禁忌变压器运行的安全评估

【原理简述】

要使到电力变压器安全运行,运行管理人员必须掌握有关变压器运行的技术条件及基本参数和运行中需巡视检查的内容。对在运行中的变压器进行安全评估,以便及时发现和消除绝缘缺陷及事故隐患。

由于对配电变压器运行安全评估管理不善,特别是农村配电变压器,有的基本上就没有进行安全评估及维护,只是“安装投运——带病运行——大修(坏)”这样循环,因而损坏现象十分严重,给电力企业或用户造成直接损失。因此,必须加强对配电变压器运行安全评估管理。

【禁忌事项】

(1)禁忌运行前不检查分接开关位置、绝缘电阻、接地线、油位等是否正常。

(2)禁忌运行后不定期检查油位、油色、渗漏、接线、声响、环境等是否符合要求,如图5-11所示。

图5-11 观察油位

(3)禁忌变压器超过允许温度和温升:允许运行温度在变压器运行中,电能在铁心和绕组中的损耗转变为热能,引起各部位发热,使变压器油温升高,当热量向周围辐射传导、发热和散热达到平衡状态时,各部位的温度趋于稳定。变压器运行时,其内部各部分的温度是不同的。其中,绕组的温度最高,其次是铁心,绝缘油的温度最低。为了便于监视运行中变压器各部分温度的情况,规定以上层油温来确定其运行中的允许温度。采用A级绝缘的变压器(我国电力变压器大部分采用A级绝缘)在正常运行中,当周围空气温度最高为40℃时,绕组的极限工作温度为105℃。由于绕组的平均温度比油温高10℃,同时为了防止油质劣化,所以规定变压器上层油温最高不得超过95℃。若变压器的温度长时间超过允许值,则其绝缘容易损坏。因为绝缘材料长期受热后要老化,温度越高,绝缘老化越快。当绝缘老化到一定程度时,在运行的振动和电动力的作用下,绝缘容易破坏,且易发生电气击穿而造成故障,因此变压器必须在其允许的温度范围内运行,以保证变压器合理的使用寿命。

对A级绝缘的变压器,当周围最高温度为40℃时,国家标准规定绕组的温升为65℃,上层油温的允许温升为55℃,只要上层油温及其温升不超过规定值,就能保证变压器在规定的使用年限内安全运行。

(4)禁忌变压器长时间超载运行:在一般情况下,变压器长时间超载运行是不允许的。因为变压器超载运行会造成温度增高,决定其使用寿命的主要因素是绝缘的老化程度,而温度增高对绝缘性能则起着决定性的作用。

(5)禁忌在变压器允许运行方式中三相负载不平衡:对Y/Y0-12接线的变压器,要特别注意控制二次侧三相负载的对称性。因为在这样的配电网中既有三相负载,又有单相照明负载混入,极易出现三相负载不平衡现象。当三相负载不平衡时,在低压绕组内便会有零序电流出现。零序电流将产生零序磁通,零序磁通感应的零序电动势叠加到各相的电压上,导致三相电压的中性点位移,于是负载重的一相电压将会下降,而负载轻的相电压则升高。用电设备的安全受到威胁,不利于安全用电。零序磁通的大小决定于零序电流,因此,为了安全可靠地供电,规程规定Y/Y0-12接线的变压器的二次侧三相负载尽可能分配平衡,中性线电流禁忌超过低压绕组额定电流的25%。

(6)禁忌供电电压超过允许波动值:变压器在运行时,由于系统运行方式的改变及负载的变化,电网电压总会有一定的波动。当电网电压小于变压器额定电压时,对于变压器本身没有什么损害,只是降低了一些出力。当然也不能太低,这主要是由于用电设备对供电电压有一定的要求。但当电网电压高于变压器额定电压时,则对变压器运行将产生不良影响。当电源电压高于额定电压值时,变压器的励磁电流增加,造成变压器铁心损耗加大而过热,无功功率也随之增加,变压器实际出力下降。当励磁电流剧增时,磁通密度增大,磁路饱和致使一、二次绕组电动势波形发生严重的畸变,电压波形中的谐波值也大大地增加。这将引起供电电流波形也畸变,增加电动机和线路的附加损耗,同时在系统中造成谐波共振现象,并导致过电压,对变压器及其他电气设备的绝缘有一定的损害。为此,规程规定,变压器的电源电压一般不超过额定值的±5%。

(7)禁忌在下列情况下变压器继续运行:

1)变压器内部有强烈而不均匀的噪声,有爆裂的火花放电声音;

2)在正常负载和冷却条件下,变压器温度异常,并不断上升;(www.xing528.com)

3)油枕或安全气道(防爆管)喷油;

4)严重漏油使油面降低,低于油位计的指示限度;

5)油色变化严重,油内出现炭质;

6)套管有严重的破损和放电现象;

7)变压器油温的升高超过许可限度,值班人员查明是由于冷却系统故障,且在运行中无法修理时,应立即将变压器停运修理。

应用技巧

细听声音辨别变压器故障:

声音是反映变压器运行正常与否的一个主要表现。通过听声音可以辨别变压器是否正常。变压器正常运行时,铁心振动而发出清晰有规律的“嗡嗡”声。但当变压器负载有变化或变压器本身发生故障时,将产生异常音响。

(1)声音沉重,但无杂音,且音调高、音量大。一般为变压器超载引起。变压器长期超载会缩短使用寿命,也是烧坏变压器的主要原因,是不允许的。当发生变压器过载运行时,要设法减少一些次要负载以减轻变压器的负担。

(2)声音尖,一般为变压器电源电压过高引起,电源电压过高不利于变压器的运行,对用户用电设备也不利,而且会增加变压器的铁损。

(3)声音比平常大且嘈杂、混乱,但电流、电压又无明显异常时,则可能是内部夹件或压紧铁心的螺钉松动,导致硅钢片振动增大。主要部件松动会影响变压器的正常运行,要注意及时检修。

(4)发出“吱吱”或“噼啪”声,这可能是变压器绕组或铁心的绝缘有击穿现象。变压器内部局部放电或器件接触不良,这种情况会造成严重事故,因此要立即停电检修。

(5)“吱吱”的放电声,是变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良。

(6)“嘶嘶”声,是因变压器的变压套管脏污、表面釉质脱落或有裂纹存在。

(7)声音中夹杂着水沸腾声,且温度急剧变化,油位升高,则应判断为变压器绕组发生短路故障,严重时会有巨大轰鸣声,随后可能起火。这时,应立即停用变压器进行检查。