如何管理负荷运行？

10.5.2.1 运行电压要求

（1）根据国家标准GB/T 12325—2008《电能质量 供电电压偏差》规定：35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过系统标称电压的10%。如供电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。

从极端情况考虑：当电源电压即GIS母线线电压U_m≥121kV或U_m≤99kV时应立即与供电局调度联系，要求其采取措施降压。

（2）根据DL/T 572—2010《电力变压器运行规程》规定：变压器的运行电压一般不应高于该运行分接电压的105%，且不得超过系统最高运行电压。本公司内部控制要求：变压器的电源电压（GIS母线线电压U_m）变化一般不得超过额定值的±5%，不论电压分接头在任何位置，如果电源电压不超过+5%（标称电压110kV为115.5kV），变压器二次绕组可带额定负载，如果电源电压下降超过5%（标称电压110kV为104.5kV），则应通知生产调度适当降低负荷或不应增加负荷。

（3）有载调压分接开关的调节参考本规程10.5.5节。

10.5.2.2 负荷运行管理

1.运行温度控制及寿命

（1）上层油温限制。油浸式自循环风冷电力变压器运行中的允许温度按上层油温检查，上层油温的允许值最高不得超过95°C，这是为了保证变压器的使用寿命而从控制A级绝缘材料老化速度提出的要求；为了防止变压器油劣化过速，上层油温不允许长期超过85℃。根据试验得出：温度增高10℃，油的氧化速度增加一倍。

（2）油浸式变压器内部最主要的绝缘材料是绝缘纸和变压器油，它们都是A级（105级）绝缘。变压器的寿命是由绝缘材料的老化程度决定的。而绝缘材料的老化主要取决于温度、氧气、含潮率（绝缘材料中的水分），并且温度是老化的最主要的因素。所以，温度对变压器寿命具有决定性作用，在不同的温度下变压器具有不同的寿命。标准中变压器的寿命是假定变压器绝缘材料的工作温度经常维持在98℃（尽管很多标准并未给出具体寿命），仅在很少的时间内达到A级绝缘材料允许的最高温度105℃。对于A级绝缘材料，在80～140℃范围内，温度每升高6℃其寿命就会减少一半，相反地，温度每降低6℃其寿命就会增加一倍，这就是所谓的A级绝缘材料的“六度规则”。《电力变压器 第7部分：油浸式电力变压器负载导则》GB/T 1094.7—2008附录A给出了变压器中常用的绝缘纸——非改性木浆纸（A级绝缘）的一组参考数据（不用来估算或确定寿命）：在干燥且无空气的条件下，木浆纸在80℃、90℃、98℃时的寿命分别为118年、38年、15年。

（3）变压器的寿命：电力变压器寿命是多年来变压器运行部门和制造厂家都很关心的一个共同议题，也是一个不好明确答复的问题。由于变压器的使用寿命与多种因素特别是运行条件有关，所以很多标准并未给出具体使用寿命年限，个别给出的也不一致，如DL/T984—2005《油浸式变压器绝缘老化判断导则》提到“正常运行的变压器应有30年以上的寿命”，而GB/T 17468—2008《电力变压器选用导则》则规定“变压器的寿命一般为20年”。但在当前，不论在国内还是在国际上，比较公认的看法是：变压器在额定负载及正常环境条件下，并按使用说明书安装和维护，其在长期持续运行中器身（绕组及铁心）应20年免维护，预期寿命不应低于30年。实际工作中，运行时间在40年甚至更长时间的也能见到。

2.允许的过负荷

（1）变压器可以在正常过负荷和事故过负荷的情况下运行。正常过负荷可以经常使用，其允许值根据变压器的负荷曲线、冷却介质的温度以及过负荷前变压器所带负荷来确定，它不影响变压器的绝缘和寿命；事故过负荷又分长期急救过负荷（几周甚至几个月）、短期急救过负荷（不能超过0.5h）两种，只允许在事故情况下使用，它是以牺牲变压器寿命为代价来保证为重要负荷短时供电的。

