器安全可靠運行的要求在提高，因此近20年來變壓器的檢測技術也有了相應的發(fā)展。如大型變

7、壓器額定電壓下的短路試驗，局部放電測量及定位技術，將傳遞函數(shù)用于變壓器沖擊示傷，將數(shù)字技術用于損耗測量，在噪聲測量方面提出了聲強法，將頻譜測量用于變壓器繞組的變形診斷以及變壓器油的色譜分析得到愈來愈廣泛的應用。1. 2變壓器試驗的標準為保證變壓器能滿足電力輸送的質量和可靠性的要求，國家制定了變壓器和變壓器試驗的標準，即（1） GB 1094.1-1996電力變壓器第1部分 總則。（2） GB 1094.2-1996電力變壓器第2部分 溫升。（3） GB 1094.3-85電力變壓器第3部分 絕緣水平和絕緣試驗。（4） GB 1094.5-85電力變壓器第5部分 承受短路的能力。（5） GB 6

8、450-86干式電力變壓器。1.3變壓器的試驗項目131例行試驗（1） 繞組電阻測量。（2） 電壓比測量和負載損耗的測量。（3） 短路阻抗和負載損耗的測量。（4） 空載電流和空載損耗的測量。（5） 繞組對地絕緣電阻的測量。（6） 絕緣例行試驗；變壓器絕緣的例行試驗見表1-3中的出廠試驗項目。（7） 有載分接開關試驗。132型式試驗（1） 溫升試驗。（2） 絕緣型式試驗（見表1-3型式試驗項目）。試 驗 項 目試驗類別外施耐壓試驗出廠試驗線端上的雷電全波、截波沖擊試驗型式試驗中性點端子的雷電全波沖擊試驗型式試驗感應耐壓試驗出廠試驗局部放電試驗出廠試驗 133特殊試驗（1） 三相變壓器零序阻抗的測

9、量。（2） 短路承受能力試驗。（3） 聲級測定。（4） 空載電流諧波的測量。二、電壓比測量及聯(lián)結組標號檢定21概述電壓比測量是變壓器的例行試驗，不僅在變壓器出廠時要進行，而且在變壓器安裝現(xiàn)場投入運行前也要進行電壓比測量。211電壓比測量的目的（1） 保證繞組各個分接的電壓比在標準或合同技術要求的電壓比允許范圍之內(nèi)。（2） 確定并聯(lián)線圈或線段（例如分接線段）的匝數(shù)相同。（3） 判定繞組各分接的引線和分接開關的連接是否正確。電壓比是變壓器的一個重要性能指標。電壓比測量電壓較低、操作簡單，變壓器在生產(chǎn)制造過程中，要進行不止一次電壓比測量，以保證產(chǎn)品的電壓比滿足要求。三、繞組直流電阻測量31測量的目的

10、和要求 繞組直流電阻測量按GB1094.1-1996電力變壓器第一部分 總則的規(guī)定屬于變壓器的例行試驗，所以第一臺變壓器在制造過程中及制造完成后，都要進行直流電阻的測量。 測量直流電阻的目的主要是檢查變壓器的以下幾個方面：（1）繞組導線連接處的焊接或機械連接是否良好，有無焊接或連接不良的現(xiàn)象；（2）引線與套管、引線與分接開關的連接是否良好；（3）引線與引線的焊接或機械連接是否良好；（4）導線的規(guī)格，電阻率是否符合要求；（5）各相繞組的電阻是否平衡；（6）變壓器繞組的溫升是根據(jù)繞組在溫升試驗前的冷態(tài)電阻和溫升試驗后斷開電源瞬間的熱態(tài)電阻計算得到的，所以溫升試驗需測量電阻。32測量方法 變壓器繞組

11、直流電阻按JB/T501-91電力變壓器試驗導則有兩種方法，電橋法和伏-安表法。四、空載試驗41 概述 空載損耗和空載電流測量是變壓器的例行試驗。變壓器的全部勵磁特性是由空載試驗確定的。 進行空載試驗的目的是：測量變壓器的空載損耗和空載電流；驗證變壓器鐵心的設計計算、工藝制造是否滿足標準和技術條件的要求；檢查變壓器鐵心是否存在缺陷，如局部過熱、局部絕緣不良等。42 空載損耗 空載損耗主要由電工鋼帶的磁滯損耗和渦流損耗組成，空載損耗中也包括有附加損耗。附加損耗主要有：43 空載電流變壓器的空載電流主要由電工鋼帶的BH曲線決定。五、負載損耗和短路阻抗測量51 負載試驗概述變壓器負載損耗和短路阻抗測

