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【摘 要】 目前,干式变压器已被广泛应用到现代建筑及住宅小区,它具有洁净、防潮性能好、散热能力强、低损耗、过负荷能力强等特点,为保证其安全可靠运行,文章根据其特性,介绍了运行监测与维护的方法。
【关键词】 干式变压器特性运行监测 维护
0 引言
随着城市电网供电质量的不断提高和变压器技术的进步,无油、洁净、阻燃、寿命长、节能低噪、维护简单、安全可靠的干式变压器在我国得到越来越广泛的应用。据不完全统计,在我国,目前干式变压器在大、中城市中平均约占15%～20%。在北京、上海等城市,约占60%左右。有人预言,2l世纪属于性能优越的干式变压器,干式变压器取代油浸式变压器的应用趋势是一种必然。
上世纪80年代我国干式变压器自从引进SC系列技术后,不断进步,不断创新,先后开发出性能参数优越的SC(B)8系列、sc(B)9系列、SC(B)10系列以及目前新一代的绝缘等级最高的SGl0系列,我国干式变产销量及其性能参数已跻身于世界前列。然而,在许多干式变压器的产品宣传中,均过分强调干式变具有免维护、防潮性能好、损耗低、局部放电量低、噪音小,散热能力强,过载能力强等特点。所有这些很容易让人们从思想上对其运行特性产生错觉,放松对其运行管理,放弃设备的维护,然而在实际运行中,干式变并不能长期过负荷运行,在防潮、散热等方面仍需要引起足够的注意,否则,不仅会降低干式变的使用寿命,而且可能影响其安全运行、严重者酿成事故,影响了干式变的普及与推广。因此,在干式变的运行维护中为保证其安全、可靠运行,延长其运行寿命,必须加强设备巡视、检查,认真做好维护工作。
1 干式变的特性
1.1 结构特点
在结构上可分为固体绝缘包封绕组与不包封绕组两种类型。
(1)铁心
采用优质低耗的冷轧晶粒取向硅钢片,铁心硅钢片采用45。全斜接缝,不迭上轭等先进工艺,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过,其空载损耗与负载损耗均显著下降。
(2)绕组
①缠绕式。②环氧树脂加石英砂填充浇注。③玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构)。④多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式。一般多采用,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高设备的可靠性。
高压绕组一般采用多层圆筒式或多层分段式结构;低压绕组一般采用层式或箔式结构。
(3)干式变压器形式
①开启式。这是一种常用的形式,其器身与空气直接接触,适应于比较干燥而洁净的室内(环境温度20℃时,相对湿度不应超过85%),一般有空气自冷和风冷两种冷却方式。
②封闭式。器身处在封闭的外壳内,与空气不商接接触(由于密封,散热条件差,主要在防爆等场所和条件下应用)。
③浇注式。用环氧树脂或其它树脂浇注作为主绝缘,它结构简单,体积小,适用于较小容量的变压器。
1.2 运行特点
相对于油浸式变压器,干式变因无油,也就不存在火灾、爆炸、污染等问题,故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列,损耗和噪声降到了新的水平,更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。
(1)干式变压器的温度控制系统
干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。
(2)干式变压器的防护方式
根据使用环境特征及防护要求,干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外,则可选用IP23防护外壳,除叙述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降,选用时要注意其运行容量的降低。
(3)干式变压器的冷却方式
