变压器技术范文
变压器技术范文(精选12篇)
变压器技术 第1篇
工厂内之电力设备, 主要包括电力变压器、高压断路器、电力电容器、避雷器及马达等, 相关设备之绝缘材料的绝缘缺陷或逐渐劣化, 将是影响此等设备正常运转的主要因素之一, 绝缘缺陷通常可分为集中性缺陷及分布性缺陷。所谓集中性缺陷, 是指缺陷集中于绝缘材料的某一局部, 具有快速发展造成绝缘严重劣化的潜力;分布性缺陷较常由于受潮或长期过热所引起, 它是一种较普遍性的劣化, 一般劣化进展较为缓慢。为了确保设备稳定运转, 实施设备绝缘预防性试验是有其必要。以目前来说, 各种电力设备在出厂测试方面, 都已各有相当成熟之测试技术及合格与否之判定标准。就以目前国内69kV以上之电力变压器来说, 几乎全是国内生产, 维修可以得到充分的支持。依据相关法令规定所需定期维护检查或试验项目, 亦是委托国内顾问公司执行, 但部分工厂维护人员, 因人力、物力或专业技术之因素, 电力设备委外测试报告收到后, 对于测试报告只注意顾问公司给予的判定结果是否合格, 而不详查测试数据的意义、判定的标准或原厂的建议等等, 在确保设备的稳定运转及寿命方面, 将有机会出现潜在危机的机会, 因此厂内维护人员对所使用之设备的维护需求或测试技术的适用性, 如使用测试设备的选择、维护周期的订定、测试判定标准等的了解将更有其必要性。
1 变压器绝缘技术之预防性试验主要项目
电力设备预防性试验是实时发现电力设备绝缘缺陷的有效方法, 已为大家所认同, 一般预防性试验的主要项目如表1所示, 表中包含了破坏性及非破坏性试验, 一般以采用后者为主。非破坏性试验又称绝缘性试验, 是指在较低的电压下, 或是其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性, 从而判断内部绝缘有无缺陷。常见的试验项目有绝缘电阻测量、介质电力因子测定、油中气体分析及直流泄漏电流测量等。尤其使用高阻计之绝缘电阻量测是绝缘试验中最简便的方法, 依量测时间作区别可读取绝缘电阻、吸收比及极化指数3种数据。
1.1 绝缘电阻 (IR)
为量测后计时1min之高阻计读值。一般将此值换算至某同一温度并和过去量测值相比较, 供了解量测值变化之趋势, 也可以作为诊断设备绝缘是否整体和贯通性受潮, 对局部性绝缘缺陷较不灵敏。
1.2 吸收比 (AR)
采用1min和30s (或15s) 时之绝缘电阻读数的比值。此值比单纯采用1分钟时之绝缘电阻值更好于判断绝缘是否受潮, 一般AR若大于1.25可被认为干燥绝缘:当绝缘受潮或污染时, AR值将接近于1。
1.3 极化指数 (PI)
采用10min和1min时之绝缘电阻读数的比值, 当绝缘受潮或污染时, PI值将接近于1;干燥时PI大于1, 可以很好的用来判断绝缘受潮, 尤其如旋转电机、电缆或干式变压器等。
注:☉正常试验项目;Ⅹ不进行试验项目;▲大修时进行;◇必要时。
2 电力变压器绝缘技术之预防性试验分析
归纳汇整IEEE std 62、日本汽力发电厂的定期点检实施基准、日本电力公司火力电厂发电机组点检准则、国内变压器制造厂之电力变压器之保养与检查及电力设备预防性试验规程等, 针对电力变压器之预防试验, 含定期或必要时之试验、检查项目如表2, 这些项目之试验周期有的相差甚多, 可能是1年、3年、5年或更换线圈时等等, 而且不同厂家之要求亦有差异, 因此建议于设备请购前先行了解未来所需之预防性保养所需投入经费、人力, 列为请购规范内容要求参考。
3 结论
由于变压器内部绝缘结构复杂, 电场、热场分布不均匀, 因而故障率相对较高, 因此需定期进行预防保养, 一般每1年~2年进行大修一次停电试验, 不同电压等级、不同容量其试验项目将有所不同, 而绝缘试验则是一重要且简单的项目, 其中又以油中气体分析可在运转中取样较为方便。由变压器绝缘油所含气体进行分析之工作, 因牵涉专门技术与经验, 一般都由受委托之检测单位直接将结果告诉变压器使用之厂家, 依据最近走访变压器使用之厂家经验, 如何由各气体之含量来判断变压器可能之故障, 厂内的工程师们信息较少, 鉴于此, 特别收集相关数据加以整理, 期望对变压器之使用厂家有所帮助。
参考文献
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变压器油罐改造技术报告 第2篇
变压器油罐的改造
焦煤供电处运行科变检班
随着集团公司对供电设备更新改造的完成,现维护的变电站除了变压器基本上实现了无油化。在冬季气温过低而油枕储油量又不足,或者有渗漏油时,变压器会出现一定程度的缺油现象。如果变压器缺油,可能产生以下后果:
(1)油面下降到油位计监视线以下,可能造成瓦斯保护装置误动作,并且也无法对油位和油色进行监视。
(2)油面下降到变压器顶盖之下,将增大油与空气的接触面积,使油极易吸收水分和氧化,从而加速了油的劣化。潮气进入油中,会降低绕组的绝缘强度,使铁芯和其他零部件生锈。
(3)因渗漏而导致严重缺油时,变压器的导电部分对地和相互间的绝缘强度将大大降低,遭受过电压时极易击穿。
所以,要针对油位低的变压器及时补充绝缘油。这就需要提前将变压器油过滤好,以备急用。但是在储存过程中遇到了问题,合格的绝缘油注入油罐后,存放2~3天,再做试验时,油耐压总是有所下降,达不到要求,需要重复滤油。不仅耗费人力物力,同时,缺油的变压器因为不能及时补充到绝缘油,增加了安全隐患。
是什么原因造成绝缘油在储存过程中绝缘强度下降的。通过仔细分析,认为:油罐上部有两个密封端盖,且固定螺栓过多,随着户外气温的变化,特别是日夜温差大,清晨温度低时,个别密封有缺陷或薄弱环节,密封被破坏而吸进水气或水珠,从而导致绝缘油耐压下降的原因。
如何消除油罐内储存过程中油耐压下降现象,并可以长期的储存
绝缘油。经过多次实践,决定将油罐的密封法兰上钻1个Ø16孔,用½″镀锌管,通过2个弯头,终端安装1个1kg的呼吸器。
这样做的目的:一是使油罐内的空气通过呼吸器与外界空气相通,保持油罐内外气压相等。防止罐内产生负压而吸进水气或水珠。二是通过呼吸器内装的干燥剂吸收进入油罐内空气中的水分,使油罐内绝缘油保持良好的电气性能,防止潮湿空气直接进入罐内,使变压器油受潮,降低油的绝缘强度。
这里注意的是呼吸器的正确安装。应先检查附件,以保证配件齐全完整且配套。安装时,先换上密封圈后装上呼吸器;然后拧下呼吸器下部的盛油杯,去掉下口密封垫,在盛油杯中加入1/3容量合格的变压器油后再拧到呼吸器上即可。
再就是呼吸器的运行维护。一是应定期对呼吸器下部盛油杯内的变压器油更换。因为合格的变压器油具有很强的吸湿性,空气进入呼吸器时先以盛油杯中的变压器油中过滤一次,其中水气已基本被油吸收,一般油杯中的油一年以后吸收水份的性能已达到饱和,失去应有的功能了。及时换油会使呼吸器内的干燥剂延长使用时间,提高吸潮效果。
二是应检查呼吸器内干燥剂是否潮解变色。如已受潮变色则失去了吸潮功能,应及时处理:一是更换新干燥剂、二是把受潮的干燥剂取出烘烤去潮后重新装入。
变压器设计技术问题分析 第3篇
关键词:组合变压器 高压系统 低压系统 设计
中图分类号:TM401 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(b)-0049-02
一般情况下,变压器会安置在后面部位,所以又被称为后仓;一般情况下高低压室安置的位置在前面,所以又被称为前仓,而这3种联合在一起的便是组合变压器。组合变压器的优势比较明显,比如结构构造比较紧凑、安置容易、体积较小、使用简单、整体绝缘并且密封性好,此外,还能够深入电力系统负荷比较集中的地方中去。由于优势明显,组合变压器的涉及范围也比较广泛,无论是工业园区、居民住宅区还是商业中心以及高层建筑中都运用得比较广泛。在下文中详细说明了组合变压器的设计原理,并对其进行了详细分析。
1 变压器设计
在进行变压器设计的时候,和普通的油浸式变压器设计方法相似度非常高。铁芯材料可以选择含碳比较低的硅铁软磁合金来制作,这种材质又被称为硅钢片,或者选择非晶合金来制作;若是构造是铁芯,那么可以选择叠片的方式进行,也可以选择卷铁芯的方式;绕组材料选择的时候,可以选择箔式的方法或者是铜导线来进行。在进行变压器设计的时候,需要注意组合变压器连接时候的组别[1]。连接时主要方法有3种,分别是三角形连接、星形连接、曲折形连接。
2 高压系统的设计
2.1 设计高压系统的进出线方式
对于高压系统而言,其接线的手法主要包含了3种,首先是环网型,这种接线的方法用一根电线在电源的位置进线,一根电线从变压器的低压侧位置出现,最后一根线则进线变压器或者其他设备的连接,从而给变压器或者其他设备的运行提供电源;其次是终端型。这种手法是两根电线,其中一根在电源的位置进线,另一根则是从变压器的低压侧位置出线;最后则是终端双回路型。这种方法是从电源位置进一根线,从变压器低压侧出一根线,最后的一根线则是连接备用电源,若是电源出现故障,那么可以及时地通过备用电源来给其运行提供电力的支持。
2.2 选择高压系统负荷开关
