導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電源變壓器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高頻；開關(guān)電源；變壓器；優(yōu)化設(shè)計；

電源變壓器間接起著使電子設(shè)備正常工作的作用，如何對電源變壓器進行優(yōu)化，使開關(guān)電源的高頻化與高功率密度化得到有效體現(xiàn)，這是相關(guān)人員應(yīng)該研究的。本文主要針對高頻開關(guān)電源變壓器的優(yōu)化設(shè)計進行分析。

一.高頻開關(guān)電源變壓器的主要概況

1、高頻開關(guān)電源的形成

開關(guān)轉(zhuǎn)換器就是借助于開關(guān)管，對其的開合狀態(tài)進行高頻控制，主要目的是使電能的形態(tài)適用于開關(guān)，開關(guān)管一般來說具備的是半導(dǎo)體功率。開關(guān)電源是將電源轉(zhuǎn)換器作為關(guān)鍵構(gòu)件，將其輸出電壓控制在一定范圍內(nèi)，并對電路起到一定的保護作用。在開關(guān)電源進行工作時，可以借助于高頻DC/DC轉(zhuǎn)換器，使開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器具備高頻化，這就形成了高頻開關(guān)電源。

2、高頻開關(guān)電源的主要構(gòu)成

有四部分，分別是開關(guān)型功率變換器，整流濾波電路，交流直線轉(zhuǎn)換電路以及控制電路[1]。

3、變換器的分類方式

分類方式有五種，其一是按驅(qū)動方式進行分類，主要是自激式和他激式。其二是依據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)進行分類，主要是隔離式和非隔離式。而隔離式又分為正、反激式，全、半橋式，推免式，非隔離式又分為升、降壓型。其三是根據(jù)輸入輸出間的電器隔離有無情況，分為隔離式和非隔離式。其四是按照DC轉(zhuǎn)換器和開關(guān)條件分為軟、硬開關(guān)兩種。其五根據(jù)電路組成可以分為諧振型和非諧振型。

4、變壓器的主要構(gòu)成

變壓器的主要結(jié)構(gòu)就是磁芯和繞組。磁芯的工作狀態(tài)有兩種，一種是雙極性，一種是單極性，這兩種工作狀態(tài)的出現(xiàn)和輸入高頻開關(guān)電源變壓器的波形有關(guān)[2]。磁芯在變壓器中發(fā)揮作用時，會產(chǎn)生損耗，經(jīng)研究，這些損耗分別是磁滯損耗，渦流損耗以及剩余損耗。繞組的損耗則主要是直流和交流狀態(tài)下的損耗。為了減小繞組的損耗，就要對組成繞組的繞線材料進行選擇，避免選擇細導(dǎo)線，將電流密度控制在滿足要求的范圍內(nèi)，對導(dǎo)線直徑也應(yīng)嚴格要求，使其大小適中。

二.高l開關(guān)電源變壓器優(yōu)化設(shè)計

1、設(shè)計參數(shù)選取

在變壓器發(fā)揮作用前，要對其的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)計，這些參數(shù)之間存在制約，并不能同時對這些參數(shù)進行標準設(shè)置，比如變壓器的規(guī)模大小和功率、漏感和分布電容等，所以在不同的應(yīng)用場合，先要考慮適合此種場合的相關(guān)參數(shù)，對于其他相互依存的參數(shù)稍后考慮。高頻變壓器需要設(shè)計的參數(shù)有很多，文章主要選取影響力比較大的參數(shù)進行分析，主要有三方面。

其一溫升。變壓器長時間處于工作狀態(tài)，會使得內(nèi)部的鐵芯不能保持原有的性能，使繞組有燒焦的味道，這是因為這些部件在運行時會摩擦生熱，傳遞給變壓器，使其本身成為熱源，還會通過輻射和對流，使周圍的環(huán)境受到溫升的影響，嚴重時，會使變壓器產(chǎn)生熱擊穿問題，對變壓器的使用周期造成威脅[3]。相關(guān)人員在意識到溫升的后果，就要對其進行優(yōu)化控制，將相關(guān)部件產(chǎn)生的熱量集中到一起，對其進行集中處理，使優(yōu)化處理后的熱量得到有效分散，不會對變壓器本身以及周圍的環(huán)境產(chǎn)生熱影響。

其二是分布參數(shù)。分布參數(shù)主要包括漏感和分布電容，這兩者對于高頻開關(guān)電源變壓器產(chǎn)生不同程度的損壞。不同種類的變換器，對于分布參數(shù)的處理方式不同，可以將開關(guān)式的變換器作為研究對象，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，漏感能使電路中的電壓在短時間內(nèi)急劇增大，一直到峰值，作用于電路中的相關(guān)器件，這些器件沒有充足的反應(yīng)時間，從而導(dǎo)致其不能維持原有的功能；分布電容會在短時間內(nèi)，促使電流急劇增大到峰值，在降低充電效率的同時，使開關(guān)和二極管的使用壽命遭到威脅，并不能完全發(fā)揮原有的功能[4]。所以為了使變壓器的質(zhì)量受到的影響小一些，要對分布參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)置，可以使其盡可能地減小，兩者在實際的變壓器運行中，屬于相互作用和相互制約的，不能同時減小，對其進行優(yōu)化時，要慎重選擇要減小的參數(shù)值。對于諧振式變換器，就可以直接對分布參數(shù)值進行準確設(shè)計，因為這種變換器可以將分布參數(shù)吸收為諧振參數(shù)的一部分，會對其進行利用。

其三是損耗與效率。變壓器在正常工作時，會消耗部分功率，這就是輸入功率和輸出功率不對等的原因，損耗的功率主要作用于磁芯和繞組，組成變壓器的金屬有鐵和銅，在不同的條件下，產(chǎn)生的損耗變化也有所差異。通過變壓器的短路試驗和空載試驗就可證明這一結(jié)論，為鐵損提供額定電壓，測量這個條件下，鐵損的變化，發(fā)現(xiàn)其和負載電流無關(guān)，不會發(fā)生損耗程度的變化，相反，銅在額定負載條件下，其損耗會因負載不同，產(chǎn)生不同程度的損耗，一般和電流的平方呈正相關(guān)。

2、優(yōu)化目標

對高頻開關(guān)電源變壓器進行優(yōu)化，主要目的就是使其原有的性能得到完善，使其整體規(guī)模變小，重量減輕，高頻化和高功率密度化性能更顯著，還要使變壓器的各種相關(guān)參數(shù)得到合理的設(shè)置，總之就是使變壓器在開關(guān)電源中的核心地位得到體現(xiàn)，使其對開關(guān)電源的作用力更大。確立了具體的優(yōu)化目標，就要充分考慮影響目標實現(xiàn)的因素，分別進行優(yōu)化設(shè)計。比如為了使其效率達到最大，就要使變壓器的繞組初次發(fā)揮作用時的損耗程度得到控制，銅損和鐵損是等同的。為了使變壓器的體積和重量便于攜帶，對組成變壓器的結(jié)構(gòu)磁芯與繞組要慎重合理選擇。

3、優(yōu)化設(shè)計方法

磁芯和繞組作為變壓器的主要構(gòu)件，不同的表現(xiàn)形態(tài)對于變壓器的性能影響不同，為了使變壓器得到有效優(yōu)化，就要對不同狀態(tài)下的構(gòu)件進行比較選擇。首先是磁芯結(jié)構(gòu)，磁芯結(jié)構(gòu)主要有矩形和環(huán)形兩種，在這兩種形態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合變壓器作用的電子設(shè)備種類，對初級繞組匝數(shù)和繞組結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)置選擇，因為它們直接影響著磁芯截面積的大小，繞組尺寸以及磁芯窗口面積的控制情況[5]。所以在進行變壓器的優(yōu)化設(shè)計時，在保證進行繞組的匝數(shù)和層數(shù)不同的前提條件下，比較變壓器的體積、重量和損耗程度，選出最優(yōu)方案。

