电力变压器的应用与维护

　1、配电变压器的应用

　　配电变压器应用是在确保变压器安全运行和满足对用户供电质量和可靠性的基础上，充分利用变电站的设备条件，择优选取变压器的运行方式，降低变压器本身的能量损耗，提高其电源侧的功率因数，实现降损节能的目标，亦既实现经济运行。供电负荷与变压器容量和台数的确定，关系到变压器经济运行的方式;实施变压器经济运行与变电站内变压器的台数、容量和变压器自身性能和损耗参数密切相关，是建立在确保安全可靠供电前提下的一项综合经济技术活动，贯穿电力变压器从设计选型、运行检修到退役的整个过程;在变电站建设、扩建和变压器增容时就要考虑其相关的因素和条件;实施变压器经济运行，就变压器和变电站设备本身一般应具备和满足以下条件，在变压器设计和选型时应充分给予考虑。

　　(1)新建变电站分期建设，考虑负荷的增长，首期只有一台变压器时，要结合最终规模确定变压器的容量，变压器的负载率应贴近最佳经济运行区域，一般在75%以下为最佳，若短期内不进行扩建，变压器不宜满负荷运行。

　　(2)并列运行的多台变压器应满足并联条件，即联结组别与相位关系相同;电压和变压比相同，允许偏差相同，调压范围内的每级电压相同;防止二次绕组之间因存在电动势差，产生循环电流，影响容量输出和烧坏变压器。短路阻抗相同，控制在10%的允许偏差范围内(1);容量比在0.5~2之间;保证负荷分配均匀，防止短路阻抗和容量小的变压器过载，而容量大和短路阻抗大的变压器欠载，短路阻抗的大小必须满足系统短路电流的要求，否则应采取限制措施。

　　(3)选用电力变压器的技术参数，应以变压器整体的可靠性为基础，综合考虑技术参数的先进性和合理性，兼顾对系统安全的影响，充分考虑变压器自身固有的综合损耗，在负载损耗基本相同时，尽量选用空载损耗小的变压器，负载损耗满足国标《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》。

　　(4)电力变压器在负载区域运行时，其绕组、线夹、引线、绝缘油及绝缘部件的温度不宜过高，在变压器负载导则规定的温度限值内，避免高温度下运行，绝缘老化加快而缩短变压器的寿命和引发损坏事故。也要防止变压器高温度运行，引起变压器自身损耗过大，影响输出效率，造成不必要的电能浪费。

　　(5)在装有备用变压器的变电站，要选择综合功率损耗(应该把变压器的冷却功率计算在内)小的变压器投入运行，要按负载的变化规律，合理选择最佳组合方式，要通过调整负载，提高负荷率，提高功率因数，使变压器在经济运行区的优选段内工作。
　　(6)单台变压器经济运行区平均负载系数，β的上限为1，下限为Pk/Po，(其中Pk为变压器空载损耗，Po为额定负载损耗);经济运行区优选运行段的平均负载系数，β的上限为0.75，下限为1.33(Pk/Po)。

　　(7)变压器经济运行必须建立在安全可靠供电的前提条件下，备用变压器应有可靠的自动投入装置相配套，保证在相临变压器故障时自动投入运行，确保不中断正常供电。

　　(8)安排变压器并列运行方式，要对联络开关的额定折断容量进行核算，防止系统短路故障时因开关遮断容量不足而损坏设备，影响故障点的自动隔离;分列运行的母线联络开关备用电源自投动作时，应能自动断开接入母线侧的其它电源的开关。

　　2.电力变压器的维护---变压器运行中常见故障分析及处理措施

　　( 1) 绕组的主绝缘和匝间绝缘故障。变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。主要原因是: 由于长期过负荷运行、或散热条件差、或使用年限长, 使变压器绕组绝缘老化脆裂, 抗电强度大大降低;变压器多次受到短路冲击, 使绕组受力变形, 隐藏着绝缘缺陷, 一旦遇有电压波动就有可能将绝缘击穿; 变压器油中进水使绝缘强度大大降低而不能承受允许的电压, 造成绝缘击穿; 在高压绕组加强段处或低压绕组部位, 由于绝缘膨胀, 使油道阻塞, 影响了散热, 使绕组绝缘由于过热而老化, 发生击穿短路; 由于防雷设施不完善, 在大气过电压作用下, 发生绝缘击穿。