组合变压器负荷开关主要分成两种,分别是四位置开关以及二位置开关。四位置开关包含了3种类型,分别是“T”型开关、“I”型开关以及“V”型开关。其中“V”型开关以及“T”型开关在环网型组合变压器中都能够适用,“V”型开关以及“T”型开关形式有两种,分别是600 A和200 A。并且负荷开关电流值数据是通过系统流通电流值得到的,可以说其是在环网总回路电流值上得到的。电流值的结果和变压器的大小没有关系。负荷开关在进行短路电流判断时,需要通过组合变压器安放地点本身的短路容量进行。短路容量本身便是一个定义比较单纯的计算量[2]。若是负荷开关是200 A,那么其肘型电缆插头以及系统套管都是200 A的。而“I”型的负荷开关在终端双回路型组合变压器中比较适用。
2.3 设计高压系统的熔丝
组合变压器在进行防护的时候,将插入式熔丝以及后备熔丝串联在了一起。在故障突发、超负荷以及油箱温度太高的情况下很容易熔断。这种情况出现的概率比较高,所以对熔丝进行了设计,将其设计成了插入式,这样能够在外面替换,减少了很多麻烦,并且操作起来也比较简单[3]。后备熔丝往往是变压器短路以及电流过高的时候,才会熔断,这种情况出现的概率比较低,所以一般情况下都是将其安放在变压器油箱中。在选用插入式熔丝以及后备熔丝的时候,需要全面地考虑到其保护特性,应该根据需要来进行选择。
2.4 对高压系统负荷开关进行隔离设计
想要在运行的过程中降低负荷开关切断额定负荷电流过程中导致的变压器中油的挥发程度,可以将负荷开关放在小屋子中,然后在小屋子中放进去高燃点油,然后再在其中放入正常油料,这样能够一定情况下改善运行负荷开关导致的变压器油老化的情况出现,并且还能够改善因为油料而出现的高温,能够很好地散热。负荷开关的隔离方法是安置负荷开关的时候,将其放在变压器油箱左边的位置,并在负荷开关和变压器油箱间通过专门管套来进行加密,利用封条来隔离负荷开关[4]。在进行负荷开关安装的小室中,也应该把温度计、油温表、注油塞以及压力表等装入进去,并做好压气试漏,确保不会出现渗漏,并将普通变压器油以及难燃油的能效充分地发挥出来。
3 设计低压系统
3.1 选取主进开关
低压进线开关和其他回路开关都离变压器比较近,所以,对其要求也比较高。在防护的时候,若是出现短路,需要分段好主进线开关、预期短路电压以及配电回路开关。一般情况下,主进开关大都是选择的智能型万能式断路器,其能够选择性地进行防护,并且工作的时候比较准确,避免突然断电的出现,保证电本身的安全性和稳定性,其运用非常广泛[5]。断路器的额定电流值选择的时候,需要根据低压侧电流进行,尽量不要和变压器低压侧额定电流相差得比较多,若是相差太多,会降低断路器本身的防护功能。
3.2 选择分路开关
一般情况下,分路开关都会选择塑壳断路器,并且选择路数以及电流值的时候,需要考虑到用户的实际需要,一般情况下,分路出线有4~6路,电流在200~400 A之间。由于负载不同,所以分路开关的类型也各不相同,在进行选择的时候,必须注意到实际需要[6]。
3.3 低压系统无功补偿设计
由于感性电器设备的种类和数量不断增加,这也直接导致了其功率因数出现了降低,导致了变压器工作效率的下降,所以,对于组合变压器应该对其进行无功补偿,切实提高其功率因数,从而提高其工作效率。组合变压器的无功补偿手法往往是选择集中就地补偿的方法。一般会补充变压器容量的10%~30%,若是小于15 KVA,那么补偿的时候会一次性地进行全容量投切,若是超过了这个数值,那么则选择全自动分段投切的方式[7]。全自动分段投切无功补偿根据触点投切可以分成无触点以及有触点两种。有触点指的是通过接触器来对电容投切进行控制,在进行电容投切的时候,需要根据功率因素大小来进行确定,因为接触器本身的吸和频率比较高。
4 结语
在进行组合式变压器设置的时候,必须全面地考虑到其运行过程中的各个细节,并且还应该根据其实际工作条件选择科学的方法来进行设计。只有这样,才能够确保设计出来的组合变压器真正符合实际的需要,提高其运行的效率,全面发挥其作用。
参考文献
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变压器故障诊断技术研究 第4篇
随着国民经济的快速发展, 各行各业对电力的需求不断增加, 促使我国电力系统向大容量、超高压和自动化的方向发展。变压器作为电力系统中的关键设备, 担负着电压的转换、电能的分配及传输, 因此它的运行影响着电力系统的可靠、稳定。电力变压器发生故障的原因和类型很复杂, 再加上电力变压器绝缘老化的渐进性给变压器的故障诊断带来很大的挑战。因此有必须对变压器进行故障诊断研究, 准确而及时地检测出变压器的早期潜伏性故障, 然后制定出合理的检测维修计划, 从而提高变压器的可靠性。
变压器故障诊断是指在变压器没有发生故障之前, 对变压器的运行状态进行预报和预测。在变压器发生故障后, 对故障的部位、原因、程度和类型等做出判断, 并制定维修方案。变压器的故障诊断可按两个步骤进行:判断有无故障和判断变压器的故障类型。
1 变压器故障诊断的传统方法
根据变压器故障诊断技术的发展历程, 变压器故障诊断的方法又分为传统方法和智能方法。传统方法主要有:特征气体判别法、变压器预防性电气试验, 现分别介绍:
1) 特征气体判别法。特征气体法现在已经成为判断变压器故障类型的重要方法, 当变压器产生故障时会产生和某种故障相关的气体, 例如CH4、CZH6、COZ、CO、CZH4等, 这些气体会部分或全部溶解在油中, 然后可根据变压器油中气体的类型和含量来判断故障的类型。该方法具有直观、方便和针对性强的特点, 主要用于发现变压器的早期潜伏性故障;2) 变压器预防性电气试验。预防性试验可以发现运行中设备的隐患, 预防事故的发生或设备的损坏, 该方法是保证电力系统安全运行的有效手段之一, 是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节。预防性试验主要包括对设备进行检查、取气样或油样, 实验项目主要包括油中溶解气体的色谱分析、绕组绝缘电阻及吸收比、绕组直流电阻检测、绝缘油检测、铁芯绝缘电阻检测和交流耐压检测等。
2 变压器故障诊断的智能方法
随着人工智能及计算机技术的发展和应用, 变压器故障诊断技术己进入了智能化阶段。智能故障诊断以人类思维的信息加工和认识过程为推理基础, 通过获取诊断信息及诊断方法, 模拟人类专家, 以灵活的诊断策略对变压器的运行状态和故障做出正确判断和决策。该方法主要体现在诊断过程中人工智能和领域专家知识的运用上。目前变压器智能诊断方法主要有神经网络、支持向量机、模糊理论、专家系统和遗传算法等。
当变压器发生故障时, 变压器故障类型和故障所产生的特征气体之间的映射是一个非线性映射, 二者的对应关系无法用精确的数学模型进行描述, 而人工神经网络具有非线性映射、并行处理、学习和记忆、鲁棒性和自适应能力强等特点, 因此人工神经网络能够广泛应用于变压器故障诊断中。为了准确诊断变压器的故障类型, 本文使用的是基于L-M算法的BP神经网络诊断方法。
2.1 基于L-M算法的BP神经网络介绍
L-M算法是传统BP算法的改进算法, 在标准的BP算法中, 学习速率是一个定常数, 然而在实际应用中, 很难确定一个从始至终都合适的最佳学习速率。因此在实际应用中一般先设定初始学习速率, 若经过一批次权值调整后使系统的总误差增加, 则本次调整无效。
输入输出间的映射关系越复杂, 样本中蕴含的噪声就越大, 为保证诊断的精确性, 本文选择正常、低能放电、电弧放电、中温过热、高温过热等共25组数据作为训练样本。由于网络的输入数据通常具有不同的物理意义, 在训练时会导致所起的作用不同, 因此需要对输入数据进行归一化, 本文将网络的输入、输出数据限定在[0, l]区间内。
2.2 基于L-M算法的BP神经网络的诊断实现
1) 输入层设计。输入层神经元数为5, 分别对应着输入样本中低能放电、电弧放电、正常、中温过热、高温过热, 即C2H2、C2H6、H2、CH4、C2H4所对应的特征气体浓度值;2) 隐含层设计。在BP网络中, 隐含层节点数的设计对网络的性能有很大的影响, 它的选择是一个非常复杂的问题, 通常靠经验和试验来确定隐含层节点数, 针对同一样本集, 从中选择最小误差所对对应的节点数为最佳隐含层节点数。在保证网络性能的基础上, 为了减小网络的复杂性和规模, 本文将隐含层数设为1, 隐含层节点数设为11;3) 输出层设计。由于变压器的典型故障有5种, 因此输出层节点数为5。0~l之间的数表示故障发生的概率和严重程度。例如:O表示无此类故障, 1表示此类故障发生的概率和严重程度最大。即低能放电表示为 (0, 0, 0, l, 0) , 电弧放电表示为 (0, 0, 0, 0, l) , 正常状态表示为 (l, 0, 0, 0, 0) , 中温过热表示为 (0, 1, 0, 0, 0) , 高温过热表示为 (0, 0, l, 0, 0) ;4) 训练算法的选择。训练算法对网络的性能有着重要的影响, 比如网络的推广能力、收敛速度等。本文采用L-M算法进行仿真, 从仿真结果可以看出经过27次的训练, 误差达到了0.00015014, 该算法具有梯度下降法的全局特性和牛顿法的局部收敛性, 它利用了近似的二阶导数信息, 收敛速度较快;5) 性能测试。为了检验网络是否具有良好的泛化能力, 需要用到测试样本。本文选用另外收集到的18组数据作为测试样本。从诊断结果得出该神经网络诊断方法的正确率为75.2%。通过实例测试, 本文所提方法能够较好地对变压器的故障进行分类。