三.高頻開關(guān)電源變壓器的應(yīng)用

經(jīng)過比較，發(fā)現(xiàn)矩形磁芯相比環(huán)形磁芯在等同的條件下，會有不同的表現(xiàn)，前者表現(xiàn)更為緊湊，原因有兩方面。其一是變壓器在作用時，需要對其進行固定，環(huán)形磁芯組成的變壓器會占用部分磁芯，而矩形變壓器則是借助于下側(cè)磁芯。其二兩種形態(tài)的變壓器的繞組內(nèi)側(cè)長度對于磁芯窗口的影響不同，環(huán)形變壓器因為有較大的冗余空間，使得磁芯窗口不能完全發(fā)揮它的功能，而矩形變壓器的磁芯窗口則不受影響，還是會得到有效利用。

結(jié)語

信息化時代，各種功能的電子設(shè)備層出不窮，而這些電子設(shè)備的正常運行，需要借助高頻開關(guān)電源，如何使開關(guān)電源更加高頻化和高功率密度化，如何使其更加便于攜帶，就要對電源開關(guān)的變壓器的各種參數(shù)進行合理設(shè)計，對組成變壓器的磁芯與繞組進行材料和形態(tài)的選擇，以使變壓器得到最優(yōu)的設(shè)計方案，為開關(guān)電源的質(zhì)量提供保障。

參考文獻：

[1]常樂.高頻開關(guān)電源變壓器的優(yōu)化設(shè)計及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（01）：235.

[2]甘焯欣.高頻開關(guān)電源變壓器優(yōu)化設(shè)計分析[J].電子制作，2016，（02）：28.

[3]孫筱琳，李國勇，王志海.高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計分析[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2008，（06）：53-56.

篇2

關(guān)鍵詞：35 kV變電站 過電壓 供電側(cè) 受電側(cè)

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-01

電力系統(tǒng)在特定條件下所出現(xiàn)的超過工作電壓的異常電壓升高的現(xiàn)象稱為過電壓。過電壓屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動現(xiàn)象，通常是負荷投切的結(jié)果。電工設(shè)備的絕緣需長期耐受工作電壓，同時必須能夠承受一定幅度的過電壓，這樣才能保證電力系統(tǒng)安全可靠地運行，但此耐受幅度是很有限的，日常實踐中極易出現(xiàn)超出此幅值的過電壓現(xiàn)象，危及電力系統(tǒng)的安全運行。

變電站過電壓就是變電站系統(tǒng)出現(xiàn)電壓異常升高的現(xiàn)象，是指由于種種原因造成的變壓器電壓超過額定電壓的現(xiàn)象，集中表現(xiàn)在變壓器直流母線的直流電壓的異常升高上。當變壓器正常工作時，變壓器直流部分電壓為三相全波整流后的平均值。若以380 V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35U線=513 V。當過電壓發(fā)生時，直流母線上的儲能電容將被充電，當電壓上升至700 V左右時（因機型而異），甚至更高。

變電站過電壓是危害電力系統(tǒng)安全運行的主要因素之一，過電壓一旦發(fā)生往往造成電器設(shè)備損壞和大面積停電事故[1]，甚至引起意外傷亡，造成人身和財產(chǎn)損失。過電壓產(chǎn)生的原因主要有兩個方面：雷擊引起的外部過電壓和事故引起的內(nèi)部過電壓[2]。無論外過電壓還是內(nèi)過電壓，都受許多隨機因素的影響，需要結(jié)合電力系統(tǒng)具體條件進行具體分析。

為合理預(yù)防和制止電力系統(tǒng)的過電壓現(xiàn)象，保證居民和企事業(yè)單位安全供電，研究過電壓的事故起因，采取合理措施加以限制，是確定電力系統(tǒng)絕緣配合的前提，對于電工設(shè)備制造和電力系統(tǒng)運行都具有重要意義。

筆者對西峽縣石界河35 kV變電站過電壓的故障進行了分析，最后找出了故障原因，基于故障原因的分析結(jié)果，指出了預(yù)防該變電站過電壓的措施，保障了供電安全。

1 故障現(xiàn)象

近期，西峽局檢修工區(qū)對35 kV石界河變電站進線隔離開關(guān)蛇河2甲刀閘進行觸頭過熱故障處理。在站內(nèi)設(shè)備操作完畢等待線路停電做安全措施時，35 kV站用變發(fā)生了過電壓現(xiàn)象。站內(nèi)照明設(shè)備發(fā)出刺眼的白光，帶電設(shè)備發(fā)出異常聲響，持續(xù)幾秒鐘后，聲響消失，帶電設(shè)備失電。此過電壓現(xiàn)象造成站內(nèi)直流屏充電模塊、數(shù)臺電視及電腦等多臺用電設(shè)備損壞。

35 kV石界河變電站是一座末端站，僅一回進線（蛇河線），由35 kV蛇尾變電站供電。35 kV站用變直接接在蛇河線上，在35 kV蛇河線上還同時連接有3座35 kV上網(wǎng)水電站（十八盤水電站、夫子岈水電站、后河水電站）。

2 故障原因分析

在正常方式運行下，蛇尾變電站為供電側(cè)，石界河變電站為受電側(cè)，3座上網(wǎng)水電站同時向蛇河線供電，如圖1所示。不論蛇河線哪一側(cè)設(shè)備停電（沒有失去負載情況下），3座上網(wǎng)水電站均可向另一座變電站供電。當蛇河線兩側(cè)變電站突然發(fā)生停電故障時，上網(wǎng)水電站的水輪發(fā)電機就會因突然失去負載發(fā)生飛車事故，發(fā)電機就像一根被壓縮了的彈簧瞬間放松彈出去一樣。發(fā)電機飛車后，短時間內(nèi)會出現(xiàn)電壓突然升高，而站用變沒有退出運行，突然過高的電壓施加在蛇河線上，直接作用于站用變，就會造成站用變過電壓，進而導(dǎo)致連接在站用變上的低壓用電設(shè)備損壞。

3 預(yù)防方法及措施

由于變電站過電壓產(chǎn)生的原因不同，因而采取的措施也不相同。過電壓引起的水輪發(fā)電機飛車不僅會對發(fā)電機造成損壞，也可能造成水電站值班人員人身傷害，并且飛車產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象會使連接在同一電網(wǎng)上的用電客戶設(shè)備損壞，造成較大的經(jīng)濟損失。所以需要找到一種行之有效的方法來遏制和避免過電壓的產(chǎn)生。

1）對于在停車過程中產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象，如果對停車時間或位置無特殊要求，那么可以采用延長變壓器減速時間或自由停車的方法來解決。如果對停車時間或停車位置有一定的要求，那么可以采用直流制動。直流制動是將電機減速到一定頻率后，在電機定子繞組中通入直流電，形成一個靜止的磁場。電機轉(zhuǎn)子繞組切割這個磁場而產(chǎn)生一個制動轉(zhuǎn)矩，使負載的動能變成電能以熱量的形式消耗于電機轉(zhuǎn)子回路中，這種制動又稱作能耗制動。由于將能量消耗于電機中會使電機過熱，所以制動時間不宜過長。直流制動的開始頻率、制動時間及制動電壓的大小均為人為設(shè)定，不能根據(jù)實際情況自動調(diào)節(jié)，因而直流制動不能用于正常運行中產(chǎn)生的過電壓，只能用于停車時的過電壓制動。對于減速（從高速轉(zhuǎn)為低速，但不停車）時因負載的飛輪轉(zhuǎn)矩過大而產(chǎn)生的過電壓，可以采取適當延長減速時間的方法來

解決。

2）對蛇河線路的過電壓情況，應(yīng)將35 kV變電站用變壓器停運解備，防止因線路兩側(cè)變電站設(shè)備停電，發(fā)電機沒有停運解備突然失去負載而飛車造成過電壓。

