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[摘要]变压器绝缘受潮是变压器常见故障,其影响着整个电网的安全运行,因此需要进行防止及处理研究,根据目前常用的方法,结合实际经验,提出真空热油循环和绕组短路相结合的方法进行现场干燥处理,并结合实际进行说明,得到较好的效果。
[关键词]变压器 绝缘受潮 干燥处理
中图分类号:TM4文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1210033-01
一、引言
变压器是电网设备中最重要的设备之一,尤其是大型变压器在运行中发生任何故障,不仅影响电网安全稳定经济运行,而且直接影响供电企业用户供电可靠率指标的下降,严重时可造成大面积停电,给国民经济和企业造成严重的经济损失及不良社会政治影响。因此预防变压器事故措施、提高变压器制造质量和运行可靠性是目前研究重点。
二、变压器绝缘受潮处理研究
(一)变压器绝缘诊断
变压器绝缘诊断决不能孤立的根据某一项试验结果对其做出结论,而是应该将各项试验结果汇集一起,并结合设备结构特点、运行状况、变化趋势、历史地全面地进行综合分析,对被试品的绝缘状况和缺陷性质作出正确判断。
若变压器的各项绝缘预防性试验结果均符合预试规程要求,则认为该设备绝缘状况良好能投入运行,但是往往有时出现个别项目不合格,达不到预试规程要求,或者设备结构特殊,无具体规定、无标准可参照时,可根据以下四个方面进行综合分析判断,最终作出客观、真实的正确结论。
1.排除因试验设备缺陷或试验人员操作、接线、测量带来的误差,必要时应反复检验。
2.注意试验条件,如环境温度、湿度、气压及设备的温度、电磁场的干扰,这些都有可能影响试验结果的正确性。
3.掌握和了解设备的运行、检修全过程,查阅设备出厂及历年修试记录。
4.在综合分析判断中常采用“比对法”。同一类设备、厂家、批次及环境其绝缘状况应大致相同,若试验结果相差悬殊,说明可能有问题;同一台设备、环境其三相绝缘状况应大致相同,若试验结果相差悬殊,则可能有问题;检修经验表明,对于35KV级以下,63KV级及以上的变压器,吸收比分别小于1.3、1.5,而大于1.0;介损在20度时分别大于2%、1.5%,可视为轻度受潮。
一旦判断变压器绝缘受潮,应立即根据现场条件和技术水平、技术装备采取行之有效的干燥方法进行干燥。
(二)变压器干燥方法
1.油箱铁损真空干燥法:利用变压器油箱本身进行真空干燥,所以需要电源容量不大,电压较低;其缺点是工作量大,干燥时间长,需要大量材料、设备和必要的计算。
2.绕组铜损干燥法:利用变压器绕组通电自身产生热量,直接加热绕组绝缘,所以温度上升较快工作量小,干燥时间短;其缺点是需要电源容量较大。
3.零序电流干燥法:利用变压器绕组通电使油箱、铁芯、绕组均发热;其缺点是变压器干燥前后均需要放油、吊芯、改变绕组联结方式,工作量大温度不易控制,有可能造成局部过热。
4.零序短路干燥法:该方法是介于零序电流干燥法和绕组铜损干燥法之间的一种综合方法,前者是靠铁损耗加热的,后者是靠铜损耗加热的,而零序短路干燥法即有铁耗加热又有铜耗加热的一种综合方法。
5.真空热油雾化喷淋干燥法:将变压器油放至大部分后加热到100度后,用真空虑油机和特制的雾化喷油嘴将油不停循环打入油箱内,使油箱和器身温度升高水汽散发,同时绝缘中的一部分水汽被真空机抽走。是一种高效、优质广州方法,其缺点是工作量大、设备种类多还特殊。
对上述几种干燥法的特点进行了综合比较,并结合现场实际情况、运行条件和技术装备、技术力量等因素,常采用真空热油循环和绕组短路相结合的方法进行现场干燥处理。
三、实证研究
某企业一台35KV变压器:容量为:10000KVA、额度电压为:35/6.3KV额定电流为:165/917A、阻抗为:7.98%、空载损耗为:23.95KW、短路损耗为:92.55KW,西变81年出厂。定期取油样分析时发现,绝缘油击穿电压低于运行标准值30KV,微水含量快接近标准值。
为慎重起见,对该变安排停电预试,结果发现高、低压侧吸收比均小于标准值1.3,介值损失角均大于2%,绝缘电阻虽大于最低允许值,但和同类产品相比较还是下降了许多,泄漏电流虽未超过最低允许值,但和同类产品相比较还是增多了许多;加之绝缘油击穿电压偏低;随着我们又了解到3~~5月雨水较多,而且油箱防爆筒玻璃破裂,综合起来这充分说明变压器是因进水导致整体绝缘受潮,应立即采取真空热油循环和绕组短路相结合的方法干燥处理。
