干式變壓器的原理、維護(hù)及檢修(優(yōu)先)

變壓器的原理、維護(hù)及檢修陜西吉恩自控設(shè)備有限公司 2目錄1電力變壓器

1.1

簡(jiǎn)介

1.2主要部件

1.3

工作原理

1.4型號(hào)及表示含義2干式變壓器 2.1簡(jiǎn)介2.2分類(lèi)

2.3性能比較 2.4工作原理

2.5溫度控制系統(tǒng) 3維護(hù)及檢修3.1日常維護(hù)項(xiàng)目3.2檢修內(nèi)容3.3檢修步驟及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3.4注意事項(xiàng)4感謝電力變壓器1.1簡(jiǎn)介

電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來(lái)將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。電力變壓器一般分為油浸式和干式兩種，目前油浸式變壓器用與升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和配電變壓器等；干式變壓器特別是用于低損耗或節(jié)能型的，以獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1.2主要部件變壓器主要有：鐵芯、繞組、油箱、附件等組成。

鐵芯：是變壓器的磁路部分，由鐵芯柱（柱上套裝繞組）、鐵軛（連接鐵芯以形成閉合磁路）組成，為了減小渦流和磁滯損耗，提高磁路的導(dǎo)磁性，鐵芯采用0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯(cuò)疊成。繞組：是變壓器的電路部分，采用銅線(xiàn)或鋁線(xiàn)繞制而成，原、副繞組同心套在鐵芯柱上。為便于絕緣，一般低壓繞組在里，高壓繞組在外，但大容量的低壓大電流變壓器，考慮到引出線(xiàn)工藝?yán)щy，往往把低壓繞組套在高壓繞組的外面。油箱：是裝器身和變壓器油的，為了便于散熱，有的箱壁上焊有散熱管。變壓器油的作用是絕緣和冷卻。器身：是指鐵芯和繞組裝在一起的整體。1.3

工作原理

變壓器原、副邊繞組如下圖所示：水1.4型號(hào)及表示含義2、干式變壓器2.1干式變壓器的分類(lèi)

目前世界上的干式變壓器主要有浸漬式與環(huán)氧樹(shù)脂式(包括澆注式與繞包式)兩大類(lèi)型。（一）浸漬式干變：它的制造工藝比較簡(jiǎn)單，通常用導(dǎo)線(xiàn)繞制完成的繞組浸漬以耐高溫的絕緣漆，并進(jìn)行加熱干燥處理。根據(jù)需要可選用不同耐熱等級(jí)的絕緣材料，分別制成B級(jí)、E級(jí)F級(jí)和H級(jí)(早期為B、E級(jí))，早期這種干變的絕緣材料及其處理工藝都不能滿(mǎn)足制造高性能干變的要求，使得這種類(lèi)型的干變極易受潮，從而大大降低了運(yùn)行可靠性，同時(shí)絕緣水平也較低。另外投運(yùn)前還需要預(yù)先加熱干燥，也使運(yùn)行復(fù)雜化。所以，環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變正是為了克服這些缺點(diǎn)才應(yīng)運(yùn)而生、得以大量發(fā)展的。（二）環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)干式變壓器：環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)干變指主要用環(huán)氧樹(shù)脂做為絕緣材料的干式變壓器，它又可分為澆注式與包繞式兩類(lèi)。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，絕大多數(shù)都是環(huán)氧澆注式。SG10型H級(jí)浸漬干式變壓器1.環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變

