什么是電力變壓器

　　電力變壓器是一種靜止的電氣設備，是用來將某一數值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數值不同的電壓（電流）的設備。當一次繞組通以交流電時，就產生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導磁作用，就在二次繞組中感應出交流電動勢。二次感應電動勢的高低與一二次繞組匝數的多少有關，即電壓大小與匝數成正比。主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數。額定容量是一個表現功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當對變壓器施加額定電壓時，根據它來確定在規定條件下不超過溫升限值的額定電流。較為節能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器，其最大優點是，空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值，是整個設計過程中所要考慮的核心問題。當在產品結構布置時，除要考慮非晶合金鐵心本身不受外力的作用外，同時在計算時還須精確合理選取非晶合金的特性參數。

　　電力變壓器外形圖

　　三相油浸式電力變壓器外形圖

　　1-銘牌；2-信號式溫度計；3-吸濕器；4-油標；5-儲油柜；6-安全氣道；7-氣體繼電器；8-高壓套管；9-低壓套管；10-分接開關；11-油箱；12-放油閥門；13-器身；14-接地板；15-小車

　　電力變壓器作用

　　電力變壓器是發電廠和變電所的主要設備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區，還能把電壓降低為各級使用電壓，以滿足用電的需要。總之，升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統傳送電能的過程中，必然會產生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。

　　變壓器是由繞在同一鐵芯上的兩個或兩個以上的線圈繞組組成，繞組之間是通過交變磁場而聯系著并按電磁感應原理工作。變壓器安裝位置應考慮便于運行、檢修和運輸，同時應選擇安全可靠的地方。在使用變壓器時必須合理地選用變壓器的額定容量。變壓器空載運行時，需用較大的無功功率。這些無功功率要由供電系統供給。變壓器的容量若選擇過大，不但增加了初投資，而且使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，這樣運行既不經濟又不合理。變壓器容量選擇過小，會使變壓器長期過負荷，易損壞設備。因此，變壓器的額定容量應根據用電負荷的需要進行選擇，不宜過大或過小。

　　變壓器的額定運行方式

　　1.變壓器電壓變化的允許范圍

　　當電壓低于變壓器的額定電壓時，對變壓器沒有大的影響，只降低變壓器的出力；

　　當電壓高于變壓器的額定電壓時，變壓器鐵芯損耗和無功損失增加，并對變壓器絕緣產生一定的影響。

　　電壓偏差士5％范圍。變壓器一次電壓在額定值的士5％內，二次側就可以帶額定出力運行。

　　2、變壓器的發熱和冷卻

　　繞組和鐵芯中的電能損耗全部轉化為熱量，使變壓器的各部分溫度升高，各部分的溫度升高并不均勻。

　　散熱過程：熱量從繞組和鐵芯傳到變壓器油中，熱油的熱量經散熱器傳到周圍空氣中。

　　散熱過程的特點：鐵芯、高壓繞組、低壓繞組產生的熱量全部傳給油；在整個發熱散熱過程中，各部分溫差較大，繞組的溫度最高；大容量變壓器損耗大，發熱量大，需采用強迫油循環風冷或強迫油循環水冷，更大容量的采用導向冷卻，在高低壓繞組內部設置一定的油路，可大大提高散熱效率。

　　3、變壓器允許溫度和溫升

　　變壓器的允許溫度取決于絕緣材料。油浸式變壓器采用紙和油絕緣。

　　變壓器繞組在溫度最高點為98℃時，可使用年限為20－30年。實際運行時，繞組溫度最高點溫度一般都小于98℃，變壓器的使用壽命均可超過30年。

　　變壓器運行時，重點監視繞組溫度和頂層油溫。

　　變壓器超溫保護配置，超過低溫定值時發報警信號，當溫度超過高溫定值時跳閘。

　　4、變壓器過負荷能力

　　變壓器正常運行時，日負荷曲線的負荷率大多小于1。根據等值老化原則，只要使變壓器在過負荷期間多損耗的壽命和在欠負荷期間少損耗的壽命能相互補償，則仍可獲得規定的使用年限。變壓器的正常過負荷能力就是以不犧牲正常壽命為原則而制定的。即在整個時間間隔內，只要做到變壓器絕緣老化率小于或等于1即可，且滿足以下條件：