3）在進行線路檢修時，應(yīng)提前通知水電站，將連接在需要停電線路上的水輪發(fā)電機停運解備；同時還需要提前做好停電應(yīng)對措施。

4）在進行倒閘操作時，電源側(cè)變電站值班運行人員應(yīng)加強站內(nèi)設(shè)備巡視檢查，在發(fā)現(xiàn)有反送電的情況下應(yīng)立即停止操作，并向上級匯報情況，防止發(fā)電機飛車，避免過電壓現(xiàn)象產(chǎn)生。

5）建議水電站能使用帶有飛車保護裝置的水輪發(fā)電機，并加強水電站值班人員過電壓危害知識培訓(xùn)，能在發(fā)現(xiàn)過電壓時及時將水輪發(fā)電機緊急停止運轉(zhuǎn)。

參考文獻

篇3

發(fā)電機1F的出口電壓為10.5kV。由于它離變壓器的距離較遠，考慮了線路上存在壓降，所以變壓器10kV側(cè)的額定電壓取10kV。變壓器0.4kV側(cè)的額定電壓取發(fā)電機的出口電壓0.4kV。輸出端的電壓則按照普通的升壓變壓器選取，考慮到變壓器阻抗壓降和線路壓降等因素，該電壓取38.5kV。由于現(xiàn)在的電網(wǎng)電壓較穩(wěn)定，該變壓器采用無勵磁調(diào)壓，電壓調(diào)整范圍為38.5±2×2.5%kV。根據(jù)線路連接的要求和變壓器的電磁特性，35kV側(cè)采用Y接，10kV側(cè)采用d接，0.4kV側(cè)采用y接；同時為滿足站用電和中性點接地的要求，在0.4kV側(cè)加了零線輸出，于是變壓器的整體聯(lián)結(jié)組別為Yd11yn0。2.3變壓器的阻抗電壓2.3.1阻抗電壓選取根據(jù)水電站技術(shù)部門的要求，以及為了盡量降低兩個電源之間的相互影響，變壓器每相3個繞組排列成如圖3所示，從鐵心柱往外，依次套裝著繞組1、繞組2、繞組3。經(jīng)過測算，暫定變壓器的各個繞組間的阻抗電壓如下所示：UK12=11%，UK13=30%，UK23=14%。其中，UK12為繞組1和繞組2之間的阻抗電壓，UK13為繞組1和繞組3之間的阻抗電壓，UK23為繞組2和繞組3之間的阻抗電壓。這樣變壓器3個繞組及其連接的線路的電氣關(guān)系可以等效成如圖4所示的線路圖。繞組1通過線路1連接發(fā)電機2F形成支路1；繞組2通過線路2連接電網(wǎng)形成支路2；繞組3通過線路3連接發(fā)電機1F形成支路3。

2變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

變壓器采用油浸自冷式結(jié)構(gòu)，與普通中小型無勵磁調(diào)壓油浸式三繞組變壓器比較，在器身結(jié)構(gòu)、出線套管布置、低壓引線、油箱等方面存在特殊性。3.1器身結(jié)構(gòu)變壓器鐵心為常規(guī)的三相三柱疊鐵心結(jié)構(gòu)。全部繞組為層式結(jié)構(gòu)，繞組1由于電流很大，采用銅箔繞制；繞組2、繞組3采用紙包銅線繞制。內(nèi)部器身各相繞組和鐵心的相對位置如圖3排列。這樣布置有兩個好處：一是能滿足變壓器整體的阻抗需要，加大一二次側(cè)繞組的耦合程度，減小一次側(cè)兩個繞組之間的相互影響；二是利用0.4kV側(cè)電壓低優(yōu)勢，縮小繞組和鐵心之間的距離，提高鐵心窗口側(cè)的填充系數(shù)。繞組間絕緣具體如圖5所示。由于35kV側(cè)繞組排列中間，又有分接抽頭從繞組上引出，為了保證分接引線對外側(cè)繞組的絕緣強度，同時又縮小兩個繞組之間的主空道尺寸，在繞組2、繞組3之間加了絕緣角環(huán)，形成了油道、紙板、角環(huán)、油道的復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)。而繞組1、繞組2之間由于阻抗計算的需要主空道已經(jīng)很大，所以只用紙板加油道絕緣。3.2外部平面布置由于水電站處在一個小峽谷中，地域狹小，無法平行排列下10kV和0.4kV兩路進線，所以它們呈90°轉(zhuǎn)角排列。為了滿足水電站的整體布置的方便，文中突破了變壓器套管平行于油箱長軸中心線雙面布置的傳統(tǒng)習(xí)慣，根據(jù)水電站的線路布置把三個電壓等級的套管分為三個方向布置。變壓器平面布置如圖6所示。由于0.4kV側(cè)電流較大，采用兩個套管并聯(lián)，但是對于升壓變壓器來說，三相電流比較平衡，通過零線的電流很小，所以零線只用一個套管。這樣，發(fā)電機出線可以直接通過母排和變壓器連接，減少了中間的轉(zhuǎn)向。同時為了山區(qū)道路運輸方便，采用了可拆卸的片式散熱器和儲油柜。3.3低壓(0.4kV側(cè))引線和油箱的結(jié)構(gòu)從圖6中可以看出，類似于常規(guī)的變壓器，套管A、B、C、Am、Bm、Cm和繞組位置相對應(yīng)，因此它們的引線布置和常規(guī)變壓器相同，這里將不再贅述。由于套管a、b、c和三相繞組排列不對應(yīng)，所以必須如圖7采用銅排把套管和相應(yīng)繞組引出線連接起來。按照用戶的意思，零線套管布置在a相側(cè)，也就是圖7中圓圈O處。為了連接方便和縮短繞組到套管a、b、c的引線距離，把所有的低壓引線銅排集中布置在油箱上半部。這樣在油箱右端只有上半部的套管和連接銅排，下半部沒有任何部件。為了減少變壓器油和鋼板的重量，參考了有載分接變壓器的設(shè)計經(jīng)驗采用了如圖8所示的上大下小的油箱。油箱右端突出一塊，專門用于套管和引線排的布置，油箱下半部以B相中心線對稱。該油箱為桶式油箱，最上端的箱沿法蘭，用于和箱蓋連接；最下邊的底座，用于和變壓器基礎(chǔ)的連接。采用了這種油箱，和上下大小一樣的油箱箱壁，可以節(jié)省了280kg變壓器油和35kg鋼板，降低了變壓器的成本。常規(guī)的中小型變壓器在箱頂上安裝一個帶吸濕器的儲油柜，當油箱內(nèi)的變壓器油熱脹冷縮時通過吸濕器進行呼吸。由于水電站處于峽谷當中，濕度非常大，吸濕器中吸濕硅膠很容易因為水分飽和而失效。為了避免變壓器油受到水汽的污染，改變了以往通過吸濕器進行干燥空氣的結(jié)構(gòu)，采用了全密封的膠囊儲油柜，油的熱脹冷縮通過膠囊進行補償，從而完全隔絕了變壓器油和空氣的接觸，保證了油長期保持在極低的含水量。并在儲油柜上安裝了一個具有反映油位高低遠距離報警功能的油位計，防止了膠囊的過度收縮或膨脹帶來的損害。

3兩個方案的比較

如果該梯級水電站采用方案1，則也選擇了相應(yīng)的變壓器，圖1中變壓器2B為S9-4500/35，變壓器1B為S9-2900/10。經(jīng)過測算方案1和方案2的部分參數(shù)比較如表1所示。表1中僅僅是變壓器部分的參數(shù)。從表1中可以看出，方案2比方案1空載損耗低了3.9kW，負載損耗低了8.1kW?，F(xiàn)在假定水電站一年滿負荷運行4560h，那么每年僅變壓器部分就可以降低損耗71100度。水電站賣給電力公司一度電為0.35元，那么每年多賣的電費約2.5萬元。方案2比方案1光變壓器就節(jié)省了11萬元，其它省掉的設(shè)備還沒有統(tǒng)計進去。特別是方案2比方案1變壓器的凈占地面積節(jié)省了3.7m2，加上其它輔助設(shè)備，以及各個設(shè)備之間的安全間距等等，占地面積大約能節(jié)省20m2，這對地域狹窄的水電站來說是極為重要的。從兩個方案的比較中可以看出方案2比方案1少用了一臺變壓器，簡化了水電站的整體布置，節(jié)約了大量的土地，特別適合于地域狹小、陡峭的峽谷中的水電站。方案2在水電站的初期投資和后期運行費用比方案1都有可觀的節(jié)省，提高了水電站的經(jīng)濟性和節(jié)能效果。

