高壓配電設(shè)備及其運行.doc

1、高壓配電設(shè)備及其運行(連載三) 北京地區(qū)電氣規(guī)程匯編編寫組 1電力變壓器的運行 為了保證變壓器的安全運行，電氣運行人員必須掌握有關(guān)變壓器運行的基本知識，加強運行過程中的巡視和檢查，做好經(jīng)常性的維護和檢修工作，以及按期進行預(yù)防性試驗，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除絕緣缺陷。 (1)允許溫度和溫升： 允許溫度：變壓器運行時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。我國電力變壓器大部分采用a級絕緣，即浸漬處理過的有機材料，如紙、木材、棉紗等。對于a級絕緣的變壓

2、器在正常運行中，當周圍空氣溫度最高為40時，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。 若變壓器的溫度長時間超過允許值，則變壓器的絕緣容易損壞。因為絕緣長期受熱后要老化，溫度越高，絕緣老化越快。當絕緣老化到一定程度時，在運行振動和電動力作用下，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，使用年限為20年；絕緣工作溫度為105時，使用年限為7年；絕緣工作溫度為120時，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行溫度。因此，變壓器必須在其允許的溫度范圍內(nèi)運行，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。當變壓器的溫度升高時，繞組的電阻會增大，使銅損增加。因此對變壓器在額定負荷時各部分溫升作出的規(guī)定為允許溫升。 對a級絕緣的變壓器，周圍最高溫度為40時，國家標準規(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)安全運行。 (2)允許的過負荷運行方式： 變壓器的過負荷能力，

4、是指它在較短的時間內(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荷能力具有不同的意義。 變壓器的過負荷能力，可分為在正常情況下的過負荷能力和事故情況下的過負荷能力。變壓器正常過負荷能力可以經(jīng)常使用，而事故過負荷能力只允許在事故情況下使用(例如運行中的若干臺變壓器中有一臺損壞，又無備用變壓器，則其余變壓器允許按事故過負荷運行)。變壓器存在較大的缺陷(例如，冷卻系統(tǒng)不正常，嚴重漏油等)時，不準過負荷運行。 正常過負荷運行： 油浸式變壓器正常過負荷運行，參照以下規(guī)定： 1)全天滿負荷運行的變壓器，不宜過負荷運行； 2)變

5、壓器日平均負荷率小于1時，允許在負荷高峰時過負荷運行，過負荷運行時，應(yīng)密切監(jiān)視變壓器運行溫度，當油浸自冷式變壓器上層油溫達到95時，應(yīng)立即減負荷； 3)變壓器負荷達到額定容量的130%時，即便運行溫度未達到最高溫度限值時，亦應(yīng)立即減負荷。 4)變壓器過負荷運行，必須在冷卻系統(tǒng)工作正常時，方可進行。 5)干式變壓器的正常過負荷運行條件應(yīng)遵照制造廠的規(guī)定。 事故過負荷運行允許值： 當變(配)電所發(fā)生事故時，為保證對重要設(shè)備的連續(xù)供電，變壓器允許短時間過負荷的能力，稱為事故過負荷能力。 事故過負荷會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，因而會縮短變壓器的使用年限。但考慮

6、到事故發(fā)生的機會少，而且變壓器平時往往欠負荷運行，因此短時間的過負荷不會引起絕緣的顯著損壞。 1)油浸變壓器事故過負荷的允許值，按照不同的冷卻方式和環(huán)境溫度掌握，油浸自然循環(huán)式變壓器事故過負荷允許值，參照表7規(guī)定運行； 表7油浸自然循環(huán)冷卻變壓器事故過負荷允許運行時間(h:min) 過負荷倍數(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荷運行允許值應(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，當可能超過25倍時，應(yīng)采取限制短路電流的措施，短路電流的持續(xù)時間不得超過表8的規(guī)定。 表8短路電流允許持續(xù)時間 短路電流倍數(shù)20以