　　（1）過負荷期間，繞組最熱點的溫度不得超過140℃，上層油溫不得超過95℃；

　　（2）變壓器的最大過負荷不得超過額定負荷的50％

　　當系統發生故障時，首要任務是設法保證不間斷供電，而變壓器絕緣的老化加速則是次要的，事故過負荷是以犧牲變壓器的壽命為代價的。絕緣老化率允許比正常過負荷時高得多。事故過負荷也稱急救負荷，是在較短的時間內，讓變壓器多帶一些負荷，以作急用。為保證可靠性，在確定變壓器事故過負荷的允許值時，一般事故過負荷時繞組最熱點的溫度也不得超過140℃，負荷電流不得超過額定值兩倍。

　　變壓器過負荷運行時注意事項

　　（1）全天滿負荷運行的變壓器不宜過負荷運行。

　　（2）變壓器在低負荷運行，變壓器高峰負荷所允許的過負荷情況和持續時間有嚴格的限制。

　　（3）夏季低負荷，冬季可適當過負荷運行，過負荷15％內。

　　（4）一般情況下，油浸自冷和油浸風冷變壓器過負荷不得超過30％；強迫油循環風冷或水冷變壓器過負荷不得超過20％。

　　（5）過負荷運行時，冷卻器全部投入運行。

　　變壓器絕緣電阻的允許值

　　檢修后、長期停用或備用的變壓器，在投運前，需測量絕緣電阻。

　　變壓器絕緣電阻值的規定：

　　（1）與上次測量結果比較，不得低于70％。

　　（2）500V以下，絕緣電阻不得低于0．5MΩ；500V以上，每千伏不低于1MΩ。

　　（3）高低壓繞組對地吸收比不小于1.3。

　　（4）雙繞組測量項目：一次側對地、二次側對地、次側對二次側絕緣電阻。

　　變壓器的檢查

　　1、送電前的檢查

　　工作票終結，恢復到檢修前的安全措施。

　　打開瓦斯繼電器放氣閥，放完氣體，關好閥門。

　　冷卻器電源投入，冷卻器運行正常。變壓器油位正常。

　　變壓器無漏油現象。

　　2、運行中的檢查

　　變壓器油枕油位、油色正常，無滲油。

　　套管無滲油，無破損，無放電現象。

　　變壓器聲音正常，硅膠干燥。

　　變壓器本體無滲油。

　　變壓器油溫及溫控器正常。

　　油系統閥門開閉正確，風扇、油泵運行正常瓦斯繼電器內無氣體，繼電器與油枕間閥門開啟。

　　干式變壓器溫度指示是否正確，冷卻風扇是否工作正常。

　　環境溫度過高或過低時，檢查變壓器油位是否在正常范圍

　　雨雪天氣，檢查有無放電情況。

　　投運72小時內，增加檢査次數。

　　瓦斯保護及分接開關的運行

　　1、瓦斯保護裝置的運行

　　正常運行時，重瓦斯保護壓板投跳閘位置，輕瓦斯保護投信號位置。特殊情況下，重瓦斯保護壓板需改投信號位置。

　　工作中最常見的情況是，變壓器經檢修換油或濾油后，重新投入運行的開始一段時間內，一般2－3天，到放氣無氣體或氣泡后，再把重瓦斯保護投到跳閘位置。

　　2、分接開關的運行與維護

　　1.無載調壓：在改變分接頭位置時，正反方向各轉幾圈，消除觸頭上的氧化膜及油污，注意位置的正確性。改變分接頭位置后，要測量直流電阻是否合格。

　　2.有載調壓：每三個月取一次油樣做化驗；電動操作機構檢查保持良好狀態；變換5000次后，抽出檢查。（若在停運情況下改變分接頭，同樣要測量直流電阻是否合格）

　　呼吸器及硅膠的運行

　　呼吸器使油枕內的氣體通過它進行呼吸，清除雜質，防止油枕內的油與大氣直接接觸，將潮氣帶到變壓器內。

　　呼吸器內硅膠受潮變為粉紅色時，需要更換新硅膠或對硅膠進行烘潮處理。

　　凈油器：相當于濾油器，消除油中的水分、雜質等。（較少采用）

　　變壓器油的運行

　　1.變壓器中油的作用：絕緣和冷卻。（斷路器中油的作用：絕緣和滅弧）

　　2.變壓器帶上負荷后，油的溫度會逐漸升高，油溫的升高加快了油的氧化速度，嚴重時會使絕緣油變質，油的絕緣強度也會迅速下降。

　　3.一般情況下，60－70℃時，油的老化過程很緩慢，而正常運行的變壓器油溫度基本都在這一區間。溫度到120℃時，油的氧化開始加劇。

　　定期或根據需要對油進行取樣化驗