4結(jié)語

篇4

【關(guān)鍵詞】電力變壓器 故障原因 處理方法

中圖分類號：TD327.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―376―01

電力變壓器在電力系統(tǒng)中有著最核心的地位，電力系統(tǒng)能安全運行的關(guān)鍵部位，若電力變壓器發(fā)生故障，會導(dǎo)致電力的供應(yīng)發(fā)生中斷，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等一系列安全事故，將會對社會生活以及經(jīng)濟的發(fā)展造成重大的損失。所以，加強電力變壓器的故障分析處理，才能夠保障電力系統(tǒng)安全、可靠運行。

一、常見故障的分析處理

1.變壓器油質(zhì)異常

變壓器中的油，在長時間運行中若受到雨水和潮氣的浸入，以及故障電流沖擊等使油溫過熱異常，容易造成油質(zhì)的變壞，導(dǎo)致變壓器的絕緣性能受到了很大的影響，這種情況就非常容易引起變壓器的故障產(chǎn)生。如果巡視過程中發(fā)現(xiàn)油色開始變黑，為了防止外殼與繞組之間或線圈繞組間發(fā)生電流擊穿，就要立刻對變壓器油進行取樣化驗分析，化驗結(jié)果若合格則繼續(xù)使用，若不合格就應(yīng)對變壓器油進行過濾或再生處理，讓變壓器油的各項指標達到合格要求和再進行使用。

2.內(nèi)部聲音異常

變壓器運行正常，產(chǎn)生的電磁交流聲的頻率會相當穩(wěn)定，而變壓器的運行異常，就會偶爾產(chǎn)生不規(guī)律的聲音顫動。而變壓器聲音產(chǎn)生異常的主要原因：變壓器過負荷運行，內(nèi)部就會有沉重的聲音；變壓器本體零件產(chǎn)生松動時，運行時就會產(chǎn)生強烈而不均勻的噪聲；變壓器的鐵芯最外層硅鋼片未夾緊，在變壓器運行時就會產(chǎn)生震動及產(chǎn)生噪音；變壓器的內(nèi)部電壓過高時，鐵芯接地線會出現(xiàn)斷路或外殼閃絡(luò)，外殼和鐵芯感應(yīng)出高電壓，變壓器內(nèi)部同樣會發(fā)出噪音；變壓器內(nèi)部產(chǎn)生接觸不良和擊穿，會因為放電而發(fā)出異響；變壓器中出現(xiàn)短路和接地時，繞組中出現(xiàn)較大的短路電流，會發(fā)出異常的聲音；變壓器產(chǎn)生諧波和連接了大容量的用電設(shè)備時，由于產(chǎn)生的啟動電流較大，以后造成異響。

3.自動跳閘故障

變壓器的運行過程中，出現(xiàn)自動跳閘時，要進行外部檢查，查明分析跳閘原因，如果是發(fā)生了差動保護動作，就要對保護范圍中的電氣設(shè)備進行全面、徹底細致的檢查。若變壓器有可能造成火災(zāi)，甚至有可能造成爆炸，需立刻停止變壓器相關(guān)電源，進行撲救火情準備。

4.油位過高或過低

變壓器正常運行時，油位應(yīng)保持在油位計的1/3左右。假如變壓器的油位過低，油位低于變壓器上蓋，則可能導(dǎo)致瓦斯保護及誤動作，在情況嚴重的時候，甚至有可能使變壓器引線或線圈從油中露出，造成絕緣擊穿。若是油位過高，則容易產(chǎn)生溢油。影響變壓器油位變化的因素有很多種，如冷卻裝置運行狀況的變化、殼體滲油、負荷的變化以及周圍環(huán)境的變化等。這就要求值班人員要經(jīng)常對變壓器的油位計的指示狀況做出檢查，如果出現(xiàn)油位過低，就要查明其原因并實施相應(yīng)措施，而如果出現(xiàn)油位過高，就適當?shù)胤庞?，讓變壓器能夠安全穩(wěn)定地運行。

5.瓦斯保護故障

瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的主要保護元件，其中輕瓦斯作用于信號，而重瓦斯則作用于跳閘。瓦斯保護的動作靈敏可靠，因此能有效監(jiān)視變壓器內(nèi)部大部分故障，針對引起瓦斯保護動作原因：要對變壓器內(nèi)部的氣體進行收集并做出分析，然后進行變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)鑒定，在檢修完成和經(jīng)測驗合格后，才能再次投入使用。

6.變壓器油溫過高

變壓器油溫突增，其引起的主要原因是：內(nèi)部緊固螺絲接頭松動、冷卻裝置運行不正常、變壓器過負荷運行以及內(nèi)部短路閃絡(luò)放電等。在正常的情況下，變壓器上層油溫必須要在85℃以下，如果沒有在變壓器的本身配置溫度計，則可用水銀溫度計在變壓器的外殼上測量溫度，正常溫度要保持在80℃以下。如果油溫過高，要對變壓器是否過負荷以及冷卻裝置的運行狀況進行檢查。若變壓器在進行超負荷運行，要立刻對變壓器的負荷進行減輕，如果變壓器的負荷減輕后，溫度依然如此，就要立刻停止變壓器運行，對其故障原因進行查找。

7.繞組故障

繞組故障中主要包括相間短路、繞組接地、匝間短路等。輕微的匝間短路，可引起瓦斯保護動作，而匝間短路嚴重則可造成差動保護動作或者電源側(cè)的過流保護，而匝間短路常常會引起更嚴重的單相接地或相間短路等故障，因此如果發(fā)生匝間短路要盡快停電處理。

三、電力變壓器日常維護

變壓器日常維護工作中，要做到實時監(jiān)視變壓器的運行狀況，特別是在過負荷運行時，更是要縮短監(jiān)控的周期。定期巡視變壓器的電壓、電流、上層油溫等，并經(jīng)常對變壓器的外部進行檢查。對套管、磁裙的清潔程度進行檢查并及時做好清理工作，冷卻裝置運行時，要確認冷卻器進油管和出油管的蝶閥，保證入口干凈無雜物，散熱器通暢進風(fēng)；風(fēng)扇在運行中運轉(zhuǎn)是否正常，有無明顯振動及異音，潛油泵的轉(zhuǎn)向是否正確，冷卻器有無滲漏油現(xiàn)象，有無異常聲音及振動，分路電源自動開關(guān)閉合是否良好。此外，定期檢查分接開關(guān)，包括接觸的定位、轉(zhuǎn)動靈活性、緊固等。還要定期測試變壓器的線圈、避雷器、套管，避雷器接地必須可靠。通過變壓器的溫度、聲音、外觀、油位以及其他現(xiàn)象對電力變壓器故障進行的判定，只能作為變壓器故障的初步判定。變壓器的內(nèi)部故障涉及諸多因素，甚至有時還會出現(xiàn)假象。因此在判斷故障時，必須結(jié)合電氣試驗、油質(zhì)分析以及設(shè)備檢修、運行等情況進行綜合分析，對故障的原因、部位、部件或絕緣的損壞程度等做出準確判定，才能制定出合理的處理方案。