3 结论
由于神经网络在非线性逼近方面的能力突出, 因此, 该方法在变压器故障诊断领域得到了普遍的应用。但是由于初始权值存在随机性, 神经网络的仿真结果存在差异性, 这说明神经网络存在容易陷入局部极小的问题。为了使方法在变压器的故障诊断中能取得更好的效果, 今后还需要结合其它算法对神经网络进行进一步优化。
(下转第10页) 级媒体, 要多报道农民关心的新政策、新法规、新技术, 对农民有帮助的致富信息和致富典型, 倡导科学文明的生活方式。农民是相对的弱势群体, 还要利用我们媒体的力量, 多为农民说点话, 维护农民的合法权益。
双辽电视台《关注双辽》栏目特别开通了《慧眼看三农》版块, 向农民群众传播农业种植、养殖技术, 先进的农业科技知识以及各种惠农政策。让农民观众在第一时间了解到最先进的农来科学技术, 应用于农业生产。同时针对一个时期农民关注的普通问题, 邀请专家进行现场讲座、现场答疑的方式, 与农民面对面的接触, 传递科技知识。让农民掌握了更多的实用技术。
如双辽在2010年发生洪涝灾害后, 对于农业遭受的严重损失, 双辽电视台连续播出了五期灾后重建的系列节目, 对于农作物如何毁种、补种以减少损失。通过节目告诉农民农业损失副业补, 根据市场行情选择养殖畜牧业的品种, 发展劳务经济, 通过去外地打工的方式来弥补农业的损失。通过宣传稳定了农民的情绪, 使他们能够在市委、市政府的领导下积极抗灾自救, 对未来的生活也充满了信心, 抗灾自救也取得了一定的成效。
4 立足本土资源, 打造精品栏目
立足本土资源、打造精品栏目是县级电视台参与媒体竞争的核心, 立足区域性新闻资讯的本土化。地方新闻资讯是老百姓了解当地经济、社会、文化等方面的一个窗口, 关系到他们的切身利益。所以, 县级电视台应建立以新闻立台的办台理念。让新闻更加贴近生活、贴近实际, 与百姓的生活工作相关联, 这样百姓才能爱看, 把手中的摇控器锁定在本地的电视台。
同时县级电视台还应该开办热线回声类的栏目, 百姓身边发生的新鲜事、突发事都可以打电话, 寻求帮助解决和报道, 这样, 栏目才能与观众越走越近, 栏目才能有永久的生命力。双辽电视台开办的《热线回声》栏目深受观众喜爱, 开办一年来, 共收到观众热线电话400多个, 大多是群众身边发生的新鲜事、感人事, 还有农民的一些土地纠纷的事, 承包合同、林地所有权等一些问题, 接到群众的热线后, 电视台栏目记者联系有关部门到现场进行采访报道, 有些问题当场得到了解决。栏目也收到了10多面群众送来的锦旗, 可见, 在百姓的心里, 他们希望看到这样的节目。
媒体对每个舆论监督类的新闻事件都能做好跟踪报道, 事事
(上接第19页) 有回音、有结果的话, 媒体在当地公众中的形象自然不言而喻。百姓遇到什么新鲜事、烦心事、高兴事、突发事自然第一时间会拨通栏目的热线电话, 民生新闻就不愁没有好选题, 这是一个良性循环。
5 县级台要注意培养自己的新闻栏目主持人
电视民生新闻要多在播报方式上进行创新, 不要沿用以前照稿念读的传统模式, 要采用个性化很强的“说新闻”方式, 甚至可以用方言进行播报, 这种原汁原味的百姓语言听起来既省事又亲切。所以县级电视台要注意培养自己的主持人, 不要一味的模仿省台和中央台的播报方式, 要形成自己的独特风格, 给电视机前的观众带来全新的感受。
方言播音是很多民生新闻的特色之一。民生新闻节目主持人在节目中, 将传统新闻中官方色彩十分浓厚的语言替代为平民百姓所熟悉的词句, 其语言是介于群众口语和播报语言之间, 彰显了民生新闻主持人平民化的主持风格。节目主持风格可以结合地方色彩以快板的形式唱新闻, 也可以穿唐装执折扇站着说新闻, 这样的形式增添了不少的生趣。在节目的编排上, 民生新闻要突破常规性新闻节目的固定模式, 大胆吸收各种文艺样式, 如快板、曲艺、顺口溜、漫画、歌曲、影视片断等形式, 在节目需要的时候恰到好处地穿插进去, 渲染气氛, 增加情感, 使人物形象更加饱满, 使节目变得更加有声有色。
综上所述, 笔者认为, 县级电视台不要轻谈与中央台、省级台竞争, 必须毫不动摇的坚持“新闻立台”的原则, 发挥自身优势, 凸显地方特色, 立足“百公里信息圈和百公里文化圈”, “做大台不做的事, 做大台做不了的事”, 在对强势媒体民生新闻节目的创造性模仿中, 找到自己的灵感, 加上本土化的元素, 努力打造自己的核心竞争力。
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变压器在线监测技术的论文 第5篇
【关键词】变压器;电力系统;在线监测
变压器是利用电磁感应原理来改变电力电压的装置,随着我国经济发展对能源需求的逐渐加剧,变压器作为保证电力能够安全输送到用电客户的重要设备,保证其平稳运行受到相关领域的普遍关注。物联网时代的到来给变压器在线监测带来了很多新技术,这些技术在变压器监测领域的运用有效的保证了用电客户的用电安全,满足了我国社会和经济发展中对能源的需求。
一、变压器在线监测原理
1、局部放电监测
由于变压器的使用环境和设备原因,局部放电现象会给变压器的绝缘带来不同程度的影响,甚至会击穿绝缘介质从而导致设备故障甚至威胁人员安全。变压器在运行中长期处于工作电压的作用下,随着电压等级的提高,其绝缘体受到的电场强度也不同,由于变压器各部件的绝缘层薄厚不同,因此很容易在绝缘薄弱处发生放电现象。由于变压器是电磁感应设备,因此在变压器放电过程中会产生一定的机械脉冲,在正常情况下这种脉冲波由于能量很小是不容易被人发现的,但通过压电转换器我们能将脉冲波转换为电压信号,从而实现对变压器的局部放电监测。
2、油中溶解气体监测
由于变压器在电磁感应变压过程中会产生热量,为了保证设备的安全运行我们就必须对运行中的变压器进行降温。变压器油正是起到了变压器散热冷却的.作用,不仅如此,变压器油还能起到防止电晕和电弧放电现象的产生。变压器油是石油的一种分馏产物,它的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。当变压器出现故障时,变压器油会在热和电的双重作用下被分解,从而产生氢气、一氧化碳、甲烷和乙烯等气体,我们通过利用气象色谱技术分析变压器油中这些气体的类别和浓度变化就能够判断出变压器的潜在安全隐患,从而实现变压器在线监测和故障分析的目的。
3、介质损耗及泄露电流监测
变压器的介质损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗两个部分,当磁滞损耗现象发生时,由于铁芯内存在“磁滞回线”因此感应电动势和磁化电流间的相位差就发生了变化,从而使变压器损耗加大。涡流损耗通磁滞损耗相同,等效与在变压器上并联一个有功的电流成分,从而增大介质的损耗量。现阶段的介质损耗检测主要有直接测量相位角、谐波分析和相对介质损耗这三种方法。泄露电流主要是由于变压器铁芯和夹件绝缘不良或者出现多点接地时发生的,泄露电流不但会影响变电器的散热效果,还可能会导致绕组烧毁。当前普遍运用的变压器电流监测法有全电流和阻性电流两种方法。
4、SF6气体监测
SF6是法国化学家Moissan和Lebeau于19合成的人造惰性气体,由于其良好的电气绝缘性能及优越的灭弧性能被普遍应用于变压器的绝缘中。一旦变压器发生内部故障会导致SF6气体泄漏,我们通过对变压器的SF6气体监测能够及时发现变压器是否发生故障,并及时对故障变压器进行检修和维护。
5、红外线测温监测
无故障的变压器在正常运行时其向外界散发的热量是规律的,一旦变压器出现了故障,会导致变压器向外部散发热量出现变化,我们通过利用红外线技术监测变压器的温度变化,就能够实现变压器的监测。利用红外线变压器监测,可以实现24小时不间断监测,并将数据上传给远程服务器,实现变压器的远程监测。
二、变压器在线监测技术的运用
1、气象色谱在线监测技术的运用
由于变压器中气体是以多种气体混合存在的,因此我们在进行气体监测时会根据需要及变压器特点选择单组份或多组分气体的在线监测方法。氢气是变压器出现故障时最容易产生的气体,对单组份气体监测主要是监测混合气体中的氢气,我们可以利用把栅极场效应管、催化燃烧型传感器以及电化学氢气传感器实现对氢气的在线监测。而多组分气体的在线监测则经常使用热导式传感器、氢焰离子化传感器以及半导传感器等。
2、红外在线监测技术的运用
红外线是物体在释放热能过程中伴生的一种辐射波,波长范围在0.76~100μm。红外在线监测技术通过利用红外探测器将物体辐射信号转化为电信号,从而根据红外线的功率强度判断变压器内部的热量分布情况。红外线在线监测系统更可以将红外信号还原成热像图来模拟反映变压器内外结构中各部分的热量特点,从而实现对变压器工作温度的在线监控。