首先利用真空虑油机将油升温到60度从7月30日17时进行热油循环,31日11时测试不明显,将油温从60度提高到85度继续循环,并将油循环管路上进、下出改为上出、下进。在热油循环过程中,积极寻找短路干燥使用的电源,容量计算如下:
额定短路电源容量Ps=1.25PnUk%=997.5KVA
额定短路电源容量或Ps=√3×Uk×I1 =798.206 KVA
实际短路电源容量/额定短路电源容量=14.8/798=1.85%
由于检修现场没有合适容量和电压的实验电源,现场临时决定采用低压380V直接接入变压器一次侧。这样一来,变压器阻抗电压和高、低压侧电流均未达到额定值,所以干燥的效率和速度都会受到限制,此时所加短路电压只有额定电压的13.61%(Us=380/(35000*7.98%)=13.61%),短路干燥过程中测得高、低压电流分别为24A、125A这与计算值相吻合。
I1=165*13.61%=22.5
I2=917*13.61%=125A
从8月1日17时开始对变压器热油循环和绕组短路干燥同时进行,到2日9时测试绝缘电阻有明显上升,幅度很大,于是停止对该变干燥,待油静止后进行全面电气试验。2日17时对其行了全面电气试验,得到了合理的试验结果。同时还进行了交流耐压试验,考虑到该变运行已27年等因素,决定采用降低电压增加时间的方法考核其绝缘,35KV变压器交接、大修试验电压的85%,即高压侧为61KV(72×0.85)、低压侧为18KV(21×0.85)时间10分钟。3日各项保护联动正确的情况下,于上午11时经三次冲击实验无问题,正式加入试运行36小时后,于8月5日带7000KVA负荷投入正式生产,至今一切运行正常。
四、结论
实践证明变压器绕组绝缘受潮,采用“真空热油循环和绕组短路相结合干燥法”起到了较好作用,时间短、效率高、工作量小、设备简单,一般单位都具备这些条件容易实现,是解决大型变压器绝缘受潮现场干燥的较好方法,值得借鉴和推广。
作者简介:
黄述安,男,助理工程师,陕西省电力公司商洛市供电公司,陕西省商洛市商洛供电局二基地运行处。
[关键词]变压器 绝缘受潮 干燥处理
中图分类号:TM4文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1210033-01
一、引言
变压器是电网设备中最重要的设备之一,尤其是大型变压器在运行中发生任何故障,不仅影响电网安全稳定经济运行,而且直接影响供电企业用户供电可靠率指标的下降,严重时可造成大面积停电,给国民经济和企业造成严重的经济损失及不良社会政治影响。因此预防变压器事故措施、提高变压器制造质量和运行可靠性是目前研究重点。
二、变压器绝缘受潮处理研究
(一)变压器绝缘诊断
变压器绝缘诊断决不能孤立的根据某一项试验结果对其做出结论,而是应该将各项试验结果汇集一起,并结合设备结构特点、运行状况、变化趋势、历史地全面地进行综合分析,对被试品的绝缘状况和缺陷性质作出正确判断。
若变压器的各项绝缘预防性试验结果均符合预试规程要求,则认为该设备绝缘状况良好能投入运行,但是往往有时出现个别项目不合格,达不到预试规程要求,或者设备结构特殊,无具体规定、无标准可参照时,可根据以下四个方面进行综合分析判断,最终作出客观、真实的正确结论。
1.排除因试验设备缺陷或试验人员操作、接线、测量带来的误差,必要时应反复检验。
2.注意试验条件,如环境温度、湿度、气压及设备的温度、电磁场的干扰,这些都有可能影响试验结果的正确性。
3.掌握和了解设备的运行、检修全过程,查阅设备出厂及历年修试记录。
4.在综合分析判断中常采用“比对法”。同一类设备、厂家、批次及环境其绝缘状况应大致相同,若试验结果相差悬殊,说明可能有问题;同一台设备、环境其三相绝缘状况应大致相同,若试验结果相差悬殊,则可能有问题;检修经验表明,对于35KV级以下,63KV级及以上的变压器,吸收比分别小于1.3、1.5,而大于1.0;介损在20度时分别大于2%、1.5%,可视为轻度受潮。