干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行。或应急事故过负荷运行。过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大。
(4)干式变压器的过载能力
干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关,生产厂家可提供本厂干变的过负荷曲线。
2 下式变的运行管理
根据干式变的特性,结合自已的运行管理经验,介绍在以下几个方面加强运行管理的方法:
2.1 认真做好变压器负荷监测工作
一般来说,干式变过载60%时不得超过5min;过载40%时不得超过30min;过载20%时不得超过1h,不得长期过载运行。因此,加强干式变的负荷管理十分重要。对于设有继电保护装置的变压器,过负荷电流整定值不得设置过高。值班人员应加强负荷监测,定时作好电流记录,发现过负荷报警(对于设有继电保护装置的)或接近过负荷情况,应立即调整负荷,确保变压器工作在额定负荷以下的工作状态。
2.2 注重变压器温度变化的监测和通风管理
温控器是监测千式变压器温度变化的重要元件,干式变必须选择符合质量要求的、可靠的温度控制器。温度传感器的布置、敷设必须触及绕组,能切实反映变压器绕组的温度,用于变压器降温的风机启动温度最好不要高于80℃;超温报警温度不得高于120℃;超高温跳闸温度不得高于180℃(尽管变压器高低压耐热绕组绝缘等级为F级或H级绝缘)。日常巡视检查中,必须注意观察温控器的变化,检查三相温度是否平衡,若发现某一项温度显示值变化显著,说明变压器温升不正常,应及时查明原因,判断是否存在三相负荷不平衡等问题。有条件的单位可以使用红外成像仪,通过对变压器表面温度及温度场的检测,判断绕组温度状况甚至变压器是否存在内部缺陷。风机的控制应能使用手动控制,变压器应能保持有较畅通的风道,加强空气介质的流通,对于小型无冷却风机的小容量干式变此点尤其重要。
2.3 定期进行变压器绝缘检查
值班人员应经常注意变压器浇注树脂及支撑线圈的垫块是否有变色和开裂现象,定期进行变压器的各项指标的预防性试验。当发现电阻值下降时,通过清扫绕组表面及相关附件的灰尘等查找原因,遇有受潮时应对变压器实行干燥,确保变压器绝缘处于正常状态。
2.4 做好变压器各参数记录
运行值班人员不仅要定时做好电流、温度等参数的记录,还要对电压、功率因数、湿度等运行参数进行记录,发现异常,立即查找原因,采取措施。
2.5 注意监听变压器有无异常声响
变压器正常运行时,由于绕组中通过交流电流,在铁心中产生周期性变化的交变磁通,铁心线圈受电动力作用振动发出连续均匀的“嗡嗡”声。若出现交流声音变高且沉重,是由于变压器过负荷,其一次侧励磁电流增大所至;若此声音变大,且粗细不均,可能系过电压,系统中谐波分量过大所至;若变压器内部出现“当当”声音,可能系负荷变化导致电动力的变化引起的变压器零件的松动,如螺母、螺栓、夹紧元件等;若出现“噼啪”的放电声,可能是变压器接地不良,变压器内部金属部件上出现感应悬浮电位等;若变压器噪声增大,说明可能存在系统短路或接地故障,使变压器绕组受短路电流冲击而发生变形,引起变压器硅钢片及绕组受损,气隙磁通增大,涡流铁损增加,此时应进行吊心检查。
2.6 加强定期维护工作
为确保干式变压器工作于良好的状态,消除安全隐患,应定期对干式变进行维护检查,其中包括:做好清洁除尘工作,至少每个季度应用“皮老虎“或吸尘器对变压器外侧铁心或绕组进行除尘,外壳应用干净抹布擦拭,清洗时不得使用有机溶剂;定期检查紧固件、连接件或引出线是否松动,消除因为短路、过热等原因引起的连接点松动等现象,在高低压接线端等可能产生过热的地方,可设置示温蜡片以作警示;对于一备一用运行方式的配电系统,应经常轮换将两台变压器投入运行,不得将一台变压器长期停运,应定期检查变压器是否存在凝露现象,特别是雨季潮湿季节,由于湿度较大,温差的作用使空气中的水珠附着在变压器的内壁,容易导致变压器铁心生锈,绕组绝缘降低,此时应用电吹风等对变压器进行驱潮处理。
2.7 变压器常见的故障现象及处理
变压器常见的故障现象及处理见表l。
3 结束语