環(huán)氧樹(shù)脂是一種早就廣泛應(yīng)用的化工原料，它不僅是一種難燃、阻燃的材料，且具有優(yōu)越的電氣性能，后來(lái)逐漸為電工制造業(yè)所采用。自從1964年德國(guó)制造出首臺(tái)環(huán)氧澆注式干變后，這項(xiàng)技術(shù)在歐洲發(fā)展得很快，并不斷推出各種新的專(zhuān)利制造技術(shù)，這些技術(shù)也不斷推向世界。由于我國(guó)的干變制造技術(shù)主要是從德國(guó)等歐洲國(guó)家引進(jìn)的，所以迄今全國(guó)生產(chǎn)的干式變壓器中，絕大多數(shù)都是環(huán)氧澆注式。這里應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是:由于環(huán)氧樹(shù)脂比起空氣和變壓器油來(lái)具有很高的絕緣強(qiáng)度，加之澆注成型后又具有機(jī)械強(qiáng)度高以及優(yōu)越的防潮、防塵性能，所以特別適合于制造干式變壓器。早期的環(huán)氧澆注式干變?yōu)锽級(jí)絕緣，目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品大多數(shù)均為F級(jí)絕緣，也有少數(shù)為H級(jí)絕緣的。目前，從全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，世界上公認(rèn)的環(huán)氧澆注式干變的最高電壓為35kV(個(gè)別產(chǎn)品曾達(dá)66/77kV)，最大容量為20MVA，基準(zhǔn)沖擊水平(BIL)不超過(guò)250kVA。

a.環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變高壓側(cè)b.環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變低壓側(cè)2．繞包式(纏繞式)環(huán)氧樹(shù)脂干變

這種結(jié)構(gòu)的典型代表是ABB公司在20世紀(jì)70年代中期所開(kāi)發(fā)出的“雷神”式變壓器(RESI-BLOC)。這種變壓器低壓一般為箔式繞組，高壓繞組則在繞線(xiàn)機(jī)上繞包，內(nèi)模為環(huán)氧玻璃布筒。繞包時(shí)邊繞導(dǎo)線(xiàn)，邊繞玻璃纖維，再經(jīng)過(guò)一樹(shù)脂槽將浸好樹(shù)脂的纖維纏繞在已繞好的導(dǎo)線(xiàn)上面。待整個(gè)繞組繞完后，再進(jìn)烘箱加熱固化，使之成為一個(gè)整體。ABB雷神（繞包式）干式變壓器2.2干式變壓器的性能比較(1)

環(huán)氧撓注式干變的特點(diǎn)：

1)

絕緣強(qiáng)度高:澆注用環(huán)氧樹(shù)脂具有18～22kV/mm的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)，且與電壓等級(jí)相同的油浸變具有大致相同的雷電沖擊強(qiáng)度。2)

抗短路能力強(qiáng):由于樹(shù)脂的材料特性，加之繞組是整體澆注，經(jīng)加熱固化成型后成為一個(gè)剛體，所以機(jī)械強(qiáng)度很高，經(jīng)突發(fā)短路試驗(yàn)證明，澆注式變壓器因短路而損壞的極少。3)

防災(zāi)性能突出:環(huán)氧樹(shù)脂難燃、阻燃并能自行熄滅，不致引發(fā)爆炸等二次災(zāi)害。4)

環(huán)境性能優(yōu)越:環(huán)氧樹(shù)脂是化學(xué)上極其穩(wěn)定的一種材料，防潮、防塵，即使在大氣污穢等惡劣環(huán)境下也能可靠地運(yùn)行，甚至可在100%溫度下正常運(yùn)行，停運(yùn)后無(wú)需干燥預(yù)熱即可再次投運(yùn)?？梢栽趷毫拥沫h(huán)境條件下運(yùn)行，是環(huán)氧澆注式干變較之浸漬式干變的突出優(yōu)點(diǎn)之一。5)

維護(hù)工作量很小:由于有了完善的溫控、溫顯系統(tǒng)，目前環(huán)氧澆注式干變的日常運(yùn)行維護(hù)工作量很小，從而可以大大減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，并降低運(yùn)行費(fèi)用。

6)

運(yùn)行損耗低，運(yùn)行效率高。

7)

噪聲低。8)

體積小、重量輕，安裝調(diào)試方便。9)

不需單獨(dú)的變壓器室，不需吊芯檢修，節(jié)約占地面積，相應(yīng)節(jié)省土建投資。(2)