參考文獻：

[1]中華人民共和國家電網(wǎng)《油浸式變壓器絕緣老化判斷導(dǎo)則 》中國電力出版社

[2]中華人民共和國家電網(wǎng)《電力變壓器運行規(guī)程》中國電力出版社

[3]中華人民共和國家電網(wǎng)《變壓器分接開關(guān)運行維修導(dǎo)則》中國電力出版社

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110KV配電變壓器燒毀的原因從事十年的配電線路工作中，我遇到燒毀的配電變壓器多達13臺，其中只有1臺屬于廠家質(zhì)量問題，其余12臺都是人為因素造成的燒毀。人為因素主要是管理不到位，工作人員責(zé)任心不強，工作不全面不完善所導(dǎo)致。

燒毀原因

配電變壓器高低壓兩側(cè)無熔斷器或熔斷器熔絲選擇過大，與配電變壓器容量不匹配或更換熔絲時隨手用銅線（鋁線）代替熔絲，在超負荷下長時間嚴重過載運行都無法熔斷，熔斷器形同虛設(shè)造成配電變壓器燒毀。

配電變壓器的高、低壓線路大多數(shù)是由架空線路引入，由于防雷裝置的接地電阻不合格，接地線被盜未及時發(fā)現(xiàn)和處理；避雷器裝置位置距變壓器過遠，超出10米保護范圍；冬季撤出運行的避雷器在來年雷雨季節(jié)前未恢復(fù)投運，在雷雨季節(jié)遭受雷擊過電壓而燒毀變壓器。

負荷管理不到位，三相負荷不均衡及嚴重超負荷。

農(nóng)村除排灌專用變壓器外，大多變壓器采用單相供電，照明線路較多，再加上施工中按區(qū)域排線分負荷，接電隨意性和管理不到位，造成三相負荷不均衡引起中性點飄移，嚴重時相電壓將高出額定相電壓很多，增加配電變壓器損耗，鐵芯發(fā)熱，又因為變壓器是按三相均衡負荷設(shè)計制造的，長期偏相重負荷運行使某相繞組不堪重負絕緣老化造成單相或兩相繞組燒毀。

配電變壓器日負荷變化大，在夏季干旱時，排灌用電劇增，特別是高溫季節(jié)風(fēng)扇、空調(diào)用電劇增，用電時間加長，使原來負荷不滿的配電變壓器超負荷運行，造成變壓器噴油，嚴重時燒毀變壓器。

由于農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，部分臺區(qū)用電負荷增長較快，但相應(yīng)的配電變壓器沒有及時增容，長期過負荷運行而導(dǎo)致配電變壓器燒毀。

總保護器方面：部分配電變壓器沒有配置漏電保護器，或雖然配置了漏電保護器卻人為地讓其不投運，從而導(dǎo)致配電變壓器在極短的時間內(nèi)燒毀。

配電變壓器因環(huán)境污染，套管附著污垢，未定期清掃，遇雨雪天氣電網(wǎng)諧振、遭受雷擊過電壓造成套管閃絡(luò)爆炸引起短路。絕緣膠珠、膠墊老化龜裂而引起變壓器嚴重滲油，長時間的運行導(dǎo)致變壓器因缺油受潮、放電短路而燒毀。

連接配電變壓器與引線的配件不標準不規(guī)范，銅、鋁連接未使用銅鋁過渡線夾或銅鋁線鼻連接，接觸處因化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生導(dǎo)電不良的氧化膜，即產(chǎn)生了電阻引起接頭發(fā)燒，造成橡膠絕緣墊老化龜裂，變壓器滲漏油、缺油、分接開關(guān)、引線甚至鐵芯在空氣中間隙放電，絕緣降低造成變壓器燒毀。

變壓器、接地網(wǎng)、避雷器等未按變壓器運行規(guī)程定期巡視、檢測、試驗，維護未發(fā)現(xiàn)缺陷，使變壓器長期帶病運行，雷擊時極易造成變壓器燒毀。

臨時用電管理不嚴，農(nóng)村自架低壓線路驗收把關(guān)不嚴，由于工程質(zhì)量差，導(dǎo)線每相弧垂相差太大，大風(fēng)造成低壓短路等原因燒毀配電變壓器。

日常管理不到位，配電變壓器長期缺油運行，低壓樹障未及時清理，造成低壓線路頻繁接地。配電室門窗破損不修理，下雨時配電室進水造成配電柜短路燒毀配電變壓器。

防范措施

配電變壓器燒毀的原因是多方面的，我認為絕大多數(shù)配電變壓器是可以通過工作人員盡職盡責(zé)的工作、及時的消除缺陷，變壓器燒毀事故是可以避免的。

定期巡視檢查變壓器，一般每季度一次，在負荷大的季節(jié)應(yīng)增加巡視檢查次數(shù)，每月一次；必要時要在雨雪、大霧天、夜晚做特殊巡視。

油位是否在標準位置，油色是否黃、清、亮，油面低于正常范圍時應(yīng)及時添油，各部件有無滲漏油，變壓器上有無雜物異物。

套管應(yīng)清污，無破損、裂紋和放電痕跡。

引線和導(dǎo)電桿連接處是否發(fā)熱變色，雨霧天有無放電現(xiàn)象，晚上巡視有無發(fā)紅現(xiàn)象。

防雷裝置的接地線是否被盜，及時發(fā)現(xiàn)和處理缺陷。

選用合格的連接器材，銅線用銅線鼻子壓接，銅、鋁線過渡用銅鋁過渡線鼻或線夾，增大接觸面，涂抹導(dǎo)電膏，降低接觸電阻，避免接點發(fā)熱氧化。

定期和不定期的監(jiān)測變壓器各相負荷電流，及時調(diào)配各相負荷，使三相負荷盡可能均衡，超負荷時應(yīng)控制負荷分配，使負荷均衡，盡量降低用電高峰與低谷的負荷差或增加變壓器容量，避免變壓器偏負荷、過負荷運行。對于長期過負荷運行的配電變壓器要及時進行增容，防止變壓器燒毀。低壓線路的架設(shè)，必須按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求進行施工，確保施工質(zhì)量，嚴格履行工程驗收手續(xù)。

做好變壓器的春季搖測及預(yù)防性試驗，定期檢查接地是否良好，接地所用的引線有無斷股、斷裂等現(xiàn)象。按規(guī)程要求對配電變壓器進行周期性試驗，以便及時發(fā)現(xiàn)缺陷，及時處理或輪換修理，避免變壓器帶病運行而燒毀。用接地電阻測量儀檢測接地電阻應(yīng)符合以下要求：

容量為100kVA及以上的變壓器接地電阻不得大于4Ω；容量為100kVA以下的變壓器接地電阻不得大于10Ω。

合理配置保護，技術(shù)措施到位，在配電變壓器運行中，發(fā)現(xiàn)熔斷器燒毀后應(yīng)及時更換，同時測試負荷情況，分析原因，再按負荷情況配置熔體，但不得超過規(guī)程的規(guī)定的要求：

容量在100kVA以上的配電變壓器，高壓側(cè)配置1.5～2.0倍額定電流的熔絲；容量在100kVA以下的配電變壓器，高壓側(cè)配置2.0～3.0倍額定電流的熔絲；低壓側(cè)熔體應(yīng)按額定電流稍大一點選擇。

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關(guān)鍵詞：航天一院；電力變壓器；經(jīng)濟運行；有功損耗；降耗措施 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM41 文章編號：1009-2374（2015）35-0013-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.007

電站主變壓器的經(jīng)濟運行屬于電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的范疇，是在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行并在滿足用電需要的前提下，變壓器采取最合理的方式運行，最大限度地合理使用和節(jié)約能源，使用電企業(yè)取得最大的經(jīng)濟效益。變壓器經(jīng)濟運行主要包括變壓器額定容量選擇和變壓器運行方式的選擇，目的是使企業(yè)年支出費用（包括建設(shè)投資的等年值、損失電量等運行費用）最低。本文主要研究兩臺變壓器時，應(yīng)該如何選擇經(jīng)濟的運行方式。