　　( 2) 变压器套管故障。主要是套管闪络和爆炸, 变压器高压侧一般使用电容套管, 由于套管瓷质不良或者有沙眼和裂纹, 套管密封不严, 有漏油现象; 套管积垢太多等都有可能造成闪络和爆炸。

　　( 3) 铁心绝缘故障。变压器铁芯由硅钢片叠装而成, 硅钢片之间有绝缘漆膜。由于硅钢片紧固不好, 使漆膜破坏产生涡流而发生局部过热。同理, 夹紧铁心的穿心螺丝、圧铁等部件, 若绝缘损坏也会发生过热现象。此外, 若变压器内残留有铁屑或焊渣, 使铁芯两点或多点接地, 都会造成铁芯故障。

　　( 4) 分接开关故障。变压器分接开关是变压器常见故障之一。由于开关长时间靠压力接触, 会出现弹簧压力不足, 使开关连接部分的有效接触面积减小, 以及接触部分镀银层磨损脱落, 引起分接开关在运行中发热损坏。分接开关接触不良, 经受不住短路电流的冲击而造成分接开关烧坏而发生故障; 在有载调压的变压器, 分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油, 则分接开关在切换中会发生短路故障, 使分接开关烧坏。

　　( 5) 瓦斯保护故障。瓦斯保护是变压器的主保护, 轻瓦斯作用于信号, 重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理办法: 第一, 轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是: 变压器内部有轻微故障; 变压器内部存在空气; 二次回路故障等。运行人员应立即检查, 如未发现异常现象, 应进行气体取样分析。第二, 瓦斯保护动作跳闸时, 可能变压器内部产生严重故障, 引起油分解出大量气体, 也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸, 应先投备用变, 然后进行外部检查。检查油枕防爆门, 各焊接缝是否裂开, 变压器外壳是否变形; 最后检查气体的可燃性。

　　( 6) 变压器自动跳闸的处理。当变压器各侧断路器自动跳闸后, 首先将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位置, 并迅速投入备用变压器, 调整运行方式和负荷分配, 维持运行系统和设备处于正常状态。再检查保护动作情况, 进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障( 穿越性故障) 或人员误动作等引起的, 则可不经内部检查即可投入送电。如属差动、重瓦斯、速断等主保护动作, 应对该保护范围内的设备进行全部检查。在未查清原因前, 禁止将变压器投入运行

　　( 7) 变压器着火也是一种危险事故。由于变压器套管的破损或闪络,使油在油枕油压的作用下流出, 并在变压器顶盖上燃烧; 变压器内部发生故障, 使油燃烧并使外壳破裂等。因变压器有许多可燃物质, 不及时处理可能引起爆炸或使火灾扩大。发生这类事故时, 变压器保护应动作使断路器断开。若因故断路器未断开, 应手动立即断开断路器, 拉开可能通向变压器电源的隔离开关, 并迅速投入备用变, 恢复供电, 停止冷却设备的运行, 进行灭火。变压器灭火时, 最好用泡沫式灭火器或者干粉灭火器, 必要时可用沙子灭火。

　　⑻ 变压器日常的维护工作变压器日常的维护工作包括: 第一, 检查套管和磁裙的清洁程度并及时清理, 保持磁套管及绝缘子的清洁, 防止发生闪络。第二, 冷却装置运行时, 应检查冷却器进、出油管的蝶阀在开启位置; 散热器进风通畅,入口干净无杂物; 检查潜油泵转向正确, 运行中无异音及明显振动; 风扇运转正常; 冷却器控制箱内分路电源自动开关闭合良好, 无振动及异常声音; 冷却器无渗漏油现象。第三, 保证电气连接的紧固可靠。第四, 定期检查分接开关, 并检查触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。第五, 每3 年应对变压器的线圈、套管以及避雷器进行检测。第六, 每年检查避雷器接地的可靠性, 避雷器接地必须可靠, 而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻, 其值不应超过5 Ω。第七, 更换呼吸器的干燥剂和油浴用油。第八, 定期试验消防设施。