淺談電力變壓器應(yīng)用

項(xiàng)亮 ??

摘 要： 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電力工業(yè)規(guī)模迅速的壯大起來，電力變壓器的單臺(tái)容量和安裝容量快速增長。本文針對(duì)實(shí)際工作中常遇到的問題，從變壓器的構(gòu)成；變壓器的噪音；變壓器的防雷；變壓器故障四個(gè)方面來進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 構(gòu)成、噪音、防雷、故障

【中圖分類號(hào)】 TM 4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 2236-1879（2018）11-0216-01

變壓器是一種用于交流電能轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備。它可以把一種交流電壓、交流電流的電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種交流電壓、交流電流的電能。變壓器在電力系統(tǒng)中的主要作用是變換電壓，以利于電能的傳輸。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。電壓經(jīng)降壓變壓器降壓后，獲得各級(jí)用電設(shè)備的所需電壓，以滿足用戶使用的需要。

一、變壓器的構(gòu)成

為了改善散熱條件，大、中容量的電力變壓器的鐵心和繞組浸入盛滿變壓器油的封閉油箱中，各繞組對(duì)外線路的聯(lián)接由絕緣套管引出。變壓器由器身、油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置、出線裝置及調(diào)壓裝置等部分組成：器身包括鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)及引線等；油箱包括本體（箱蓋、箱壁和箱底）和一些附件（放油閥門、小車、油樣油門、接地螺栓及銘牌等）；冷卻裝置包括散熱器和冷卻器；保護(hù)裝置包括儲(chǔ)油柜、油位計(jì)、安全氣道、吸濕器、測溫元件、浮油器及氣體繼電器等；出線裝置包括高壓套管、低壓套管等；調(diào)壓裝置即分接開關(guān)，分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓裝置。

二、變壓器的噪音極其措施

變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的聲音主要是硅鋼片在磁場的作用下產(chǎn)生的磁致伸縮和器身由于電磁力所引起的振動(dòng)，和冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)和風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音。聲音的振動(dòng)頻率在16Hz～2000 Hz之間可引起人們的聽覺，次聲和超聲都是人們的聽覺所感受不到的。電力變壓器噪聲的傳播是由鐵心到夾件、繞組，同時(shí)由鐵心到空氣。為了降低噪聲可以減少鐵心硅鋼片磁致伸縮，降低磁通密度是降低噪聲的有效措施，但降低磁密又會(huì)導(dǎo)致鐵心尺寸增大，從而增加鐵心硅鋼片的數(shù)量，會(huì)造成成本的增加。所以應(yīng)該把成本控制在一定的范圍內(nèi)來降低噪聲。也可以在變壓器適當(dāng)?shù)奈恢眉泳彌_件，如在鐵心和低壓繞組間加橡膠適形撐塊，其作用是一面撐緊低壓繞組，一方面起到緩沖作用，使聲音通過緩沖結(jié)構(gòu)而得到衰減。

三、變壓器的防雷

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，年平均雷暴日數(shù)在35-45的地區(qū)，10kV級(jí)配電變壓器被雷擊損壞率占其總數(shù)的4%-10%。損壞的主要原因是變壓器避雷器裝設(shè)不當(dāng)和接地引下線接線不妥。主要表現(xiàn)為：變壓器高壓側(cè)避雷器利用支架作接地引下線；變壓器中性點(diǎn)及高低壓側(cè)避雷器分別接地；避雷器未作預(yù)防性試驗(yàn)；低壓側(cè)未裝設(shè)避雷器；接地引下線截面過小及引線過長等。

四、變壓器故障

根據(jù)變壓器運(yùn)行現(xiàn)場的實(shí)際狀態(tài)，在發(fā)生以下情況變化時(shí)，需對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷。正常停電狀態(tài)下進(jìn)行的交接、檢修驗(yàn)收或預(yù)防性試驗(yàn)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)行中出現(xiàn)異常而被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)；運(yùn)行中出現(xiàn)其他異常（如出口短路）或發(fā)生事故造成停電，但尚未解體（吊心或吊罩）。當(dāng)出則上述任何一種情況時(shí)，往往要迅速進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，以確定有無故障情況。

故障判斷的步驟：①判斷變壓器是否存在故障，是隱性故障還是顯性故障。②判斷屬于什么性質(zhì)的故障，是電性故障還是熱性故障，是固體絕緣故障還是油性故障等。③判斷變壓器故障的狀況，如熱點(diǎn)溫度、故障功率、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢以及油中氣體的飽和程度和達(dá)到飽和而導(dǎo)致繼電器動(dòng)作所需的時(shí)間等。④提出相應(yīng)的反事故措施，如能否繼續(xù)運(yùn)行，繼續(xù)運(yùn)行期間的安全技術(shù)措施和監(jiān)視手段或是否需要內(nèi)部檢查修理等。

變壓器短路故障主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對(duì)地短路、及相與相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。這類故障的案例很多，特別是變壓器低壓出口短路時(shí)形成的故障一般要更換繞組，嚴(yán)重時(shí)可能要更換全部繞組，從而造成十分嚴(yán)重的后果和損失，因此，尤應(yīng)引起足夠的重視。例如：某110kV、31.5MVA變壓器（SFS2E8—31500/110）發(fā)生短路事故，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，跳開主變壓器三側(cè)開關(guān)。返廠吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)C相高壓繞組失團(tuán)，C相中壓繞組嚴(yán)重變形，并擠歡囚板造成中、低壓繞組短路；C相低壓繞組校燒斷二股；B相低壓、中壓繞組嚴(yán)重變形；所有繞組匝問散布很多細(xì)小銅珠、銅末；上部鐵芯、變壓器底座有銹跡（事故發(fā)生當(dāng)天有雷雨）。原因：①變壓器繞組松散。②該變壓器撐條不齊且有移位、墊塊有松動(dòng)位移。③絕緣結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不高。

放電對(duì)絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大，使絕緣擊穿。另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氯等活性氣體的化學(xué)作用，，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導(dǎo)致熱擊穿。如某63MvA、220kv變壓器在進(jìn)行1.5倍電壓局部放電時(shí)，有放電聲響，放電量達(dá)4000—5000pC。改為匝間1.0倍電壓，線端1.5倍電壓的支撐法時(shí)，無放電聲響，放電量也降為1000pC以下。拆升變壓器檢查，發(fā)現(xiàn)沿端部絕緣角環(huán)有樹枝狀放電痕跡，系絕緣角環(huán)材質(zhì)不良所致。沿固體絕緣表面的局部放電，以電場強(qiáng)度同時(shí)有切線和法線分量時(shí)最嚴(yán)重。原因：局部放電故障可能發(fā)生在任何電場集中或絕緣材質(zhì)不良的部位，如高壓繞組靜電屏出線、高電壓引線、相間圍屏以及繞組匝間等處。

變壓器是在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛的電氣設(shè)備。在電能的傳輸、分配和使用中，變壓器是關(guān)鍵設(shè)備，具有極其重要意義，所以在實(shí)際工作中要對(duì)變壓器予以高度的注意。

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[2] 謝毓城主編，電力變壓器手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 出版時(shí)間： 2014（02）

作者簡介：項(xiàng)亮，19800724，男，本科（電氣工程及自動(dòng)化），湖北荊州，助理工程師，電氣工程設(shè)備安裝及施工管理，荊州輸變電工程公司。