（2）变压器正常过负荷的允许数值和允许时间见表10-52（环境温度为40℃）。

表10-52 变压器正常过负荷的允许数值和允许时间

（3）油浸自冷式和风冷式变压器正常过负荷。

1）在夏季其最高负荷低于变压器的额定容量时，则每低1%可允许冬季过负荷1%，但以过负荷15%为限；

2）正常过负荷允许一般最高不得超过额定容量的20%；

3）存在较大缺陷（如冷却系统故障、严重漏油、色谱分析异常等）的变压器不允许过负荷运行；

4）全天满负荷运行的变压器不允许过负荷运行；

5）变压器日平均负荷率小于1时，允许在负荷高峰时段过负荷运行，此时应严密监视变压器运行温度，当油浸自冷式变压器上层油温达到95℃时应立即减负荷；

6）变压器负荷达到额定容量的130%时，即便变压器运行温度未达到最高温度限值，也应立即减负荷。

（4）变压器事故过负荷允许值。

1）某变压器厂家说明书给出的变压器事故过负荷允许值见表10-53（至少在1977年出版的书籍上就有此表，可能源于当时的部颁规程）。

表10-53 本公司变压器厂家说明书给出的变压器事故过负荷允许值

2）为了方便使用，在不少书籍上和部分变压器厂家说明书上还给出了表10-54及表10-55的值。请注意，这是根据标准GB/T 1094.7—2008《电力变压器 第7部分：油浸式电力变压器负载导则》（修改采用IEC 60076—7：2005）和变压器厂家给出的热特性参数等计算出来的，实际上不论是早期的标准GB/T 15164—1994《油浸式电力变压器负责导则》（已废止，被GB/T 1094.7—2008替代）及DL/572—1995《电力变压器运行规程》，还是近期的GB/T 1094.7—2008及《电力变压器运行规程》标准，都没有给出类似的时间数值，都只给出了表10-56超铭牌额定值负载时的电流和温度限值，应区别应用。

表10-54 油浸自然循环冷却变压器事故过负荷允许运行时间

表10-55 强迫油循环冷却变压器事故过负荷允许运行时间

表10-56 超铭牌额定值负载时的电流和温度限值

注：1.温度和电流限值不同时适用。电流可以比表中的限值低一些，以满足温度限值的要求。相反地，温度可以比表中的限值低一些，以满足电流限值的要求。

2.配电变压器：三相最大额定容量为2500kV·A（单相最大833kV·A）；中型变压器：三相最大额定容量为100MV·A（单相最大33.3MV·A）；大型变压器：超过中型变压器容量限值的电力变压器。

3）短期急救负载的运行。

短期急救负载下运行，相对老化率远大于1，绕组热点温度可能达到危险程度。在出现这种情况时，应投入包括备用在内的全部冷却器（制造厂另有规定的除外），并尽量压缩负载、减少时间，一般不超过0.5h。当变压器有严重缺陷或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。电力行业标准DL/T 572—2010《电力变压器运行规程》给出了0.5h短期急救负载允许的负载系数K₂见表10-57（DL/T 572—2010将DL/T 572—1995中的配电变压器数据删除，其他数据相同），GB/T 15164—1994（已废止）及GB/T 1094.7—2008并无此表。大型变压器采用ONAN/ONAF或其他冷却方式的变压器短期急救负载允许的负载系数参考制造厂规定。显然，该表用于油浸式电力变压器，至于干式变压器则应按GB/T 1094.12—2013《电力变压器 第12部分：干式电力变压器负载导则》（修改采用IEC 60076-12：2008）要求执行，该标准取代早期的GB/T 17211—1998《干式电力变压器负载导则》。

表10-57 0.5 h短期急救负载允许的负载系数K₂表

3.变压器冷却方式

（1）GB 1094.2—2013《电力变压器 第2部分：液浸式变压器的温升》（修改采用IEC 60076—2：2011）规定其冷却方式采用下面4个字母进行标识。

