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

簡介

1.2主要部件

1.3

工作原理

1.4型號及表示含義2干式變壓器 2.1簡介2.2分類

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簡介

電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(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，采用銅線或鋁線繞制而成，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型號及表示含義2、干式變壓器2.1干式變壓器的分類

目前世界上的干式變壓器主要有浸漬式與環(huán)氧樹脂式(包括澆注式與繞包式)兩大類型。（一）浸漬式干變：它的制造工藝比較簡單，通常用導(dǎo)線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的絕緣材料，分別制成B級、E級F級和H級(早期為B、E級)，早期這種干變的絕緣材料及其處理工藝都不能滿足制造高性能干變的要求，使得這種類型的干變極易受潮，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)氧樹脂類干式變壓器：環(huán)氧樹脂類干變指主要用環(huán)氧樹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。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，絕大多數(shù)都是環(huán)氧澆注式。SG10型H級浸漬干式變壓器1.環(huán)氧樹脂澆注干變

環(huán)氧樹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，后來逐漸為電工制造業(yè)所采用。自從1964年德國制造出首臺(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利制造技術(shù)，這些技術(shù)也不斷推向世界。由于我國的干變制造技術(shù)主要是從德國等歐洲國家引進(jìn)的，所以迄今全國生產(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)氧樹脂比起空氣和變壓器油來具有很高的絕緣強(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)锽級絕緣，目前國內(nèi)產(chǎn)品大多數(shù)均為F級絕緣，也有少數(shù)為H級絕緣的。目前，從全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性來看，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250kVA。

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

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，邊繞玻璃纖維，再經(jīng)過一樹脂槽將浸好樹脂的纖維纏繞在已繞好的導(dǎo)線上面。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)氧樹脂具有18～22kV/mm的絕緣擊穿場強(qiáng)，且與電壓等級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)是無需專門的模具與專用澆注設(shè)備。但是由于樹脂是常規(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，往往把設(shè)計(jì)場強(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)在國內(nèi)僅少數(shù)廠家生產(chǎn)，在世界上的應(yīng)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有澆注式多。2.3環(huán)氧樹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繞組通過交流電流，在變壓器的鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場，交變的磁場就會(huì)在繞在同一鐵芯上的次級繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，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，因此對變壓器的運(yùn)行溫度的監(jiān)測及其報(bào)警控制是十分重要的。

（1）風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制：通過預(yù)埋在低壓繞組最熱處的Pt100熱敏測溫電阻測取溫度信號。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：通過預(yù)埋在低壓繞組中的PTC非線性熱敏測溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號。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；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，應(yīng)使變壓器迅速跳閘。

（3）溫度顯示系統(tǒng)：通過預(yù)埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測取溫度變化值，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圈縫隙及風(fēng)機(jī)的灰塵。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：表面無灰塵雜質(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絕緣電阻表測量鐵芯對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)無灰塵和雜質(zhì)，無生繡、腐蝕痕跡；片間應(yīng)無短路、搭接現(xiàn)象，接縫間隙符合要求。（2）螺栓緊固，夾件上的正、d)用專用扳手緊固上下鐵芯的穿心螺栓并反壓釘和鎖緊螺帽無松動(dòng)，與測量穿心螺桿對鐵芯及地絕緣電阻。絕緣墊圈接觸良好，無放電燒傷痕跡。（3）鐵芯對夾件及地的絕緣電阻不低于5MΩ。3檢查線圈檢修步驟：（1）檢查線圈變形、絕緣是否完好。（2）檢查高、低壓線圈間風(fēng)道是否通暢。。（3）檢查線圈引線及接頭是否完好。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：（1）繞組無變形、傾斜、位移，絕緣無破損、變色及放電痕跡。（2）高、低壓線圈間風(fēng)道無被雜物堵塞現(xiàn)象，高、低壓繞組風(fēng)道暢通，無雜物積存。（3）檢查引線絕緣完好，無變形、變脆，引線無斷股情況，接頭表面平整、清潔、光滑無毛刺，并不得有其它雜質(zhì);引線及接頭處無過熱現(xiàn)象，引線固定牢靠。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，連表面有無電痕跡和炭化現(xiàn)象，絕緣無損壞。

5檢查進(jìn)出引線檢修步驟：檢查進(jìn)出引線是否完好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：引線相序正確，導(dǎo)電接觸面無過熱、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，表面無爬電和碳化現(xiàn)象。7變壓器高溫保護(hù)測試檢修步驟：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、低壓線圈的直流電阻測試。2.線圈絕緣電阻及吸收比測試。3.鐵芯絕緣電阻測試。4.線圈所有分接頭的電壓比。5.線圈連同套管的交流耐壓試驗(yàn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：1.高、低壓線圈的直流電阻測試與原始值相比不超過2％，相間相差不超過2％.

2.用2500V絕緣電阻表測試：高壓對低壓極低≥300;低壓對地≥100。吸收比=R60''/R15''≥1.33.鐵芯對夾件及地的絕緣電阻≥5；穿心螺桿對鐵芯及地絕緣電阻≥5M。4.線圈所有風(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)電壓為出廠的85%（變壓器高壓側(cè)繞組出廠試驗(yàn)電壓為35Kv，低壓側(cè)繞組出廠試驗(yàn)電壓為3Kv），更換線圈時(shí)