一旦判断变压器绝缘受潮,应立即根据现场条件和技术水平、技术装备采取行之有效的干燥方法进行干燥。
(二)变压器干燥方法
1.油箱铁损真空干燥法:利用变压器油箱本身进行真空干燥,所以需要电源容量不大,电压较低;其缺点是工作量大,干燥时间长,需要大量材料、设备和必要的计算。
2.绕组铜损干燥法:利用变压器绕组通电自身产生热量,直接加热绕组绝缘,所以温度上升较快工作量小,干燥时间短;其缺点是需要电源容量较大。
3.零序电流干燥法:利用变压器绕组通电使油箱、铁芯、绕组均发热;其缺点是变压器干燥前后均需要放油、吊芯、改变绕组联结方式,工作量大温度不易控制,有可能造成局部过热。
4.零序短路干燥法:该方法是介于零序电流干燥法和绕组铜损干燥法之间的一种综合方法,前者是靠铁损耗加热的,后者是靠铜损耗加热的,而零序短路干燥法即有铁耗加热又有铜耗加热的一种综合方法。
5.真空热油雾化喷淋干燥法:将变压器油放至大部分后加热到100度后,用真空虑油机和特制的雾化喷油嘴将油不停循环打入油箱内,使油箱和器身温度升高水汽散发,同时绝缘中的一部分水汽被真空机抽走。是一种高效、优质广州方法,其缺点是工作量大、设备种类多还特殊。
对上述几种干燥法的特点进行了综合比较,并结合现场实际情况、运行条件和技术装备、技术力量等因素,常采用真空热油循环和绕组短路相结合的方法进行现场干燥处理。
三、实证研究
某企业一台35KV变压器:容量为:10000KVA、额度电压为:35/6.3KV额定电流为:165/917A、阻抗为:7.98%、空载损耗为:23.95KW、短路损耗为:92.55KW,西变81年出厂。定期取油样分析时发现,绝缘油击穿电压低于运行标准值30KV,微水含量快接近标准值。
为慎重起见,对该变安排停电预试,结果发现高、低压侧吸收比均小于标准值1.3,介值损失角均大于2%,绝缘电阻虽大于最低允许值,但和同类产品相比较还是下降了许多,泄漏电流虽未超过最低允许值,但和同类产品相比较还是增多了许多;加之绝缘油击穿电压偏低;随着我们又了解到3~~5月雨水较多,而且油箱防爆筒玻璃破裂,综合起来这充分说明变压器是因进水导致整体绝缘受潮,应立即采取真空热油循环和绕组短路相结合的方法干燥处理。
首先利用真空虑油机将油升温到60度从7月30日17时进行热油循环,31日11时测试不明显,将油温从60度提高到85度继续循环,并将油循环管路上进、下出改为上出、下进。在热油循环过程中,积极寻找短路干燥使用的电源,容量计算如下:
额定短路电源容量Ps=1.25PnUk%=997.5KVA
额定短路电源容量或Ps=√3×Uk×I1 =798.206 KVA
实际短路电源容量/额定短路电源容量=14.8/798=1.85%
由于检修现场没有合适容量和电压的实验电源,现场临时决定采用低压380V直接接入变压器一次侧。这样一来,变压器阻抗电压和高、低压侧电流均未达到额定值,所以干燥的效率和速度都会受到限制,此时所加短路电压只有额定电压的13.61%(Us=380/(35000*7.98%)=13.61%),短路干燥过程中测得高、低压电流分别为24A、125A这与计算值相吻合。
I1=165*13.61%=22.5
I2=917*13.61%=125A
从8月1日17时开始对变压器热油循环和绕组短路干燥同时进行,到2日9时测试绝缘电阻有明显上升,幅度很大,于是停止对该变干燥,待油静止后进行全面电气试验。2日17时对其行了全面电气试验,得到了合理的试验结果。同时还进行了交流耐压试验,考虑到该变运行已27年等因素,决定采用降低电压增加时间的方法考核其绝缘,35KV变压器交接、大修试验电压的85%,即高压侧为61KV(72×0.85)、低压侧为18KV(21×0.85)时间10分钟。3日各项保护联动正确的情况下,于上午11时经三次冲击实验无问题,正式加入试运行36小时后,于8月5日带7000KVA负荷投入正式生产,至今一切运行正常。
四、结论
实践证明变压器绕组绝缘受潮,采用“真空热油循环和绕组短路相结合干燥法”起到了较好作用,时间短、效率高、工作量小、设备简单,一般单位都具备这些条件容易实现,是解决大型变压器绝缘受潮现场干燥的较好方法,值得借鉴和推广。
作者简介:
黄述安,男,助理工程师,陕西省电力公司商洛市供电公司,陕西省商洛市商洛供电局二基地运行处。