12、量是變壓器的例行試驗。制造廠進行負載試驗的目的是測量變壓器的負載損耗和短路阻抗。確定這兩個重要性能參數(shù)是否滿足標準、技術協(xié)議的要求，以及變壓器繞組內(nèi)是否存在缺陷。 變壓器一個繞組施加電壓，鐵心中產(chǎn)生磁通，施加電壓的繞組中通過電流，根據(jù)磁勢平衡的原理，另一個繞組短路時，第二個繞組中也產(chǎn)生感應電流，兩個繞組的安匝數(shù)是相等的。一個繞組中的電流達到額定電流。則另一個短路繞組中也達到了額定電流。其原理線路如圖51，圖中，是一次繞組的匝數(shù)，是二次繞組的匝數(shù)，是一次繞組的交流電阻，是一次繞組的漏抗；是二次繞組的交流電阻，是二次繞組的漏抗。是一次繞組的阻抗，是二次繞組的阻抗，且有，。 在變壓器負載試驗時，變壓

13、器鐵心內(nèi)的磁通是很小的。但由于繞組內(nèi)通過電流，兩個繞組的安匝是平衡的，在變壓器內(nèi)產(chǎn)生漏磁通，此漏磁通在繞組內(nèi)的導線中產(chǎn)生渦流損耗，在繞組的并聯(lián)導線內(nèi)產(chǎn)生不平衡電流損耗，漏磁通也會在夾件、油箱、屏蔽內(nèi)產(chǎn)生附加損耗，在鐵心中內(nèi)和在鐵心拉板內(nèi)產(chǎn)生附加損耗。所有這些損耗都與繞組內(nèi)的電流有關，因而都歸于變壓器的負載損耗之內(nèi)。六、外施耐壓試驗 61概述 為保證出廠的變壓器符合安全可靠運行的要求，除變壓器的絕緣性能，電氣性能要符合國家標準外，還必須使變壓器的絕緣電氣強度符合要求。變壓器的電氣強度是考核變壓器在正常工作電壓和非正常狀態(tài)下(如遭受雷電過電壓，操作過電壓等作用)能安全可靠運行的必要條件。只有通過這

14、些作用電壓和局部放電的考核，才可以說變壓器已經(jīng)具有上網(wǎng)運行的基本條件。因此每臺變壓器均應承受諸如短時工頻耐壓，沖擊耐壓和局部放電測量等試驗的考核。 外施耐壓試驗的目的是考核繞組對地和繞組之間的主絕緣強度。這上目的對于全絕緣變壓器來說完全能達到，對于分級絕緣的變壓器則只能考核繞組地鐵軛的端絕緣，繞組部分引線的對地絕緣強度，至于繞組對地和繞組之間的絕緣強度則無法考核的目的。對于此種變壓器只能用感應試驗的方法來達到 考核繞組對地和繞組之間，以及相關引線絕緣強度的目的。七、感應耐壓試驗7.1 概述 感應耐壓試驗是繼外施耐壓試驗之后考核變壓器電氣強度的又一重要試驗項目。對于全絕緣變壓器來講，外施耐壓試驗

15、只考核了主絕緣的電氣強度，而縱絕緣則由感應耐壓試驗進行檢驗。對于分級絕緣變壓器，外施耐壓試驗只考核中性點的絕緣水平，而繞組的縱絕緣即匝間、層間、段間絕緣以及繞組對地及對其他繞組和相間絕緣的電氣強度仍需感應耐壓試驗進行考核。因此，感應耐壓試驗是考核變壓器絕緣和縱絕緣電氣強度的重要手段。7.2 試驗要求 感應耐壓試驗通常是在變壓呂低壓繞組端子施加兩倍的額定電壓，其他繞組開路，其波形應盡可能為正弦波。第三篇 運行維護及故障處理一、運行前的檢查1.1檢查所有緊固件、連接件是否松動，并重新緊固一次。1.2檢查運輸時拆下的零部件是否重新安裝妥當，并檢查變壓器是否有異物存在，特別是變壓器高低壓風道內(nèi)及下墊塊

16、上。1.3檢查風機、溫度控制器、溫度顯示儀及有載開關等附件能否正常運行工作。對于三相電源風機，應注意其轉向，風機正常轉向時，風從線圈底部向上吹入線圈，否則就為反轉，請更換風機電源的相序。二、運行前的試驗2.1測量三相所有分接位置下的直流電阻，三相相電阻不平衡率應小于4，三相線電阻不平衡率應小于2。對于容量800kVA以上變壓器低壓由于引線結構原因超過標準時，與出廠數(shù)據(jù)比較，波動范圍應小于2，但線圈電阻平衡率應小于2。2.2測量所有分接下的電壓比，以及聯(lián)結組別。最大電壓比誤差應小于0.5%。2.3線圈絕緣電阻的測試 一般情況下（溫度2040，濕度90） 高壓對低壓及地300M，低壓對高壓及地10