通过红外技术和计算机网络技术的综合运用,变压器红外线监测技术能够实现变压器工作的24h实时监测。有着响应速度快、测量范围宽和测量结果直观形象的特点。作为可以实现远程变压器监测的先进监测技术手段,红外线监测法被广泛应用于电力系统的设备监测工作中,并保障了电力系统平稳、安全运营。
3、变压器微水在线监测技术
过去,变压器油微水检测通常采用对变压器油采样,在实验室使用色谱分析法、卡尔?费休试剂法或库仑法对样品进行检测。但这种方法却没有实时监控的能力,只能采用“定期换油”的方式来预防事故的发生,造成了大量的人力、物力和财力的浪费。
目前,在线监测正成为变压器油中微水测量的发展趋势。变压器微水在线监测技术主要有传感器、数据采集系统及数据处理系统组成。传感器多用的是电容传感器,将传感器接受到的信息传送给数据采集系统后,利用电磁谐振技术实现微水量的测量,最后通过数据处理设备进行数据分析。目前我国变压器微水在线监测系统还会运用到温度传感器,以测量干燥环境温度补充温度对纸板介电特性和物力特性的影响,从而消除在检测时测量环境对为水量测量结果的误差,更好的反映出绝缘纸板中的水分含量,以实现变压器监测的准确性。
4、变压器油温在线监测技术
变压器油温过热是影响变压器运行稳定性和使用寿命的重要因素,因此对变压器进行运行中的油温监测对变压器的故障检测和排除十分有效。但由于变压器内部零件复杂,油温测量麻烦,油温监测方法一直处于被忽视的位置。随着科技的发展和物联网技术在电力系统中的应用,变压器的油温监测再一次被国际大电网会议提上了议程,并将其列为变压器在线监测的重点监测手段进行推广和研究。
在传统的变压器油温检测中,通常使用的是间接模拟测量的方法,随着科技和计算机物联网技术的发展,现如今的变压器油温监测系统则是由前端数据采集系统、通信系统、转接器部分、控制电力部分等硬件结合计算机模拟分析软件实现的。虽然现行的变压器油温监测系统不能为变压器能否安全运营提供有效数据,但用户却可以通过变压器油温监测系统的应用对运行中的变压器运行情况做到心中有数,从而保证变压器运营的效率和稳定性。
参考文献:
变压器的常见故障及在线监测技术 第6篇
【关键词】电力变压器;故障;诊断;在线监测
0.引言
变压器是输配电系统的核心,处于一个十分重要的位置,为各行各业提供动力的来源,是企业中最重要的关键设备之一,为企业的用电设备提供能量的支持,为国民经济的发展起到了十分重要的作用,企业变电所中的变压器都是直接为用电设备供电的配电变压器,保证企业用电设备的能量供应,一旦变压器发生故障,则会导致用电设备在无动力支持下停止运转,给企业带来巨大的经济损失,甚至人员的伤亡。
1.常见故障及其诊断措施
1.1 变压器渗油
变压器渗漏油是较为常见的故障之一,渗漏油过程中加大了油量的消耗,给企业增加了经济损失,渗漏油时还会给周围的环境造成污染,给变压器的正常运行埋下隐患,严重时可能会导致变压器停运甚至损坏,给企业带来严重的损失,因此,对于变压器渗漏油的故障要予以重视。
油箱焊缝渗油。针对油箱的不同渗漏点采取不同的方法进行焊接补漏,平面可以直接焊接,拐角或是加强筋连接处可以采用炙手可热进行补焊。
高压套管升高座或进人孔法兰渗油。针对于这些部位的渗漏油情况,可施胶进行封诸,一般情况下可以起到很好的防渗漏的效果。
低压侧套管渗漏。这种情况是由于引线偏短引起的,可以加长引线的长度,或是加密封胶、抽象铜质压帽等办法来进行防渗漏。
防爆管渗油。防爆管在变压器运行过程中容易受到振动破裂,如果不能对破裂的玻璃膜进行及时的更换,则会导致绝缘层受潮,影响变压器的绝缘水平,直接威胁到变压器的安全,因此应该把防爆管换成压力释放阀。
1.2 铁心多点接地
变压器的铁心发生多点接地故障时,会直接影响到铁心的正常运行,如果不能及时的进行处理,会导致变压器烧毁,因此当变压器发生两点及两点以上接地故障时,要及时进行处理。
直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线,在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击,冲击3~5次,常能烧掉铁心的多余接地点,起到很好的消除铁心多点接地的效果。
开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的,应将定位销翻转过来或除掉。
夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者,应按绝缘规范要求,更换一定厚度的新纸板。
因夹件肢板距铁心太近,使翘起的叠片与其相碰,则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片,使两者间距离符合绝缘间隙标准。
清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质,清除油箱各部的油泥,有条件则对变压器油进行真空干燥处理,清除水分。
1.3 接头过热
载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分,接头连接不好,将引起发热甚至烧断,严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此,接头过热问题一定要及时解决。
铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的,在屋外和潮湿的场所中,不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分,即电解液时,在电耦的作用下,会产生电解反应,铝被强烈电腐蚀。结果,触头很快遭到破坏,以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象,在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时,采用一头为铝,另一头为铜的特殊过渡触头。
普通连接。在变压器上普通连接很多,这些部位都是出现过热现象的重点部位,因此在这些普通连接处,要注意连接面的清洁,无毛刺、无杂质,有条件的情况下可以涂上导电膏以保证其连接点的接触良好。
油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管,先拆开将军帽,若将军帽、引线接头丝扣有烧损,应用牙攻进行修理,确保丝扣配合良好,然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片,重新安装将军帽,使将军帽在拧紧情况下,正好可以固定在套管顶部法兰上。
1.4 短路损坏和绝缘变乱
变压器在运行中蒙受的各种短路变乱,如单相对地、两相间或两相对地、三相之间的短路,其中以出口处短路最为严重。变压器的绝缘损坏变乱约占总变乱的70%~80%,有受机械力或过热导致绝缘损坏,也有出厂时绝缘强度达不到要求或者绝缘受到了损害使强度降低不能满足承受能力的要求。主要由变压器进水受潮和雷击所导致。
2.变压器在线监测技术
变压器在线监测的目的,就是通过对变压器特征信号的采集和分析,判别出变压器的状态,以期检测出变压器的初期故障,并监测故障状态的发展趋势。目前,电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一,提出了很多不同的方法。
油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体,因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比,就可达到对变压器绝缘诊断的目的。
局部放电在线监测技术。根据变压器在运行过程中局部场强的变化所产生的放电来对故障进行判断及分析,局部放电水平及增长速率的变化,可以指示出变压器内部正在发生的变化。
振动分析法。主要是通过变压器在运行过程中的振动信号的变化来分析故障存在,这种方法运用较为普遍,已成为对变压器状态监测的主要分析法。
红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号,经放大处理,转换成标准视频信号,然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热,铁芯多点接地也会引起铁芯过热。
频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变,而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。
3.结语
随着经济的快速增长,工农业在经济的带动下有了较大的发展,特别是企业的发展进程有了较明显的提高,变压器在企业当中的作用越来越重要,因此,企业应深入的研究变压器的故障诊断及在线监测技术,从而提高变压器运行中的稳定性,为企业的安全生产提供能源的支持。
【参考文献】
[1]高嵩,谢志梅,黎亮明.变压器常见故障及其在线检测技术的探讨.价值工程,2012,(34).