繞包式干變特點(diǎn)：

繞包式結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需專(zhuān)門(mén)的模具與專(zhuān)用澆注設(shè)備。但是由于樹(shù)脂是常規(guī)條件下加入，而不是真空澆注的，難免在它的內(nèi)部混有空氣。這就容易引起局部放電從而降低其運(yùn)行可靠性，所以為了可靠起見(jiàn)，往往把設(shè)計(jì)場(chǎng)強(qiáng)取得低一些，這又將使變壓器的體積增大。另外，這種繞包式變壓器所費(fèi)的工時(shí)也較多。

綜上所述可知，繞包式干變成本將高于一般的澆注式變壓器，同時(shí)運(yùn)行可靠性也要差-些，因此這種纏繞式結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)僅少數(shù)廠(chǎng)家生產(chǎn)，在世界上的應(yīng)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有澆注式多。2.3環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變工作原理

干式變壓器，即不依靠其它冷卻介質(zhì)的自然風(fēng)冷卻的變壓器。工作原理是變壓器初級(jí)繞組通過(guò)交流電流，在變壓器的鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)就會(huì)在繞在同一鐵芯上的次級(jí)繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，即形成電壓。變比是根據(jù)繞組的匝數(shù)決定的。2.4溫度控制系統(tǒng)

干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過(guò)絕緣耐受溫度使絕緣破壞，是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的主要原因之一，因此對(duì)變壓器的運(yùn)行溫度的監(jiān)測(cè)及其報(bào)警控制是十分重要的。

（1）風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制：通過(guò)預(yù)埋在低壓繞組最熱處的Pt100熱敏測(cè)溫電阻測(cè)取溫度信號(hào)。變壓器負(fù)荷增大，運(yùn)行溫度上升，當(dāng)繞組溫度達(dá)110℃時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻；當(dāng)繞組溫度低至90℃時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止風(fēng)機(jī)。（2）超溫報(bào)警、跳閘：通過(guò)預(yù)埋在低壓繞組中的PTC非線(xiàn)性熱敏測(cè)溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號(hào)。當(dāng)變壓器繞組溫度繼續(xù)升高，若達(dá)到155℃時(shí)，系統(tǒng)輸出超溫報(bào)警信號(hào)；若溫度繼續(xù)上升達(dá)170℃，變壓器已不能繼續(xù)運(yùn)行，須向二次保護(hù)回路輸送超溫跳閘信號(hào)，應(yīng)使變壓器迅速跳閘。

（3）溫度顯示系統(tǒng)：通過(guò)預(yù)埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測(cè)取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度（三相巡檢及最大值顯示，并可記錄歷史最高溫度），可將最高溫度以4～20mA模擬量輸出，若需傳輸至遠(yuǎn)方（距離可達(dá)1200m）計(jì)算機(jī)，可加配計(jì)算機(jī)接口，1只變送器，最多可同時(shí)監(jiān)測(cè)31臺(tái)變壓器。系統(tǒng)的超溫報(bào)警、跳閘也可由Pt100熱敏傳感電阻信號(hào)動(dòng)作，進(jìn)一步提高溫控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。2.5、維護(hù)與檢修1變壓器清灰