17、0M 但是：如變壓器遭受異常 潮濕發(fā)生凝露現(xiàn)象，則無論其絕緣電阻如何，在其進行耐壓試驗或投入運行前必須進行干燥處理，如用大碘鎢燈進行照射。2.4鐵心絕緣電阻的測試 一般情況下（溫度2040，濕度90）用2500V兆歐表測量 鐵心夾件及地1M 穿心螺桿鐵心及地1M 同樣，在比較潮濕的環(huán)境下，此值會下降，只要其阻值0.1M即可運行。2.5對于有載調(diào)壓變壓器，應根據(jù)有載調(diào)壓分接開關使用說明書作投入運行前的必要檢查和通電試驗。2.6外施工頻耐壓試驗，試驗電壓為出廠試驗電壓的85。三、投網(wǎng)運行3.1變壓器投入運行前，應根據(jù)變壓器銘牌和分接指示牌將分接片或有載開關調(diào)到合適的位置。無載調(diào)壓變壓器如輸出電壓偏

18、高，在確保高壓斷電情況下，將分接頭的連接片往上接（1檔方向），如輸出電壓偏低，在確保高壓斷電情況下，將分接頭的連接片往下接（5檔方向）。3.2變壓器應在空載時合閘投運，合閘涌流峰值最高可達10倍額定電流左右。對變壓器的電流速動保護設定值應大于涌流峰值。3.3變壓器投入運行后，所帶負載應由輕到重，并檢查產(chǎn)品有無異響，切忌盲目一次大負載投入。3.4變壓器過負載運行應按照IEC905干式電力變壓器負載導則或廠家干式變壓器技術手冊過載能力曲線。3.5變壓器退出運行后，一般不需采取其它措施即可重新投入運行，但是如在高濕度下，變壓器已發(fā)生凝露現(xiàn)象，那么必須經(jīng)干燥處理后，變壓器方能重新投入運行。四、變壓器正

19、常維護為了保證變壓器能正常運行，需對它進行定期檢查維護。4.1緊固件檢查 檢查緊固件、連接件是否松動，導電零件有無生銹腐蝕的痕跡，還要觀察絕緣表面有無爬電痕跡和碳化現(xiàn)象，必要時應及時通知廠家進行處理。4.2清潔 一般在干燥清潔的場所，每年或更長一點時間進行一次檢查。在其它場合，例如可能有大量灰塵或化學煙霧污染的空氣進入時，每三至六個月進行一次檢查。檢查時，如發(fā)現(xiàn)有過多的灰塵或異物聚集，則必須清除，以保證空氣流通和防止絕緣擊穿。特別要注意用布清潔變壓器的絕緣子、下墊塊凸臺處以及高壓線圈外表，并使用干燥的壓縮空氣吹凈通風氣道中灰塵。4.3絕緣測量 干式變壓器運行若干年（建議五年）后，做一下絕緣電阻

20、測試和直流電阻測試來判斷變壓器能否繼續(xù)運行，一般無需進行其它測試。4.4輔件維護4.4.1溫度控制器、溫度顯示儀的維護由于不同廠家配備的溫度控制器和溫度顯示儀各有不同，因此處理起來各有不同，一般原則如下：a. 檢查電源是否接對，有接單相電源的也有接三相電源。b. 在斷電情況下，檢查三相Pt100鉑電阻是否平衡（一般相差小于10），某相熱敏電阻值太大說明鉑電阻變質或接觸不良，應給予更換或重焊。使用熱敏電阻做溫度控制元件的產(chǎn)品，測量進入溫控箱的相應熱敏電阻值是否正常（三相串聯(lián)電阻應不小于400），若不正常則檢查接線端子是否松動或斷線。c. 如以上情況都正常，但溫控溫顯還不正常，請更換溫顯儀或溫度監(jiān)