3 結(jié)語

第一，本文中提到的變壓器效率η實際上是指變壓器的有功功率輸出與輸入的比值百分數(shù)，η值越高，說明輸出有功的效率越高，但并不代表變壓器的經(jīng)濟運行效果在此時最佳，畢竟效率和利用率有本質(zhì)區(qū)別?？紤]到變壓器的投資成本、自身運行性能等因素，在正常運行條件下，變壓器的經(jīng)濟運行負荷率應(yīng)當在75%左右。如果按照負荷率的要求研究本文中的變壓器實例，經(jīng)濟運行效果更不理想。

第二，配電變壓器的容量及臺數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)負荷的大小、對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求及經(jīng)濟運行條件進行選擇。結(jié)合本文的研究，根據(jù)設(shè)計原則和經(jīng)濟運行要求，提出以下三點看法供參考：（1）計算負荷是變壓器容量設(shè)計的依據(jù)，必須科學(xué)并且可靠。充分預(yù)計負荷的發(fā)展很重要，但是要有依據(jù)、有規(guī)劃。如果將可能的甚至想象的負荷計算進去，難免造成計算負荷失真，這樣不僅影響系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，也沒有對變壓器的最佳使用年限做出充分考慮；（2）變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)滿足N-1原則，即兩臺及以上變壓器，其中一臺停止運行后，其余變壓器應(yīng)滿足一、二級負荷用電；（3）針對具有特殊負荷的設(shè)備，如電焊或其他沖擊性負荷較大的試驗設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)專用變壓器。

第三，結(jié)合前文和一院地區(qū)電力變壓器安裝與運行現(xiàn)狀，可以采取以下措施改進系統(tǒng)的經(jīng)濟運行性能并得出結(jié)論：（1）安裝兩臺變壓器的站點，按照N-1原則，一臺變壓器能夠滿足運行要求；（2）如本文所述，科學(xué)調(diào)整變壓器的運行方式，能夠達到節(jié)能降耗的目的，但會大幅度提高值班運行人員和電氣試驗人員的工作強度，同時安全運行的風(fēng)險也會增加；（3）考慮現(xiàn)狀，類似本文舉例的站點，可以采取一臺運行、一臺冷備的運行方式，按照設(shè)備定期輪換和試驗制進行定期調(diào)整，同時遵守變壓器的試驗規(guī)程，在必要時進行試驗；（4）如有大負荷設(shè)備臨時啟動，造成一臺變壓器容量不足時，應(yīng)充分考慮：變壓器允許一定時間、一定程度的過負荷運行；可以將冷備變壓器在特定時間內(nèi)作為特殊設(shè)備的專用變壓器使用，但前提是規(guī)劃好現(xiàn)有負荷和電氣布局；大負荷設(shè)備可能對系統(tǒng)的局部產(chǎn)生沖擊，可能會影響運行的穩(wěn)定性，因此對于使用頻率不高的該類設(shè)備，在需啟用時，應(yīng)當提前辦理用電申請。

第四，此種研究方法，能夠進行一定的延伸?？山栌么朔N方法對航天一院南苑地區(qū)的所有變壓器運行方式進行分析，包括對100#變電站科研生產(chǎn)區(qū)未來的三臺變壓器如何經(jīng)濟運行進行分析，以期提出合理的經(jīng)濟運行方案。

參考文獻

[1] 郝廣發(fā).電工技師培訓(xùn)教材[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2] 陳雪峰，李愛國.運行方式變化對供電損耗的影響

[J].農(nóng)村電氣化，2009，（4）.

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解決辦法：

1、改減速停車為自由停車，負載完全停下來的時間較長；

2、減速時間加長；

3、如果負載慣性較大，還希望快速停車，可以加裝合適的剎車電阻，使用電阻發(fā)熱消耗能量的辦法避免直流高壓側(cè)過電壓；

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關(guān)鍵詞：絕緣故障；故障診斷；電力變壓器

1 電力變壓器絕緣故障的意義

電氣設(shè)備的數(shù)量和種類隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展也越來越多，對于國家經(jīng)濟的發(fā)展來說如何保障電力系統(tǒng)的運行安全十分重要。所以為了避免事故的發(fā)生，就必須把早期的故障巡查到位，這要求加強監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)的力度。在電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)是十分重要的，是安全運行和生命安全的基礎(chǔ)保障之一，所以及時檢測和診斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)是電力工作人員的首要任務(wù)。隨著生產(chǎn)過程的逐步現(xiàn)代化，電力設(shè)備事故的預(yù)防和減少十分重要，對于電力工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展也有很重要的意義。

2 變壓器絕緣材料的化學(xué)組成

構(gòu)成電力設(shè)備的主要有導(dǎo)電體、結(jié)構(gòu)體、絕緣體以及導(dǎo)磁體的材料。而絕緣體材料基本上都是有機物質(zhì)，例如絕緣紙或者礦物油等有機的合成材料。絕緣礦物油主要是以天然石油為原料，經(jīng)過蒸餾和精煉等過程形成的。絕緣紙主要有芳綸、聚酰胺或者其他復(fù)合型材料等。

3 電力變壓器絕緣故障的原因

在電力變壓器的絕緣材料中主要會出現(xiàn)下面幾種原因的故障：（1）制造的變壓器設(shè)計的油道較小或者采用的絕緣材料較薄，造成使用壽命較短；（2）變壓器要求內(nèi)部有很高的清潔度，哪怕殘留的金屬雜質(zhì)極少，也會在很大程度上影響到爬電的距離，造成局部放電現(xiàn)象延伸為表面漏電；（3）變壓器的相間絕緣在裕度上要足夠大，如果過小就會導(dǎo)致相間短路現(xiàn)象發(fā)生。然而在相間加入隔板進行絕緣的方法是不可取的，一旦發(fā)生短路就會使相間的電場強度分布遭到破壞，隔板或者油間隙的電場強度過高，隔板材料就會形成樹枝狀放電現(xiàn)象；（4）制造的絕緣成型件如果存在導(dǎo)電質(zhì)的污染，就會造成局部放電以至于絕緣件表面漏電，絕緣便失去了效用；（5）制造的變壓器在油道的設(shè)計上不合理可能會產(chǎn)生較高的油流速度，也會造成油流放電現(xiàn)象；（6）制造的變壓器中絕緣油受到污染會使整體的絕緣性能降低。

4 電力變壓器絕緣故障診斷技術(shù)

4.1 絕緣油硫腐蝕故障診斷

變壓器的線圈材料很容易受到硫的腐蝕，因為國際上發(fā)生過很多重大的油流腐蝕故障案例，所以電力工業(yè)的工程技術(shù)人員近年來十分重視這個問題。特別是高壓變壓器很容易出現(xiàn)油流腐蝕，因為高壓變壓器的容量較大、油溫過高、負荷較大，其電壓在500KW以上并且?guī)в忻芊庥驼怼４蟛糠值母邏豪@阻絕緣紙和裸銅線是直接接觸的，變壓器運行中的溫度因素有著很大的影響。我們針對深圳、華北、華東和福建等地區(qū)電網(wǎng)的變壓器故障進行了剖析，在500KW以及220KW變壓器的絕緣紙和繞阻上發(fā)現(xiàn)有沉積的化合物，有的是藍紫色，有的是淺灰色，經(jīng)過檢驗這種沉淀物為硫化亞銅。硫化亞銅的導(dǎo)電性很強，在污染和滲透絕緣紙后，就會使絕緣體的絕緣性能大幅度下降，時間長了就會擊穿變壓器匝間的絕緣體并燒毀絕緣線圈。