[2]刘恒.电厂变压器常见故障诊断及在线监测技术.中国新技术新产品,2010,(15).
[3]张永记,陈德兴,池善活,郑国顺.变压器局部放电在线监测和故障诊断.重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集.2010.
电力变压器降低噪音技术 第7篇
一、电力变压器噪音产生的原因分析
1、由电压因素产生的噪音
在电力变压器运行的过程中, 如果接收的电压过高, 则会使电力变压器产生一定的过励磁现象。过励磁现象会造成变压器在工作过程中产生超出正常分贝的声音, 而且这种声音还比较尖锐, 会对周边的环境产生一定的影响。在对噪音产生原因进行一定的判断时, 应该对变压器在低压方面输出的电压进行一定观察, 使用没有误差的万用表进行相关的测量。需要注意的是, 对于低压柜中电压表所指示的数字, 不能用作判断的标准。因为这种电压表在使用过程中只能起到一定的指示作用。
2、变压器中风机和外壳等零部件产生的共振
在变压器的结构上, 除了核心的设备外, 还装有风机、外壳等一些降温及安全装备。由于电力变压器在工作会经过很大的电流, 这些复杂的结构在电力变压器工作过程中会出现不同程度的振动, 这些振动的产生往往会给变压器本身造成一定的影响, 从而产生一定的程度的噪音污染。在进行噪音判断时, 可以用手对变压器的外壳进行一定的按压, 如果产生的声音有一定程度的变化, 那么就说明外壳的共振导致了噪音的产生。还可以用干燥的木棒对风机进行一定的测试, 如果噪音产生一定的变化, 那么就说明风机也产生了一定的噪音。其他零部件的噪音测试同样可以效仿风机的测试办法来确定其是否存在振动。
3、安装问题以及安装环境带来的影响
在电力变压器的安装过程中, 如果没有按照相应的安装规程来进行安装, 同样可能会引起变压器的噪音, 并加剧变压器的振动。如果在安装的时没有注意考察周围的环境, 也会加剧电力变压器的噪声污染。例如, 周围有一定的高层建筑物, 可能会造成一定的回声效应。早进行噪音的判断时, 要注意检查变压器的基础部分, 如果基础部分出现不牢固的情况, 就会产生一定的噪音。对变压器周围环境的检查过程中, 要注意变压器室周围的建筑物。建筑的墙面会产生一定的反射噪音的效果。
4、变压器内部零件的共振
在变压器内部的工作中, 往往会出现一定的零件共振, 产生一些噪音。这些零件处于变压器的核心工作区域, 一般来说往往难以避免。例如, 在变压器内部硅钢片的接缝处, 如果产生一定的漏磁现象, 则会产生一定的电磁吸引力。判断的方法就是考察变压器噪音中是否夹杂着其他不同的噪音, 而且噪音的变化呈波浪式发展。还有一些噪音的产生是因为变压器内部线圈产生了一定的共振, 变压器的工作机理决定了其线圈在工作时会经过一定的电流。如果在这些内部电流中产生一定的漏磁, 那么也会产生一定形式的振动。具体的判断方法是, 考察变压器产生的噪音是否有一定的低沉的声音。而且这种低沉的声音往往在变压器达到一定的负荷时才会出现。
二、降低电力变压器噪声的方法
1、针对电压问题的噪音降低技术
在目前的城市用电中, 如果电压超过10KV, 那么往往会造成电压的偏高。偏高的电压应该从低压端的输出电压来确定, 如果确定电压偏高, 则应该将控制电压的设备调到合适的档位。在保证输出端的低电压的情况下, 将分接档的高压部分尽量的向高处调。这样就可以改善电力变压器由于过励磁而产生的现象, 同时对电力变压器的噪音进行了一定的降低。
2、风机及外壳等零件的噪音消除技术
风机及外壳等零部件在工作过程中常常会出现一定的振动干扰, 造成一些不必要的噪音。针对这种情况, 我们在判断是由风机或外壳产生的噪音后, 应首先检查相关的铝板是否有一定的松动, 做好外壳铝板的固定, 将振动的部分进行校正, 就可以有效的减少外壳的振动。对于风机来说, 需要对其进行螺栓方面的紧固, 或者在螺栓处垫上一块橡胶或皮质物, 可以有效的解决风机引起的振动。对其变压器其他的零件部位, 同样可以检查其零部件是否存在松动, 如果产生松动则需要进行一定的加固。
3、安装因素导致的噪音的降低
安装过程中在一些细节方面出现疏忽, 往往也会造成变压器产生一定的噪音。这是, 应该采取一定的措施, 使安装单位重新对变压的细节进行一定的改善, 必要时可以重新进行安装。存在一些由于不同部分振动导致的噪音时, 可以在两个部分的交接处垫上特制的防震脚垫, 就可以有效的解决安装过程中的噪音。而对待安装环境产生的噪音时, 可以根据空间特征建立一些消音墙体, 并在变压器的内部加装一定的特制的消音材料, 可以适当的改善由环境因素带来的噪音。
4、变压器内部零件噪音的降低
在变压器的内部, 往往会因为变压器内部特殊的工作机理而导致一定的噪音污染。这时, 应该确定其实由硅钢片接缝处产生的噪音还是由变压器线圈处产生的噪音。如果是由硅钢片漏磁导致的噪音, 应该对其上的螺丝进行一定的加固。加固时要综合愚弄两头螺丝、穿心螺丝以及垫块压钉等多种加固方式, 还可以继续利用防震胶垫进行相关的振动的消除。如果是由变压器线圈导致的噪音, 可以对线圈进行一定的加固, 使其紧密缠绕。这样在一定程度也减少了线圈产生的振动。还可以对其上的螺丝进行一定整理, 也可以达到一定的效果。
参考文献
[1]孙晓阳.电力变压器噪声分析与有源降噪研究.[D]山东大学, 2014
变压器技术 第8篇
同样因为变压器为感性设备的原故, 将变压器退出运行时有可能出现操作过电压。当电力系统中性点的运行方式为不接地或经消弧线圈接地时, 过电压幅值可达4~5倍相电压;若系统中性点的运行方式为直接接地时, 过电压幅值可达3倍相电压。由于变压器的投退操作是运行中必然实施的, 那么操作过程中出现的操作过电压及暂态过电流都将是变压器必须面对的考验。这些现象都是在变压器投退过程中可能出现的问题, 因而可以通过控制变压器的断路器进行反复拉、合闸操作, 即变压器额定电压下的冲击合闸试验来检验变压器。试验中所出现的现象除了能够反映变压器本身的质量以外, 还与变压器的安装、检修质量以及变压器一、二次系统的配合等情况直接相关, 因此是一项在变压器安装完毕或检修工作结束以后, 由电气试验人员实施、被安装检修部门关注、由运行人员配合完成的全电压作用下的试验项目。
1 试验的意义
变压器冲击合闸试验的主要目的在于解决以下问题:
(1) 考核变压器的机械强度即抗电动力水平。由于变压器合闸时产生的励磁涌流很大, 在大电流建立的强磁场作用下, 绕组与绕组之间、匝与匝之间将可能产生很大的电动力, 当变压器机械强度达不到要求时将造成绕组变形。如果变压器不能承受励磁涌流作用下的电动力, 也就更加无法承受短路时由短路电流所形成的强烈电动力冲击。本试验在操作过程中出现较大或最大励磁涌流的可能性比较大, 因而可以达到考核变压器机械强度的目的。
(2) 检查变压器差动保护是否会误动。变压器空载投入时首先接通电源的一侧可能产生很大的励磁涌流, 而另一侧没有电流, 很容易使变压器的差动保护动作。虽然励磁涌流的数值可达额定电流的数倍, 但对于质量合格的变压器而言是不会造成破坏的, 一般经0.5~1s即可衰减到0.25~0.5倍额定电流, 但全部衰减完毕所需时间较长, 尤其是大型变压器。在励磁涌流衰减初期, 若保护的整定值设置不当, 往往造成差动保护误动, 只要一给变压器合闸通电, 就引起保护动作、断路器跳闸令变压器不能正常投入运行。因此, 通过变压器空载冲击合闸试验, 可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查, 并作出保护可否投入的评价和结论, 为保护整定值的设定与调整提供了实践操作的依据, 使继电保护装置能够在变压器空载投入时避开励磁涌流。
(3) 检查变压器及其回路的绝缘强度。由于在对变压器进行投退操作时, 有可能产生操作过电压。若变压器及其回路有绝缘缺陷, 则会被操作过电压击穿而显露出来, 从而检验变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压。