8、上201515以下持續(xù)時間(s)234變壓器三相負荷允許不平衡度：結(jié)線組為yyn0和yzn11的配電變壓器三相負荷不平衡時，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yyn0和yzn11結(jié)線組的變壓器運行中應(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)允許運行電壓： 變壓器在電力系統(tǒng)中運行，由于系統(tǒng)運行方式的改變以及負荷變化，電網(wǎng)電壓總有一定的波動，所以加在變壓器一次繞組上的電壓也可能有波動。當電網(wǎng)電壓小于變壓器分接頭電

9、壓時，對于變壓器本身沒有什么損害，只是可能降低一些出力。但當電網(wǎng)電壓高于變壓器額定電壓很多時，則對變壓器運行會產(chǎn)生不良影響。 當變壓器的電源電壓增高時，變壓器的勵磁電流增加，造成變壓器鐵芯損耗加大而過熱。同時，由于勵磁電流的增加，會使變壓器實際出力降低。另外，對yyn0接線的變壓器，當勵磁電流增加時，磁通密度增大，磁路飽和，會引起一、二次繞組電動勢波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生的高次諧波對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荷，如電源電壓波動超過-5%時，則應(yīng)考慮相應(yīng)降低額定容量。 (5)變壓

10、器并列運行： 將兩臺或多臺變壓器的一次側(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，這種運行方式叫變壓器的并列運行，如圖3所示。 圖3變壓器并列運行示意圖 變壓器并列運行的目的： 1)提高變壓器運行的經(jīng)濟性。當負荷增加到一臺變壓器的容量不夠時，則可并列投入第二臺變壓器，而當負荷減少到不需要兩臺變壓器同時供電時，可將一臺變壓器退出運行。這樣，可盡量減少變壓器本身的損耗，達到經(jīng)濟運行的目的。 2)提高供電可靠性。當并列運行的變壓器中有一臺損壞時，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。檢修某臺變壓器時，也不影響其它變壓器正常運行，這樣減少了故障和檢修時的停電時間。 變壓器并列

11、運行的條件： 1)聯(lián)接組(組別)標號相同； 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。 并列運行條件分析： 變壓器并列運行條件是為保證： 1)變壓器并列組在空載時，繞組內(nèi)不會產(chǎn)生環(huán)流。 2)變壓器并列組在負載時，負荷能合理分配，做到負荷分配與容量成正比。 當并列變壓器聯(lián)接組不同時，二次側(cè)對應(yīng)相的線電壓之間會有相位差。相位差形成的電壓作用于變壓器繞組會產(chǎn)生高于額定電流幾倍的環(huán)流，以致燒毀變壓器。 當并列變壓器變比不等時，并列變壓器二次側(cè)會有電壓差，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)流過大會影響變壓器容量的合理利用。 并列變壓器短路阻抗不等時，變壓器空載時繞組不會產(chǎn)生環(huán)流，但在變壓器負載時，并列變壓器的二次側(cè)電壓會有差別，會影響并列變壓器的負荷分配，短路阻抗小的變壓器承載負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到額定容量或過負荷，而短路阻抗大的變壓器容量未充分利用。在實際運行中為避免短路阻抗不相等，而使變壓器并列運行時出現(xiàn)上述情況，運行中可將短路阻抗大的變壓器的二次電壓調(diào)高，以調(diào)整負荷分配。如果并列變壓器容量不相同時，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，可允許并列運行，使負荷分配合理。 一般對配電變壓器并列運

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荷分配不合理。(待續(xù))變壓器油溫過高原因淺析 魏民運行中的變壓器，有時其油溫升高，超過許可限度，在此淺析其原因，供檢修參考 當發(fā)現(xiàn)變壓器油溫過高時，應(yīng)檢查變壓器的負荷大小以及冷卻油的溫度同時 與以往的同樣的負荷時的溫度相比較，檢查溫度計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)接觸不良運行中分接開關(guān)的接觸點壓力不夠或接觸處污穢等原 因，使接觸電阻增大，從而導(dǎo)致接觸點的溫升而發(fā)熱，特別是在倒換分接頭后和變壓器過負荷運行時，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量線圈直流電阻來確定2線圈匝間短路當幾個相鄰線圈匝間的絕緣損壞，它們之間將會出現(xiàn)短路電流此短路電流使油溫迅速上升造成線圈