21、視器本身，有問題的溫顯儀或溫度監(jiān)視器可找無線電修理部或廠家維護（超過四年壽命3萬5仟小時的已無價值，因元件已老化）4.4.2有載開關的維護有載開關目前主要有二種，一種為真空有載開關，一種為空氣有載開關，它們各有各的長處和短處：真空有載開關，切換時無弧光，但結構復雜造價高，維護困難；空氣有載開關，切換時有弧光，但結構簡單造價低，維護方便。因此，維護上應仔細閱讀制造廠家使用說明書和故障處理方法，切忌帶高壓處理故障，如無把握請立即通知廠家處理。對于真空有載開關一定要將有載開關過流輸出接入高壓跳閘回路，此過流輸出是開關出現(xiàn)故障造成分接檔短路情況下產(chǎn)生過流，與系統(tǒng)過流是兩回事。因此，真空有載開關運行中突

22、然跳閘，應仔細檢查是不真空切換部分有異常（如真空泡是否卡死、失效，儲能機構是否不到位等，總之有否同一相三只真空泡中有二只同時接通情況），在確保無誤情況下方可重新送電。五、故障處理5.1受潮處理在變壓器出現(xiàn)進水或凝露，使高低壓絕緣電阻小于3M/kV或鐵心對地為零等情況之一時，最簡單方法是用大燈炮直照進行烘烤，但時間較長，一般需要10天左右。如時間緊可采用短路法，即低壓用銅排短路，短路銅排截面與低壓出線銅排截面相當，高壓通不超過阻抗電壓的三相電壓，如高壓10kV，阻抗為4或6，以及高壓6.3kV阻抗6的產(chǎn)品，高壓三相就可通380V市電進行烤烘。當絕緣好于以上情況，可采用空載進行烘烤，將高壓開路（注

23、意絕緣距離應大于高壓絕緣子長度），低壓通額定電壓（一般產(chǎn)品低壓額定電壓為400V，就可以通380V左右的市電進行烘烤），時間4小時以上就可滿足投網(wǎng)條件，但通電時應做防護工作，以免有人闖入。但對于沒有澆鑄箔式產(chǎn)品，在變壓器出現(xiàn)進水或凝露時，無論緣緣電阻多少，都應該采用短路法烘烤2天甚至4天以上。5.2噪音處理5.2.1檢查低壓側輸出電壓是否高于低壓額定電壓，如高于額定電壓，請確保高壓斷電情況下，把調(diào)壓分接頭的連接片調(diào)至合適的分接檔。5.2.2檢查緊因夾件及拉桿螺絲是否松動，以及鐵心底部托盤螺絲是否松動。5.2.3檢查帶外殼產(chǎn)品上下網(wǎng)板是否振坳，在保證安全情況下，按住上下網(wǎng)板看噪音是否消失。5.3

24、有載開關重大事故處理 先檢查變壓器本體有無異常（如發(fā)黑開裂等）如無異?？蓪⒆儔浩靼唇泳€圖接成無載（原來開關位于第幾檔就將變壓器接在幾檔），將有載開關聯(lián)線與變壓器全部斷開并保證一定絕緣距離，就可以重新投網(wǎng)運行。5.4變壓器重大事故處理 因小動物（如老鼠或蛇）造成變壓器接地跳閘，變壓器線圈無開裂現(xiàn)象，即可將動物拿開，清除線圈表面黑跡（用砂布清除）并刷上絕緣清漆，就可投入運行。如因過載或上部漏水以及不明情況造成變壓器燒黑開裂等情況，請立即與廠家聯(lián)系處理。六、安全注意事項6.1變壓器安裝完畢投入運行之前對于無外殼的變壓器，應在變壓器的周圍安裝隔離欄柵，以避免意外事故發(fā)生。6.2變壓器投入運行以后嚴禁觸

25、摸變壓器主體，以防事故發(fā)生。6.3變壓器的試驗、安裝、維護必須由有資格的專業(yè)人員承擔。6.4變壓器安裝在高壓開關柜中，應特別注意線圈外表對開關柜絕緣距離，否則濕度大時就容易出意外。第四章 變壓器大修的工序及標準要求一、變壓器的清掃、檢查1.1檢查變壓器繞組表面是否起泡、有裂紋、測溫元件是否燒壞；(變壓器無蟲害，通風應良好。)1.2清潔線圈、引線、母線排、絕緣子、鐵芯表面、柜壁頂、地板底部；1.3拆除變壓器高壓引線、低壓出線、中性點連接線，拆下的螺栓保存好。二、線圈檢查2.1檢查線圈風道內(nèi)是否存在異物；2.2檢查線圈各墊塊是否松動；(線圈各墊塊無松動。線圈、支架無外傷，裂紋。)2.3檢查高壓引線絕緣子是否有放電痕跡；(線圈絕緣處于合格狀態(tài)，用手按無裂紋，脆化。2.4分接頭短接片無過熱變色、銹蝕，螺栓無松動。三、鐵芯