2 试验的方法
按照规程规定:变压器冲击合闸试验状态与变压器空载投退的情形是一样的, 因此试验应从变压器电源侧施压进行。由于使用的大部分是降压变压器, 电源侧即是高压侧, 故可以认为冲击合闸试验是在高压侧进行的。若被试品为发电厂的升压变压器, 电源侧为低压侧, 则应从低压侧施压冲击。试验前应使变压器与发电机可靠断开, 如为三绕组变压器, 或发电机端设有厂用变压器, 一般应将变压器中压侧或机端厂用变同时断开。发电机与主变压器采用直接连接方式时, 一般可不进行变压器冲击合闸试验。
做变压器冲击合闸试验时应将变压器的继电保护装置及冷却系统的控制、保护及信号装置投入运行, 一方面可以对试验中变压器出现的危险情况加以保护, 另一方面, 也是为了检查保护装置与变压器的配合情况。
对于中性点接地的电力系统, 试验前必须投入主变压器中性点接地开关, 以降低操作过电压对变压器绝缘的威胁。
在额定电压下对变压器进行冲击合闸试验的冲击试验次数要求为:新投入运行的变压器及全部更换绕组的变压器, 应连续冲击5次, 配电变压器因无差动保护, 通常冲击试验只做3次;大修后投入运行的变压器, 应连续冲击3次。由于励磁涌流和操作过电压的大小与通电时电压的初相位、剩磁的大小等不确定因素直接相关, 不同时刻合闸所形成的电流、电压的幅值不同, 而通过3~5次的合闸操作, 每次操作有三相互差120°的电压作用, 这样就可以达到9~15相次的数值不同的合闸电流及操作电压, 提高了最大值出现的机率, 增强了试验结果的鉴定意义。当然, 考虑到冲击合闸试验带有一定的破坏性, 操作的次数也不宜过多, 3~5次的操作已能基本说明问题。
第一次冲击操作后要持续运行10min以上, 最好带电运行时间不少于30min, 以便有充裕的时间观察变压器是否存在异常现象。通常变压器如果存在绝缘缺陷的话, 在第一次合闸通电以后就会显露出来, 因此应特别加强此刻的检查, 操作前应派人到现场对变压器进行监视, 检查变压器有无异状, 发现异常情况时应立即停止操作, 同时检查主变压器差动保护及瓦斯保护的工作情况, 录制主变压器冲击合闸时的励磁涌流示波图。以后的每次合闸间隔时间不少于5min。
额定电压为110k V及以上、容量为15MVA及以上的变压器, 在冲击试验前、后应对变压器油作色谱分析。
为了确保变压器的绝缘状态良好, 避免在变压器冲击合闸试验中出现绝缘破损现象, 可在做冲击合闸试验之前先做局部放电试验, 局放试验合格以后再做冲击合闸试验。
3 试验过程分析与处理
变压器冲击合闸试验过程中主要检查两方面的现象:
(1) 变压器的状态检查。冲击试验中应注意观测冲击电流、空载电流、一次二次侧电压、变压器温度等数值情况, 并做好详细记录。检查变压器空载运行的声音是否正常, 正常时变压器发出均匀的电磁嗡嗡声。常见的声音异常有以下几种情况:声音比较大而均匀时, 可能是外加电压偏高所引起;声音较大而嘈杂, 可能是铁芯或金属附件松动所产生;有吱吱的放电声音, 可能是内部或套管表面发生闪络现象;有爆裂声响, 可能是变压器内部出现击穿现象。对于以上异常现象应严加注意, 并及时查出原因进行相应处理。
(2) 保护装置的检查。在冲击合闸的过程中, 应仔细检查继电保护装置的动作情况, 当合闸后出现了差动保护等电信号驱动的保护装置动作, 电流表的冲击指示值很大, 但气体继电器、压力释放阀和压力继电器没有动作, 或是气体继电器动作, 但里面无可燃性气体, 且压力释放阀和压力继电器没有动作, 则可以判断是继电保护装置的整定值需要调整。此时应根据冲击电流的大小并充分考虑保护装置的可靠性后, 调整继电保护装置的整定值, 然后再进行下一次冲击合闸试验, 必要时可适当增加冲击合闸的次数 (不宜对变压器连续多次合闸充电, 因在大电流的多次冲击下, 容易在其引起的电动力作用下逐渐造成绕组固定装置松动) 。如果继电保护装置仍然动作, 则应对变压器进行详细的检查与试验, 抽取变压器油样, 进行油中气体的色谱分析, 以判断变压器是否存在内部故障, 从而决定是否继续进行冲击合闸试验, 以及保护整定值的调整。
4 试验的注意事项
变压器冲击合闸是在变压器额定电压下进行的, 因此试验前应对变压器进行送电前的全面检查:确认各种试验单据齐全, 数据真实可靠;变压器一次、二次引线相位、相色正确;接地线等压接接触截面符合设计和国家现行规范规定;变压器应清理擦拭干净, 顶盖上无遗留杂物, 本体及附件无缺损。所有紧固件、连接件安装牢固, 无渗油;通风设施、事故排油设施、消防设施齐备, 工作正常;油浸变压器的油系统油门应拉开, 油门指示正确, 油位正常;变压器的分接头位置处于正常电压档位;保护装置整定值符合规定要求, 操作及联动试验正常。上述检验合格后, 且经质量监督部门进行检查合格后, 方可进行变压器合闸操作。
关于合闸电源的选择:
(1) 冲击合闸试验宜在高压侧进行。在高压侧合闸所产生的励磁涌流及操作过电压均比在低压侧操作时所产生的数值要小, 对变压器产生的破坏力相对要小一些。
(2) 试验时如果有几个电源可供选择向变压器充电, 应选用小系统电源充电。小系统电源的等值阻抗相对较大, 出现励磁涌流时系统压降较大, 加于变压器的实际电压变小, 从而导致励磁涌流减小。而且小系统电源的等值阻抗中电阻成份较大, 能加快励磁涌流的衰减。
5 试验现象及案例分析
现象1:某110k V变电站主变为钟罩式变压器, 对其进行冲击合闸试验时, 在钟罩靠近底座附近的位置出现火花放电现象。分析火花产生的原因是变压器的钟罩外壳与底座及地网的连接不良所造成。由于变压器的外壳底座是接地的, 变压器的绕组与外壳之间充满了变压器油, 构成了两个导体中间加绝缘介质的“电容器”结构。在进行变压器冲击合闸试验时, 所产生的励磁涌流, 相当于向“电容器”的一个极板 (绕组) 以高压、大电流强充电。由于变压器为钟罩型式, “电容器”的另一个极板 (外壳) 是通过螺栓接地, 螺杆、螺母、螺孔、法兰盘等结构之间有油膜、气隙甚至油漆形成电阻, 加之电流过大, 造成储能电荷不能顺利对地泄流、均匀导通, 从而在钟罩与底盘之间产生电位差, 出现击穿放电的火花现象。且放电火花的大小, 与变压器合闸时产生的励磁涌流的大小相对应, 励磁涌流大, 则火花也大;励磁涌流小, 火花也小。这种火花一闪即逝, 对变压器不会造成危害, 可通过清洗法兰周边和紧固螺杆螺母垫圈上的变压器油及油漆, 均匀紧固所有螺丝, 将变压器外壳与地网进行可靠连接等一系列措施, 达到使变压器外壳接地导通顺畅, 放电条件良好的要求, 从而解决这一火花放电现象。
现象2:某厂110k V主变安装且前期调试合格后, 进行变压器冲击合闸试验, 通电后检查变压器B相无电压显示, 经故障查找发现变压器的B相绕组存在接地现象, 此前曾对变压器各部位的绝缘电阻进行测量, 数据完全合格。进一步检查测试发现该相绕组连同套管引线一起击穿接地, 对变压器解体后发现接地是由于B相套管引线与升高座接触所造成, B相套管引线在安装时配置过长, 且位置处理不当, 在冲击合闸时受到冲击电动力的作用发生位置偏移而接地。从此事故中可以看到制造、安装的细节处理对变压器运行安全的影响, 也反映出变压器合闸过程中所产生的强大电动力对变压器机械强度的要求。
6 结束语
冲击试验变压器技术参数设计 第9篇
关键词:冲击试验变压器,技术参数设计,动热稳定试验,冲击电流
0 引言
冲击试验变压器通常使用在高低压电器实验室作为开合短路电流以及动热稳定性试验等用途,由于要求的试验电流很大(几十至几百千安),大多是降压变压器,使用工况为承受短时(5 s)热稳定电流及动稳定电流(一般为0.3或0.5 s)。作为大容量试验电源,它具有短路阻抗小,输出短路容量大;动稳定性能好,耐冲击能力高;输出电压可调节的特点。