第一个字母（代表内部冷却介质）：

O：矿物油或燃点不大于300℃的合成绝缘液体；

K：燃点大于300℃的绝缘液体；

L：燃点不可测出的绝缘液体。(www.xing528.com)

第二个字母（代表内部冷却介质的循环方式）：

N：流经冷却设备和绕组内部的液体流动是自然的热对流循环；

F：冷却设备中的液体流动是强迫循环，流经绕组内部的液体流动是热对流循环；

D：冷却设备中的液体流动是强迫循环，且至少在主要绕组内部的液体流动是强迫导向循环。

第三个字母（代表外部冷却介质）：

A：空气；

W：水。

第四个字母（代表外部冷却介质的循环方式）：

N：自然对流；

F：强迫循环（泵、风扇等）。

（2）具有多种冷却方式的变压器。

一台变压器可以规定有几种不同的冷却方式。此时，在说明书和铭牌上应给出不同冷却方式下的容量值，在最大冷却能力下的容量值就是变压器的额定容量，不同冷却方式按冷却能力增大的次序排列。如：

ONAN/ONAF：变压器装有一组风扇，在大负载时风扇可以投入运行。在这两种冷却方式下，液体流动均按热对流方式循环；

ONAN/OFAF：变压器装有油泵和风扇类冷却设备，也规定了在自然冷却方式下（例如：辅助电源出现故障或容量不足的情况下）降低的容量。

4.变压器冷却风机管理

（1）一般情况下，当变压器负荷率小于67%时，可以不开风机自然冷却（本公司总降主变压器所用PST—1260A综保装置具有根据主变压器电流设定“启动通风定值”电流功能）。

（2）正常设定变压器上层油温超过55℃时，冷却风机自动投入运行。

（3）当夏季变压器上层油温超过75℃时，应外加风机强迫冷却。

5.相关标准对变压器使用海拔和环境温度的规定

（1）GB 1094.1—2013《电力变压器 第1部分：总则》4.2条款有如下规定。

1）海拔不超过1000m。

2）冷却介质温度。

冷却设备入口处的冷却空气温度不超过：

任何时刻：40℃；

最热月平均：30℃；

年平均：20℃；

并且不低于：

户外变压器：-25℃；

变压器和冷却器都拟用于户内的变压器：-5℃；

对于水冷变压器，入口处冷却水温度不应超过：

任何时刻：25℃；

年平均：20℃。

（2）DL/T 5222—2005《导体和电器选择设计技术规定》5.0.3条款有如下规定。

电器的正常使用环境条件规定为：周围空气温度不高于40℃，海拔不超过1000m。当电器使用在周围空气温度高于40℃（但不高于60℃）时，允许降低负荷长期工作。推荐周围空气温度每增高1K，减少额定电流负荷的1.8%；当电器使用在周围空气温度低于40℃时，推荐周围空气温度每降低1K，增加额定电流负荷的0.5%，但其最大过负荷不得超过额定电流负荷的20%；当电器使用在海拔超过1000m（但不超过4000m）且最高周围空气温度为40℃时，其规定的海拔每超过100m（以海拔1000m为起点）允许温升降低0.3%。

10.5.2.3 变压器的并列运行

1.一般情况下并列运行的3个条件

（1）并列运行的每台变压器的一次和二次额定电压分别相等，或每台变压器电压比相等（允许误差不大于0.50%）。

（2）每台变压器的联结组标号必须相同。

（3）每台变压器的短路阻抗百分值相近（相差不大于±10%）。

2.特殊情况下的并联运行

（1）电压比不等或短路阻抗不等的变压器并列运行时，任何一台变压器除满足GB/T1094.7—2008和制造厂规定外（在任何一台都不会过负荷的情况下），其每台变压器并列运行绕组的环流应满足制造厂的要求。

（2）短路阻抗不同的变压器，可适当提高短路阻抗高的变压器的二次电压，使并列运行变压器的容量均能充分利用。

3.总降主变压器并列运行

本公司总降两台主变压器型号、参数一样，完全满足上述要求，但要并列运行还必须经上级供电公司批准方可投入运行。