4.2 絕緣油中溶解氣體分析診斷

一般的變壓器經(jīng)過長時間的負載和運行，會滲入一定的水分和氧氣，再加上電應(yīng)力和熱量的交叉作用，就會大大的降低絕緣材料的性能。比如說絕緣紙的老化和絕緣油的分解問題，絕緣油在其化學(xué)、電氣和物理性能上都會大幅度下降，無法滿足變壓器對絕緣油的質(zhì)量要求。變壓器的內(nèi)部很多時候也會存在高溫?zé)狳c和電弧，這時產(chǎn)生的大量熱能就會破壞絕緣材料的烴類分子結(jié)構(gòu)，釋放出 CO、CO2等氣體和低分子烴。如果放電性或者熱類故障潛伏在變壓器中，一氧化碳和二氧化碳的產(chǎn)生則會越來越多。當產(chǎn)生的氣體足夠多并形成氣泡時，經(jīng)過一定時間的擴散和對流作用，就會在絕緣油中進行溶解。氣體的產(chǎn)生根據(jù)電類或者熱類故障的不同也會有不同的種類，故障程度也影響著氣體的釋放量。所以說變壓器的故障和老化程度可以根據(jù)氣體在絕緣油中的溶解含量和組分來判斷。

4.3 人工智能在變壓器故障中診斷

對于變壓器的故障可以采用人工智能方式來解決，通過對人類思維的模仿對變壓器中絕緣油的氣體溶解數(shù)據(jù)進行分析，變壓器故障的產(chǎn)生和絕緣油中氣體溶解量之間的關(guān)系是十分復(fù)雜的，通過分析可以找到其中的規(guī)律并自動的對判斷規(guī)則進行調(diào)整來適應(yīng)環(huán)境的不斷變化。人工智能技術(shù)對于分析絕緣油中氣體溶解的分析十分有效，可以很快的診斷出變壓器的故障原因；人工智能技術(shù)的應(yīng)用也可以及時的發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，有利于變壓器的維護和運行安全。對于社會經(jīng)濟的發(fā)展來說，通過人工智能技術(shù)保障電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定是一項重點的研究方向，現(xiàn)有的研究熱點主要包括模糊數(shù)學(xué)、信息融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家診斷等方式。

5 結(jié)語

在電力變壓器中內(nèi)部絕緣系統(tǒng)十分的復(fù)雜。絕緣材料所處的位置不同其所受的電應(yīng)力就不一樣，就算是同樣的位置因為時間不同所受的電應(yīng)力也不一樣，所以絕緣材料老化程度的評估不能依靠單一特征的參數(shù)。變壓器絕緣材料的老化過程同樣也不能通過單一的模型來描述，需要長期地開展和調(diào)查多個特征的參數(shù)并從縱向上進行比較才是合適的方式。因為電力系統(tǒng)的復(fù)雜性單一化的技術(shù)很難診斷出實際的故障，需要開發(fā)出多種技術(shù)并加以融合來使故障診斷的正確率得到提升?？偟膩碚f，在變壓器絕緣材料故障問題的研究上還有很多地方是空白的，需要不斷的進行完善。

參考文獻：

[1]馮運.電力變壓器油紙絕緣老化特性及機理研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

[2]朱廣偉.微機繼電保護在企業(yè)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].遼 寧科技學(xué)院學(xué)報，2013 （03）：11-12.

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關(guān)鍵詞:變壓器 損壞 原因 措施

變壓器是輸配電系統(tǒng)中極其重要的電器設(shè)備,與其它電器設(shè)備相比其故障率極低,可一旦發(fā)生故障,將給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴重損失。為使電氣運行與檢修人員能夠做好經(jīng)常性的檢查維護工作,消除設(shè)備缺陷,保證變壓器安全運行,筆者根據(jù)多年來變壓器的運行、檢修分析了發(fā)生故障的主要原因及防護措施。

一、變壓器損壞原因分析

經(jīng)驗證明,配電變壓器內(nèi)損壞,大都是絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)(電纜紙、變壓器油等)在很多因素(如溫度、電氣、化學(xué)和機械等)作用下而遭到損壞。具體有如下幾種原因。

1、絕緣老化:變壓器正常運行情況下,其絕緣材料使用期限是一定的,但諸多原因使得變壓器過負載運行,在到達或接近使用年限時,絕緣枯焦、變黑,失去原有彈性,變得脆弱,這種情況下已老化的絕緣受到振動、摩擦極易損壞,將在繞組相間或匝間發(fā)生短路造成變壓器嚴重故障。

2、絕緣油劣化:絕緣油在運行時可能與空氣接觸,逐漸吸收空氣中水份,降低絕緣性能。同時絕緣油也可能吸收、溶解大量空氣,由于油經(jīng)常在較高溫度下運行,油與空氣中氧接觸,生成各種氧化物,這些呈酸性的氧化物易使銅、鋁、鐵、絕緣材料受到腐蝕,增加油介質(zhì)損耗,使油質(zhì)劣化,造成變壓器內(nèi)閃絡(luò),發(fā)生擊穿事故。

3、過電壓引起故障:變壓器運行受到雷擊時,雷電電位很高,造成變壓器外部過電壓。當電力系統(tǒng)某些參數(shù)發(fā)生變化時,由于電磁振蕩將引起變壓器內(nèi)部過電壓。這兩類過電壓所引起變壓器損壞大多是繞組主絕緣擊穿。

4、套管損壞:密封橡膠墊質(zhì)量不好,按裝位置不當,螺母壓得不緊等原因,導(dǎo)致套管密封不嚴,以致進水或潮氣侵入使絕緣受潮而損壞。另外由于套管表面積垢嚴重,發(fā)生閃絡(luò);電容式套管絕緣分層間隙存在內(nèi)部形成游離放電,使變套管絕緣受到嚴重損壞。

5、引線絕緣故障:由于引線連接處焊接不牢,接頭螺絲松動,接觸不良,引起局部過熱,造成引線燒斷。在電器安裝中由于引線對油箱距離太近,或引線相間距離太小,遇有大風(fēng)或外界發(fā)生短路時,引線受外力或電動力作用下,將發(fā)生擺動,造成相間短路。如果變壓器存在滲漏現(xiàn)象,使變壓器嚴重缺油,造成引出線部分暴露在空氣中。絕緣水平降低,發(fā)生內(nèi)部閃絡(luò)、擊穿故障。另外如果變壓器出口處發(fā)生多次短路,將使繞組受力變形造成匝間絕緣損壞而發(fā)生短路故障。

6、磁路故障:當穿心螺絲外面所包扎或套的絕緣太薄,夾板與鐵芯間絕緣損壞時,穿心螺絲及夾板可能碰接鐵芯,發(fā)生短路,產(chǎn)生大量短路電流,造成局部過熱,引起絕緣嚴重損壞或著火。硅鋼片表面絕緣漆由于運行年久,絕緣老化或絕緣破損,將使渦流增大,造成鐵芯過熱,繞組溫升增加,加速絕緣老化過程,造成變壓器內(nèi)部閃絡(luò)擊穿。此外鐵芯未接地或接地不良,可使鐵芯等金屬部件因感應(yīng)而具有一定電位,如果感應(yīng)電位差超過其間放電電壓時,將發(fā)生放電現(xiàn)象,由于放電而使絕緣油變質(zhì),降低其絕緣性能,造成變壓器內(nèi)部故障。

7、分接開關(guān)壓接不良:一開關(guān)質(zhì)量差,結(jié)構(gòu)不合理,彈簧壓力不夠,動靜觸頭不完全接觸,錯位動靜觸頭間絕緣距離變小,在兩抽頭間發(fā)生放電或短路,很快燒毀變壓器抽頭線圈或整個繞組;二對無載調(diào)壓原理不清楚,調(diào)壓后導(dǎo)致動靜觸頭部分接觸或由于變壓器分接開關(guān)接點長期運行,靜觸頭有污垢造成接觸不良而放電打火使變壓器燒毀。

二、變壓器預(yù)防保護措施

1、搞好變壓器現(xiàn)場試驗,特別要開展感應(yīng)耐壓試驗,及早發(fā)現(xiàn)匝間,層間局部放電缺陷。

2、裝設(shè)速斷、過電流保護,有選擇性地切除故障線路:配變短路保護和過載保護由裝設(shè)于配變高壓側(cè)的熔斷器和低壓側(cè)的漏電總保護器來實現(xiàn)。為有效地保護配變,須正確選擇熔斷器的熔體及低壓過電流保護定值。高壓側(cè)熔絲選擇,應(yīng)能保證在變壓器內(nèi)部或外部套管處發(fā)生短路時被熔斷。