该类型的变压器为短时断续工作制,除满足要求的短路试验容量外,其工作制也是设计时应考虑的重要因素。例如,如何确定它的额定容量,才能达到性价比高,这是一个相互间矛盾的问题,通常是按长期额定参数来折算额定容量,允许短时过载数倍运行,但如何根据工作制的要求来合理确定相应的过载倍数,从而做到既能保证设备安全可靠运行,又能使其造价经济合理。
为了提出非标冲击试验变压器的订货技术条件,对中国电力科学研究院试验站要用的一台冲击变压器的技术参数设计进行了初步探讨和论证,提供参考。
1 设计原则及试验线路
1)设计原则
本变压器属于降压冲击试验变压器,其副边(低压侧)的短路电流很大,故要求它的短路阻抗UK尽可能小。其原边(高压侧)的阻抗分配按电源回路(含系统DB及调节电感L1)可调阻抗及本变压器(JB)的阻抗各占约1/2为宜。试品回路阻抗随产品结构而变化,一般为直流电阻的几倍,现按较大值1 mΩ估算。该设计就依据这个原则来进行参数计算。
2)型号及技术参数
该变压器型号为YCD-6000/10单相冲击变压器,技术参数:
额定工作电压10 k V;额定试验容量(带试品时)为25 MVA;标称容量为6 000 k VA。
3)动热稳定试验(单相)的试验线路
动热稳定试验(单相)的试验线路的接线原理图如图1所示。
DB短路变压器BD保护断路器L调节电抗器HK选相合闸开关GK隔离开关JB冲击变压器SP被试品
4)试验回路的参数计算
有关该试验回路的具体参数及相关计算结果详见表1所示。
注:(1)低压侧短路电流可调范围25~50 k A,电源回路调节电感L1的调节范围0.04~12.76 m H。(2)据实测10 k V级开关柜的工频感抗值XL是回路直流电阻的4~5倍,35 k V级开关柜及110 k V断路器的XL可达约1 mΩ。(3)DB按Δ/Δ接法的系统电感(两相)约为0.84 m H。
2 变压器额定容量的确定
额定容量主要是依据试验短路容量与短路时间的长短以及短路阻抗UK的大小来决定的。要求的短路试验容量PS=500 V50 k A=25 MVA,最长的短路时间为5 s,希望UK尽可能小。但考虑到UK对变压器的结构容量(尺寸、重量)有直接关系,故只要能满足试验要求,应选取一个合理的UK值,经分析认为取UK4%比较合适。在上述三个参数均确定后,再考虑到本变压器为短时(5 s)工作制,无需长期载压,一般空载带压时间不超过半小时,故温升不会高,允许过载数倍短时运行。现按过载4倍估算,则额定容量PN=25 000 k VA/4=6 250 k VA,选定6 000 k VA。论证如下:
(1)西安高压电器研究院动热稳定试验用的单相降压变压器,额定容量10 000 k VA,变比10 k V/500 V、10 k V/250 V、10 k V/125 V,可得低压侧短路电流(5 s):80,160,320 k A。在相同变比的条件下,折算到6 000 k VA时,可得48,96,192 k A。当原边电压由10 k V升为11 k V时,则副边电流相应增大1.1倍,可得53,106,211 k A。
(2)苏州安泰变压器有限公司生产的三相冲击降压变压器,PN=6 000 k VA时的三相短路容量P3S为48 MVA,因,而单相P1S=u I,即,故可认为确定PN=6 000 k VA时,可达到P1S=25 MVA的要求。
(3)具体的结构容量由制造厂选定,只要满足PS的要求,又造价合理就行。
3 冲击电流的计算和分析
1)在高压电网中,由于X>>R,,故冲击电流在0.01 s出现。
数学表达式:
式中:IAC0.01为0.01 s时IAC。I"AC为周期分量起始值。
非周期分量衰减时间常数。
冲击系数:
2)本试验站电源回路(含系统及线路)的cosφ≈0.053(即Tα≈60 ms),故对应的KY为1.84,则,可满足标准规定的2.5IAC的要求。
3)上述为不接入降压冲击变压器的工况,而根据厂家提供的常规冲击变压器产品技术参数,功率因数cosφ只能做到0.15~0.2,现按cosφ=0.15来进行计算,此时对应的KY=1.633,则。不满足标准对动稳定试验iy=2.5IAC的要求。故要求厂家一定要按非标产品来设计该变压器,做到cosφ0.1。
4)当cosφ达不到预期要求时,解决的办法有两个:(1)相应加大热稳定电流值,同时缩短相应的通流时间,保持I2t不变(t5 s),这样,动热稳定试验可合并进行。(2)动热稳定试验分开进行,动稳定试验直接在1#或3#试验间内,用三相关合线路(线电压11 k V)来做,通流时间0.3 s,采用HK选相合闸,BD开断的方式。而热稳定试验才用本降压冲击变压器。
4 变压器的绝缘水平
按户外使用考虑,对于绕组的耐压水平按一分钟工频耐压:
高压绕组42 k V,低压绕组6 k V。
对于引出线套管,其耐压水平应高于绕组一个电压等级。
5 实际设计技术参数的分析比较
1)变压器阻抗:UK=29.1%,其中UL=29%,Ur=2.375%。折合到二次侧(500 V时)的欧姆值为:ZK=2.91mΩ,其中工频感抗值ZL=2.9 mΩ,欧姆电阻值Zr=0.237 5 mΩ。
折合到二次侧(250 V时)的欧姆值为:ZK=0.727 5 mΩ,其中ZL=0.725 mΩ,Zr=0.059 4 mΩ。
由此可推算出变压器自身的短路功率因数:
故相对应的冲击系数KY≈1.77,则冲击电流,满足国标对动稳试验的要求。
2)电压调整率:
(1)cosφ=1时,电压调整率:6.58%。
即:二次侧500 k V时电压下降到467.1 V;
二次侧250 V时电压下降到233.55 V。
(2)cosφ=0时,电压调整率为:29.03%。
即:二次侧500 V时电压下降到354.86 V;
二次侧250 V时电压下降到177.43 V。
(3)预期热稳定电流Isw的估算。
考虑试品回路的工频感抗为1 mΩ,选用500 V挡时二次侧回路阻抗为2.91+1=3.91 mΩ,则:
当选用250 V挡时二次侧回路阻抗为0.73+1=1.73 mΩ,则:
以上计算均按试验容量为25 MVA额定值为基准来进行的。
6 结语
大型变压器安装调试技术分析 第10篇
在电厂的建设阶段,变压器是重要的设备之一。在安装就位的同时,由于变压器本身的体积较大,需要占用较大的安装空间。在对其外部尺寸进行校核的过程中,需要对其中心位置和进出线的方向进行确认。当满足设计要求之后,才能将其固定在安装基础上。在相关的安装规程中,对装在气体继电器上的变压器的安装工艺进行了详细规定,要求该类变压器顶盖沿气体继电器的气流方向向上抬升1%~1.5%,以保证油箱内部在产生气体后能向继电器方向流动,实现保护动作。在变压器安装就位后,如果无法安装,则需要采取一定的防潮措施。其通过压力为0.01~0.03 MPa,应对纯度为99.99%的氮气防潮,并对氮气进行定期的监视和记录。如果氮气的压力值小于0.01 MPa,则应重新补充使其恢复到0.01 MPa以上。
2变压器安装之前的检查工作
在开始安装变压器之前,需要对变压器的内外部质量进行检查,主要包括开箱前检查和开箱后检查。其中,在开箱之前,需要对变压器出厂的相关证件和资料、变压器的设计图纸、变压器的实体规格等进行检查;在开箱后,主要应对变压器的质量进行检查。需要注意的是,检查应在晴朗、干燥且无风的天气进行中,从而避免灰尘或湿气进入变压器内部。具体检查分为以下3步:①通过入孔门将油箱中的所有氮气充分排出,在通风环境下静置3 min,并由专业人员对油箱内部进行全面检查。②变压器器身不可在空气中长时间暴露,否则,会影响变压器的质量。因此,在器身检查过程中,需要严格地将检查的时间控制在16 h以内。在检查时,需要对所有检查工具进行妥善保管,从而为检查工作的开展创造良好的环境。变压器器身检查主要是对变压器的规格、变形、螺栓的紧固程度、贴芯、夹件等进行检查。③在完成检查工作后,需要进行简单的试验,从而保证变压器的性能满足基本要求。试验内容主要包括检测铁芯绝缘能力以及绕组电压等,检测的结果误差应该控制在0.5%以内。