正是由于干式变压器与油浸式变压器的不同特性,使其越来越广泛地应用于地下室等要求防火、防爆的特殊场所。干式变一旦发生故障,鉴于场地、干式变的结构等多种因素,检修、处理的难度增大。因而加强干式变运行的监测与维护极其重要,确保干式变处在良好的运行状态,对于保证设备安全可靠运行有重要的意义。
【关键词】 干式变压器特性运行监测 维护
0 引言
随着城市电网供电质量的不断提高和变压器技术的进步,无油、洁净、阻燃、寿命长、节能低噪、维护简单、安全可靠的干式变压器在我国得到越来越广泛的应用。据不完全统计,在我国,目前干式变压器在大、中城市中平均约占15%～20%。在北京、上海等城市,约占60%左右。有人预言,2l世纪属于性能优越的干式变压器,干式变压器取代油浸式变压器的应用趋势是一种必然。
上世纪80年代我国干式变压器自从引进SC系列技术后,不断进步,不断创新,先后开发出性能参数优越的SC(B)8系列、sc(B)9系列、SC(B)10系列以及目前新一代的绝缘等级最高的SGl0系列,我国干式变产销量及其性能参数已跻身于世界前列。然而,在许多干式变压器的产品宣传中,均过分强调干式变具有免维护、防潮性能好、损耗低、局部放电量低、噪音小,散热能力强,过载能力强等特点。所有这些很容易让人们从思想上对其运行特性产生错觉,放松对其运行管理,放弃设备的维护,然而在实际运行中,干式变并不能长期过负荷运行,在防潮、散热等方面仍需要引起足够的注意,否则,不仅会降低干式变的使用寿命,而且可能影响其安全运行、严重者酿成事故,影响了干式变的普及与推广。因此,在干式变的运行维护中为保证其安全、可靠运行,延长其运行寿命,必须加强设备巡视、检查,认真做好维护工作。
1 干式变的特性
1.1 结构特点
在结构上可分为固体绝缘包封绕组与不包封绕组两种类型。
(1)铁心
采用优质低耗的冷轧晶粒取向硅钢片,铁心硅钢片采用45。全斜接缝,不迭上轭等先进工艺,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过,其空载损耗与负载损耗均显著下降。
(2)绕组
①缠绕式。②环氧树脂加石英砂填充浇注。③玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构)。④多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式。一般多采用,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高设备的可靠性。
高压绕组一般采用多层圆筒式或多层分段式结构;低压绕组一般采用层式或箔式结构。
(3)干式变压器形式
①开启式。这是一种常用的形式,其器身与空气直接接触,适应于比较干燥而洁净的室内(环境温度20℃时,相对湿度不应超过85%),一般有空气自冷和风冷两种冷却方式。
②封闭式。器身处在封闭的外壳内,与空气不商接接触(由于密封,散热条件差,主要在防爆等场所和条件下应用)。
③浇注式。用环氧树脂或其它树脂浇注作为主绝缘,它结构简单,体积小,适用于较小容量的变压器。
1.2 运行特点
相对于油浸式变压器,干式变因无油,也就不存在火灾、爆炸、污染等问题,故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列,损耗和噪声降到了新的水平,更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。
(1)干式变压器的温度控制系统
干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。
(2)干式变压器的防护方式
根据使用环境特征及防护要求,干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外,则可选用IP23防护外壳,除叙述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降,选用时要注意其运行容量的降低。
(3)干式变压器的冷却方式
干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行。或应急事故过负荷运行。过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大。