檢修步驟：用壓縮空氣清潔變壓器鐵芯和線(xiàn)圈縫隙及風(fēng)機(jī)的灰塵。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：表面無(wú)灰塵雜質(zhì)。2檢查鐵芯檢修步驟：（1）檢查鐵芯是否平整，絕緣漆膜是否脫落，疊片緊密程度。（2）檢查鐵芯上下夾件、方鐵、壓板的緊固程度，并用扳手逐個(gè)緊固上下夾件、方鐵、壓板等各部位緊固螺栓。（3）采用2500V絕緣電阻表測(cè)量鐵芯對(duì)夾件及地的絕緣電阻。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：（1）鐵芯應(yīng)平整，絕緣漆膜無(wú)脫落，疊片緊密，邊側(cè)的硅鋼片不應(yīng)翹起或成波浪狀，鐵芯各部表面應(yīng)無(wú)灰塵和雜質(zhì)，無(wú)生繡、腐蝕痕跡；片間應(yīng)無(wú)短路、搭接現(xiàn)象，接縫間隙符合要求。（2）螺栓緊固，夾件上的正、d)用專(zhuān)用扳手緊固上下鐵芯的穿心螺栓并反壓釘和鎖緊螺帽無(wú)松動(dòng)，與測(cè)量穿心螺桿對(duì)鐵芯及地絕緣電阻。絕緣墊圈接觸良好，無(wú)放電燒傷痕跡。（3）鐵芯對(duì)夾件及地的絕緣電阻不低于5MΩ。3檢查線(xiàn)圈檢修步驟：（1）檢查線(xiàn)圈變形、絕緣是否完好。（2）檢查高、低壓線(xiàn)圈間風(fēng)道是否通暢。。（3）檢查線(xiàn)圈引線(xiàn)及接頭是否完好。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：（1）繞組無(wú)變形、傾斜、位移，絕緣無(wú)破損、變色及放電痕跡。（2）高、低壓線(xiàn)圈間風(fēng)道無(wú)被雜物堵塞現(xiàn)象，高、低壓繞組風(fēng)道暢通，無(wú)雜物積存。（3）檢查引線(xiàn)絕緣完好，無(wú)變形、變脆，引線(xiàn)無(wú)斷股情況，接頭表面平整、清潔、光滑無(wú)毛刺，并不得有其它雜質(zhì);引線(xiàn)及接頭處無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象，引線(xiàn)固定牢靠。4檢查絕緣子檢修步驟：檢查絕緣子是否完好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：絕緣子固定應(yīng)牢固，連表面有無(wú)電痕跡和炭化現(xiàn)象，絕緣無(wú)損壞。

5檢查進(jìn)出引線(xiàn)檢修步驟：檢查進(jìn)出引線(xiàn)是否完好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：引線(xiàn)相序正確，導(dǎo)電接觸面無(wú)過(guò)熱、灼傷痕跡，薄涂一層電力復(fù)合脂連接緊固。6檢查各絕緣件，檢查緊固件、連接件

檢修步驟：檢查各絕緣件，檢查緊固件、連接件是否完好。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：檢查各絕緣件，檢查緊固件、連接件不松動(dòng)，螺栓齊全緊固，松動(dòng)螺栓進(jìn)行緊固，表面無(wú)爬電和碳化現(xiàn)象。7變壓器高溫保護(hù)測(cè)試檢修步驟：用電吹風(fēng)溫度傳感器，檢查溫度儀溫度顯示是否正常。溫度超標(biāo)130時(shí)，溫控儀是否報(bào)警。溫度超出150時(shí)變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)否跳閘。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：檢查溫度儀溫度顯示正常，溫度超出時(shí)，溫控儀高溫報(bào)警，溫度超出時(shí)，變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)超溫跳閘。8干式變壓器預(yù)防性試驗(yàn)：

檢修步驟：1.高、低壓線(xiàn)圈的直流電阻測(cè)試。2.線(xiàn)圈絕緣電阻及吸收比測(cè)試。3.鐵芯絕緣電阻測(cè)試。4.線(xiàn)圈所有分接頭的電壓比。5.線(xiàn)圈連同套管的交流耐壓試驗(yàn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：1.高、低壓線(xiàn)圈的直流電阻測(cè)試與原始值相比不超過(guò)2％，相間相差不超過(guò)2％.

2.用2500V絕緣電阻表測(cè)試：高壓對(duì)低壓極低≥300;低壓對(duì)地≥100。吸收比=R60''/R15''≥1.33.鐵芯對(duì)夾件及地的絕緣電阻≥5；穿心螺桿對(duì)鐵芯及地絕緣電阻≥5M。4.線(xiàn)圈所有風(fēng)接頭的電壓比比值與銘牌值不應(yīng)有顯著差別且符合規(guī)律。變壓器電壓比允許偏差為1％。5.大修時(shí)1min工頻耐壓試驗(yàn)電壓為出廠(chǎng)的85%（變壓器高壓側(cè)繞組出廠(chǎng)試驗(yàn)電壓為35Kv，低壓側(cè)繞組出廠(chǎng)試驗(yàn)電壓為3Kv），更換線(xiàn)圈時(shí)