3、裝設(shè)避雷器保護,防雷擊過電壓:采用裝設(shè)無間隙金屬氧化物避雷器作為過電壓保護,以防止由高低壓線路侵入高壓雷電波所引起變壓器內(nèi)部絕緣擊穿。采用避雷器保護配變時,一要采購合格產(chǎn)品,安裝投運前經(jīng)嚴格試驗達到運行要求;二對運行設(shè)備定期進行預(yù)防性試驗,對于泄漏電流值超過標準值的不合格產(chǎn)品及時更換;三定期進行接地電阻檢測,對100KVA及以上配電變壓器要求接地電阻在4Ω以內(nèi),對100KVA以下配電變壓器,要求接地電阻在10Ω以內(nèi)。

4、加強巡視檢查

室外配電變壓器經(jīng)常受變化的氣候條件(如溫度、雷雨、雪霧、污染等)影響,另外還受常變的負荷影響作用,甚至受到外力破壞。為掌握其運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,必須定期巡視,最好一月一次。巡視內(nèi)容主要有:

(1)聲音:發(fā)出聲音較正常嗡嗡聲大,沉重而無雜音,是過負荷,過電過電流穿越短路引起的;發(fā)出放電劈裂聲可能是缺芯接地線斷裂;發(fā)出間斷性放電吱吱聲可能是鐵芯接地接觸不好;發(fā)出連續(xù)或間歇撞擊聲和清脆唰唰聲可能是變壓器外殼與其它外物接觸(程度不同)時,因鐵芯振動而引起外物振動所致。發(fā)出叮當聲可能是鐵芯夾件松動,在電磁力作用下,各部件互相撞擊所致;發(fā)出咕嚕開鍋聲可能是匝間短路、發(fā)熱,使變壓器油局部沸騰。信息來自:

(2)油位:當氣溫和變壓器溫度發(fā)生變化時,油位隨之升降,當滲漏油,取抽樣時都會使油位下降。因油主要作用是絕緣和冷卻,油面過低將會失去絕緣,易引起放電,使線圈受潮。另外也影響散熱,應(yīng)注意補油。

(3)濕度:當變壓器過負荷,分接開關(guān)接觸不良,線圈匝間短路硅鋼片絕緣不好,變壓器缺油,穿芯螺絲與鐵芯間絕緣不好等都會使溫度升高。一般變壓器有溫度計插孔,可用溫度計直接檢查,如無插孔可用水限溫度計貼在變壓器外殼上測量溫度。

(4)負荷:根據(jù)負荷變化情況,隨時測量,防止過載。

篇10

關(guān)鍵詞：電脫鹽；變壓器；小電流選線裝置

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.003

0 引 言

原油中含有大量氯化鈣、氯化鎂等含鹽成分，會在后續(xù)工序中，造成管道和設(shè)備的腐蝕，同時也會造成催化劑“中毒”反應(yīng)，所以煉油第一道工序就是電脫鹽。主要包括電脫鹽變壓器、控制電路、電脫鹽罐和安裝在電脫鹽罐中的高電壓極板。其關(guān)鍵電氣設(shè)備為電脫鹽變壓器。它的任務(wù)是在電脫鹽罐內(nèi)極板間建立起一個強電場，不論電源處于正半周還是負半周，均在二層水平極板之間形成垂直強電場，在垂直極板之間形成倍壓強電場，同時極板與水層之間形成交流垂直弱電場。當注入水和破乳劑后的原油從極板間通過時，加速油水分離，使小水滴聚合成大水滴沉降到罐底。油在上層，水在下層，把下層的水排掉，鹽分就隨之脫掉。

1 常見的幾種脫鹽脫水方法

原油脫鹽脫水過程中，高壓電場脫鹽起主要作用，但整個過程要經(jīng)過重力沉降、加熱沉降、化學(xué)破乳、電脫鹽等幾種方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理將部分油水分離，加熱沉降主要是降低原油的粘度，便于脫水脫鹽，其中還加入了破乳劑等化學(xué)試劑進行化學(xué)破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場進行電脫鹽，這里重點要介紹電脫鹽的原理.

2 電脫鹽變壓器的工作原理

1000萬噸/常減壓有2個脫鹽罐，6臺電脫鹽變壓器。為二級脫鹽，東面V-101A為一級脫鹽罐，西面V-101B為二級脫鹽罐。每個脫鹽罐有3臺電脫鹽變壓器，由配電室1個盤柜控制，現(xiàn)場只有1個操作柱，一副起停按鈕。

其中每個電脫鹽脫水罐分3隔，每隔罐內(nèi)有4層極板。最上層為接地極，下3層為交流高壓極。結(jié)構(gòu)如圖1所示：

根據(jù)電場力公式，電場強度越高，對水滴間的聚積力越大，但電場強度過高，會發(fā)生電分散現(xiàn)象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結(jié)，同時電場強度過高，電耗也隨之增加。

為了達到設(shè)備的高效運行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場強度，利用弱電場脫除大量的大水滴，用強電場脫除細小水滴，工業(yè)應(yīng)用實踐證明，采用不同梯度電場強度進行脫鹽脫水時，能得較好的脫鹽效果。因此三臺變壓器被設(shè)計四層電場結(jié)構(gòu)，形成弱電場、強電場和高強電場三種不同電場強度的梯度電場。

電脫鹽變壓器為一升壓變壓器，主體為充油型結(jié)構(gòu)，沒有儲油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時低壓側(cè)油位計指示器應(yīng)該看到綠色浮標，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。

接線端子與外部導(dǎo)線的連接，均在接線盒內(nèi)進行。高壓接線盒為充油型，低壓接線盒為增安型。二次接地點設(shè)在一次側(cè)接線盒內(nèi)。電脫鹽變壓器允許在短路狀態(tài)下長期連續(xù)運行。

變壓器的動作電流按照極板間短路電流的80%（263A）整定，時間繼電器整定值為5S。低液位開關(guān)裝于罐上，運行時出現(xiàn)低液位時分斷主接觸器。電極組裝后，應(yīng)做短路試驗以觀察電流、電壓值，運行中發(fā)現(xiàn)短路可報警。

3 鹽變壓器的缺陷及維護心得

該電脫鹽變壓器一次電纜直接進入變壓器接線盒內(nèi)，與瓷瓶上接線柱連接。根據(jù)多年對電脫鹽變壓器的維護經(jīng)驗，由于冬夏或者日常氣溫變化會造成電纜與瓷瓶上接線柱連接受力，導(dǎo)致瓷瓶底部滲油。如果滲油嚴重的話必須停運，對生產(chǎn)帶來不利影響。老廠電脫鹽故障處理90%以上都是因為這個原因造成的。我們在接線盒內(nèi)固定一接線端子排，將一次電纜接在該端子排上，然后再引到瓷瓶上接線柱連接將能消除這個缺陷。另外高壓極密封墊為石棉墊子，不耐油，建議更換塑料絕緣墊。

當發(fā)生過流和低液位的時候都會報警，但是在配電室不能區(qū)分。建議利用KT延時閉合常開接點與一個黃色燈來顯示過流故障，利用KA常開接點與一個白燈來顯示低液位故障。

電脫鹽變壓器主體為充油型結(jié)構(gòu)，沒有儲油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時低壓側(cè)油位計指示器應(yīng)該看到綠色浮標，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。除按照普通降壓變壓器的維護巡檢項目巡檢外，還應(yīng)加強維護力度才能保障其平穩(wěn)運行。

4 結(jié)論

經(jīng)過對我廠電脫鹽變壓器多年的維護經(jīng)驗，對其維護要點和故障多發(fā)點已經(jīng)有比較豐富的經(jīng)驗，對其運行特點有較好的掌握，如何使其能夠長周期的運行已也是我們需要深入探討和研究的問題。