(4)干式变压器的过载能力
干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关,生产厂家可提供本厂干变的过负荷曲线。
2 下式变的运行管理
根据干式变的特性,结合自已的运行管理经验,介绍在以下几个方面加强运行管理的方法:
2.1 认真做好变压器负荷监测工作
一般来说,干式变过载60%时不得超过5min;过载40%时不得超过30min;过载20%时不得超过1h,不得长期过载运行。因此,加强干式变的负荷管理十分重要。对于设有继电保护装置的变压器,过负荷电流整定值不得设置过高。值班人员应加强负荷监测,定时作好电流记录,发现过负荷报警(对于设有继电保护装置的)或接近过负荷情况,应立即调整负荷,确保变压器工作在额定负荷以下的工作状态。
2.2 注重变压器温度变化的监测和通风管理
温控器是监测千式变压器温度变化的重要元件,干式变必须选择符合质量要求的、可靠的温度控制器。温度传感器的布置、敷设必须触及绕组,能切实反映变压器绕组的温度,用于变压器降温的风机启动温度最好不要高于80℃;超温报警温度不得高于120℃;超高温跳闸温度不得高于180℃(尽管变压器高低压耐热绕组绝缘等级为F级或H级绝缘)。日常巡视检查中,必须注意观察温控器的变化,检查三相温度是否平衡,若发现某一项温度显示值变化显著,说明变压器温升不正常,应及时查明原因,判断是否存在三相负荷不平衡等问题。有条件的单位可以使用红外成像仪,通过对变压器表面温度及温度场的检测,判断绕组温度状况甚至变压器是否存在内部缺陷。风机的控制应能使用手动控制,变压器应能保持有较畅通的风道,加强空气介质的流通,对于小型无冷却风机的小容量干式变此点尤其重要。
2.3 定期进行变压器绝缘检查
值班人员应经常注意变压器浇注树脂及支撑线圈的垫块是否有变色和开裂现象,定期进行变压器的各项指标的预防性试验。当发现电阻值下降时,通过清扫绕组表面及相关附件的灰尘等查找原因,遇有受潮时应对变压器实行干燥,确保变压器绝缘处于正常状态。
2.4 做好变压器各参数记录
运行值班人员不仅要定时做好电流、温度等参数的记录,还要对电压、功率因数、湿度等运行参数进行记录,发现异常,立即查找原因,采取措施。
2.5 注意监听变压器有无异常声响
变压器正常运行时,由于绕组中通过交流电流,在铁心中产生周期性变化的交变磁通,铁心线圈受电动力作用振动发出连续均匀的“嗡嗡”声。若出现交流声音变高且沉重,是由于变压器过负荷,其一次侧励磁电流增大所至;若此声音变大,且粗细不均,可能系过电压,系统中谐波分量过大所至;若变压器内部出现“当当”声音,可能系负荷变化导致电动力的变化引起的变压器零件的松动,如螺母、螺栓、夹紧元件等;若出现“噼啪”的放电声,可能是变压器接地不良,变压器内部金属部件上出现感应悬浮电位等;若变压器噪声增大,说明可能存在系统短路或接地故障,使变压器绕组受短路电流冲击而发生变形,引起变压器硅钢片及绕组受损,气隙磁通增大,涡流铁损增加,此时应进行吊心检查。
2.6 加强定期维护工作
为确保干式变压器工作于良好的状态,消除安全隐患,应定期对干式变进行维护检查,其中包括:做好清洁除尘工作,至少每个季度应用“皮老虎“或吸尘器对变压器外侧铁心或绕组进行除尘,外壳应用干净抹布擦拭,清洗时不得使用有机溶剂;定期检查紧固件、连接件或引出线是否松动,消除因为短路、过热等原因引起的连接点松动等现象,在高低压接线端等可能产生过热的地方,可设置示温蜡片以作警示;对于一备一用运行方式的配电系统,应经常轮换将两台变压器投入运行,不得将一台变压器长期停运,应定期检查变压器是否存在凝露现象,特别是雨季潮湿季节,由于湿度较大,温差的作用使空气中的水珠附着在变压器的内壁,容易导致变压器铁心生锈,绕组绝缘降低,此时应用电吹风等对变压器进行驱潮处理。
2.7 变压器常见的故障现象及处理
变压器常见的故障现象及处理见表l。
3 结束语
正是由于干式变压器与油浸式变压器的不同特性,使其越来越广泛地应用于地下室等要求防火、防爆的特殊场所。干式变一旦发生故障,鉴于场地、干式变的结构等多种因素,检修、处理的难度增大。因而加强干式变运行的监测与维护极其重要,确保干式变处在良好的运行状态,对于保证设备安全可靠运行有重要的意义。