變壓器設計與運維的幾點思考

孫婷婷

(中石油吉林化工工程有限公司，吉林 吉林 132000)

變壓器是一種利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件由3部分構成，分別是：初級線圈、次級線圈和鐵心(磁芯)。其主要功能是進行電壓和電流的變換，阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。化工類企業變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。化工企業一直都是產業部門的一大重要領域，是促進實體經濟發展的基礎。化工類企業在生產過程中，最復雜且最重要的部分就是用電問題，這不僅僅決定了能否被稱為一個成熟企業的標志，也是任何一個化工類企業都無法逃避的問題。由于化工類企業用電等級復雜，與居民用電具有完全不同的需求，因此高效實用、精密設計及運維變壓器就顯得尤為重要。

1 問題的提出

在化工類企業，用電電壓等級復雜，有辦公生活用電、有各種化工生產裝置用電，可能有220V、380V、660V、6kV、10kV、30kV、35kV、110kV，隨著在化工生產裝置上應用電機趨于大型化的形勢，化工類企業用電電壓等級呈現越來越高的發展趨勢。

變壓器是電力輸配電過程中的重要電氣設備，其主要結構是初級和次級線圈繞組和鐵芯等，它根據電磁感應的原理實現變換交流電壓(電流)和傳遞電能。變壓器一旦出現問題，則直接影響整個化工類企業的電力網絡安全運行，影響辦公和生產，并且檢修難度大、維修工期長，可能會帶來重大的經濟損失及安全事故，因此對于化工類企業而言變壓器的設計和運維工作非常重要，變壓器的可靠性需要從設計和運維2個環節得到保障。

2 化工類企業變壓器設計的幾點建議

(1)合理選擇主變壓器的數量。應根據電源等級、接線方式、傳輸容量以及和系統的聯系情況等因素綜合考慮，合理選擇主變壓器的數量。例如，采用雙回電源進線，總降壓變電所主變壓器一般都在2臺或2臺以上。某110/10kV變電所，采用雙回110kV電源進線，110kV為內橋接線，10kV為單母線分段接線，可配置2臺主變壓器。

(2)合理選擇主變壓器的容量。在確定主變壓器容量時，應考慮所設計容量要大于全廠發展規劃的一、二級負荷總的計算容量，且滿足企業生產用電設備用電負荷同時全部運行的要求。當主變壓器按照2臺的數量配置時，應保證每一臺變壓器都能夠滿足全廠一、二級負荷的同時全部運行；當主變壓器按照3臺的數量配置時，應保證任意其中2臺運行就能夠滿足全廠用電負荷全部運行；并且還要考慮變壓器的容量設計要留有10%左右的裕量[1]。化工類企業在設計、匹配變壓器時，如果選擇的變壓器容量過大，則因為大容量的變壓器成本高將會增加初始投資，造成浪費，并且變壓器長期處于空載或輕載運行，使空載損耗的比重增大，功率因數降低，網絡損耗增加。化工類企業在設計、匹配變壓器時，如果選擇的變壓器的容量過小，則將會使變壓器長期處于過負荷狀態，易損壞設備，當企業擴大生產規模時還可能因為容量問題帶來二次改造的經濟負擔。

(3)變電器存在雷擊安全隱患，在設計中應注意防雷保護措施，在變電器防雷保護設計中嚴格執行IEC國際標準《雷電電磁脈沖防護》等國家、行業的強制性標準。建議在高低壓側各裝設避雷裝置，并且實踐證明，避雷裝置越靠近變壓器，則防雷效果越好。

2 化工類企業變壓器運維的幾點建議

變壓器運維是確保變壓器工作性能可靠、降低故障率的重要手段，為了使變壓器經濟、安全地運行，并保證一定的使用壽命，必須加強運行維護，其中重點工作的建議有：

(1)按照政府有關規定，防雷裝置實行每年定期檢測制度。易燃易爆、危化品等生產、儲存設施和場所的防雷裝置應當每半年檢測一次。對于化工類企業的變壓器防雷保護裝置，應按照規定定期校試避雷裝置，校試不合格者應及時整改。

(2)變壓器在運行前，要做好現場的檢測，重點檢查項目有：①油位、油溫、密封性、絕緣性、接地狀態、線管和導線的連接情況等。②變壓器在使用的過程中，要定期檢查三相電壓是否平衡并及時調整。③檢查變壓器的油位、溫度、油色正常，有無滲漏。④定期清潔變壓器的污垢；定期檢查線管和導線的連接情況是否完好。⑤定期化驗油樣與缺油補油。⑥定期檢查、更換破裂或老化的膠墊更換。⑦定期檢查接地狀態是否良好[3]。

(3)加強對變壓器的日常巡視檢查，在氣象突變(大風、大霧、大雪、冰雹、寒潮、雷雨)季節特別是雷雨后、高溫季節和高峰負載期間、新增及檢修或改造后的變壓器投入使用的72h內等特殊時間節點應增加巡視檢查次數。

(4)強化對專業人員的素質教育，對操作人員的行為進行嚴格規范。首先，對于變壓器的修理專業技術人員來說，了解變壓器的工作原理和內部結構是必備專業素養。其次，在檢修工作進行前，工作人員一定要做好完全的準備，預測維修過程中可能出現的一切突發問題，準備好維修中需要用到的各種材料和工具，提前做好維修計劃，聯系可能會設計的其他領域的工作人員，如電氣焊、支架設計、化學油處理等等，做好各種配合工作。再次，應做好安全防護工作，在進行檢修之前應該進行斷電，確保維修過程中沒有電流通過，讓變壓器處于一直停止工作狀態，并根據情況需要適時地進行調整。除此之外，工作人員在修理變壓器時，也要注意自己的衣著和攜帶物，盡量不要佩戴飾品，不要穿著華麗繁瑣的衣物，應穿著工作服裝，確保修理過程中，身體能夠進行靈活操作，不攜帶其他的小器械，避免因失誤或遺忘而影響了變壓器的檢修工作。總之，變壓器的維修過程中，應保證自己具有充足的知識儲備，熟練的技術和操作技巧，輕裝上陣，將“安全第一”作為第一工作理念。