3变压器的安装
在安装大型变压器的过程中,除了需要固定器身之外,对本体附件安装质量的控制也是非常重要的。变压器附件的安装中,主要应检查安装环境、密封处理情况、冷却装置、储油柜、升高座、套管、气体继电器等。在安装这些配件时,需要详细查阅变压器的设计图纸和相关技术规程,并严格按照其要求和规定的工艺步骤安装;要对变压器的基础导轨进行水平校核,如果出现倾斜的情况,则需要通过千斤顶调整,避免因变压器基础导轨倾斜而影响气体继电器的正常工作;在固定安装变压器滚轮时,不能采用焊死的方式安装,而需要通过可拆卸的制动装置进行固定安装,以方便后续对滚轮的维护和拆换;在安装变压器高低压母线室时,应避免套管随螺栓转动;需要将变压器外壳接地,且接地材料需要根据环境的要求合理选择,避免潮湿环境下接地材料锈蚀,进而影响接地效果;在安装变压器顶部附件的过程中,需要缓慢地安装,不能直接通过拉扯的方式安装,且需要通过梯子安装,不能直接踩踏变压器顶部;要做好各类工具零件的保管工作,避免其掉入变压器底部;在完成所有附件的安装工作之后,需要对变压器的附件进行检查和测量,并进行注油、热油循环、补油、密封检查、静置等多方面的操作;在确保安装正确后,进入调试运行阶段。
4变压器的调试运行
在变压器正式运行之前,需要进行调试工作,主要包括对线圈联通套管仪器的直流电阻和绝缘电阻的测量,检查分接头的变压比和试验油箱中的绝缘油。
在调试之前,需要对各种交接试验单据进行检查,确保其齐全和真实。接电线应具有良好的接触性,且变压器一、二次相位、相色应正确。此外,还应对变压器进行清理,确保变压器顶盖上没有任何杂物,未损坏本体和附件,且不存在渗油问题;通风设施的正确安装可保证变压器的正常工作,且应保持事故排油设施处于正常状态,消防设施齐备。
变压器在调试时没有任何负荷投入,拉开所有负荷侧的开关,进行3次全电压冲击试验,并对变压器的绝缘装置和保护装置进行检测。从高压侧投入第一次,控制受电后持续10 min以上并仔细检查;如果未发生问题,则进行第二次冲击,间隔控制在5 min;完成第三次冲击试验之后,保持24 h空载运行。
在变压器空载运行的过程中,可通过辨音的方法检查。通常情况下,如果变压器处于正常运行的状态,则会发出嗡嗡声。如果声音较大且均匀,则证明外加电压过大;如果声音嘈杂,则证明芯部不牢固;如果出现爆裂声,则证明芯部被击穿。在冲击试验中,相关人员需要对冲击电流和空载电流进行仔细观察和记录。
在空载冲击试验结束之后,空载运行24~28 h。如果未发现异常情况,则可以进行半负荷试运行。从变压器负荷侧投入到半负荷,对变压器各种保护装置以及测量装置的投入运行情况进行仔细观察,并检查和记录变压器的各种运行状态,包括温度变化、油位变化、负荷电流变化等。
5结束语
变压器的安装调试质量将会直接影响电力系统的运行状态,因此,人们需要高度重视该问题。在实际工作中,需要结合相关规定和要求进行大型变压器的安装调试工作,重视每一个环节,确保大型变压器的安装和调试的质量,从而保证电力系统的安全、可靠运行。
摘要:变压器是电力系统的重要组成部分之一,其安装调试工作的质量对保证电力系统的安全、稳定运行有非常重要的意义。如果变压器的安装调试出现了问题,则会在极大程度上影响电力系统的正常运行。在实际工作中,应严格按照相关施工顺序和工艺要求对变压器进行安装和调试运行,从而满足相关的标准和要求。对大型变压器的安装调试技术进行了讨论和分析,以期为相关工作提供一定的参考和借鉴。
关键词:大型变压器,电力系统,安装调试技术,氮气
参考文献
[1]李莉.大型电力变压器现场安装质量控制[J].中国新技术新产品,2015(11).
浅谈电力变压器常见故障及诊断技术 第11篇
【关键词】电力变压器;故障;诊断技术;分析
电力变压器是电力系统中的重要设备,其运行质量对电力系统的运行质量有直接影响。如果电力变压器在运行过程中出现运行故障,如设备漏油、接线错误等,这些故障一旦发生,电力系统的运行安全都会因此受到影响,降低整个系统的供电质量。因此强调,在电力变压器运行过程中,一定要做好对该设备的故障防治,切实避免故障发生。下面对电力变压器的故障、故障产生原因以及相应的诊断技术作详细论述。
一、电力变压器运行中的常见故障
结合以往电力变压器的运行实践来看,该设备在电网运行过程中常常会发生三类故障,分别为设备漏油、接线错误以及接头过热。这三类故障产生之后都会对设备本身质量以及整个电网的运行安全造成危害,给人们带来用电麻烦。详细如下。
1、变压器漏油
按漏油部位不同对变压器故障进行分类,认为变压器漏油故障的常见类型主要有四种,即油箱焊缝漏油、进入孔法兰漏油、低压侧套管漏油以及防爆管漏油。
1.1油箱焊缝漏油
平面接缝处渗油可以直接对其进行焊接处理,然而对于拐角及加强筋连接处渗油通常很难找到渗漏点,或是由于内应力的作用使得其在补焊后还会出现渗漏现象,对于该情况,在对其进行补焊时则需要加用铁板,在两面连接之间将铁板裁成纺锤状后再做补焊。
1.2高压套管升高座或进入孔法兰渗油
由于胶垫安装不合适使得该部位在运行过程中需要对法兰进行施胶密封。法兰之间缝隙要在密封前用堵漏胶将其堵好,直到堵漏胶完全固凝固后,方可将其中一个法兰紧固螺丝退出,然后再在螺丝孔拧入施胶枪嘴,最后通过高压在法兰间隙处注入密封胶,待各法兰螺丝帽均有胶挤出才算完成。
1.3低压侧套管渗漏
由于受母线拉伸和低压侧引线引出较短,螺纹上被胶珠压住,当拉伸受母线时,对母线可以按照规定用伸缩节连接,若引线不够长,就需要重新调整引线的长度,然而引线的调整有一定的难度,这就需要将密封胶封在安装胶珠的各密封面上,以此来加大压紧力,再用铜质压帽来取代瓷质压帽。
1.4防爆管渗油
由于振动易造成防爆管的玻璃膜在变压器运行中破裂,同时玻璃膜又不能得到及时更换,此时潮气就会进入油箱,从而弄潮了绝缘油、降低其绝缘水平,还增加了设备的危险系数。对于该情况,可以直接拆除防爆管,将压力释放阀改装即可。
2、铁心多点接地
2.1直流电流冲击法
该方法是将变压器铁心接地线拆除,将直流电压加入变压器铁心与油箱之间,以此通过短时大电流冲击,通常冲击3-5次即可,这样就能将铁心的多余接地点给烧掉,从而就达到了良好的消除铁心多点接地的目的。
2.2开箱检查
在安装过后,对箱盖没有进行定位销翻转,或没有将多点接地的去除,这是就可以翻转或去除定位销。
3、接头过热
电力变压器与电网之间的连接由载流接头承担,如果接头连接不当,可能会出现接头过热,情况严重者会导致接头被烧断,进而造成电网与电力变压器脱离,影响到电网供电。所以在电力变压器运行使用中,想要确保其使用价值与使用安全,还需重视载流接头连接与过热问题。
二、相应的故障诊断技术
对上述提到的变压器故障进行分析,推知故障产生的各种原因,并在此基础上给出以下几点诊断措施,旨在消除电力变压器故障,维护设备安全和电力系统运行安全。
1、色谱分析技术的应用
变压器运行过程中如果发生局部放电或局部过热现象,其内部的油、固体纸绝缘材料会随之发生破裂,然后产生低分子化合物,由于设备所产生的低分子化合物的物理形态是气体,能溶于油,并且可以随着油的液态形式不断扩散,让气体充满变压器的整个油箱。这一特点是变压器发生局部放电或局部过热问题后的主要特点,在诊断该故障时,可以根据这一特点合理采色谱分析技术,以获得较好的故障诊断效果。
色谱分析技术的技术原理是,先检测出变压器油箱内部充满的气体的各种成分,同时测量出气体含量,然后辅以比值法,或者辅以特征气体法,精确判断出故障类型。不过要提及的是,该技术只适合在过热性故障与慢性放电故障中使用,并不能对变压器的突发性故障进行检测。特殊情况下,如果变压器在运行使用中发生了短路等突发性故障,诊断时可以先采用色谱分析法对故障放出的气体进行检测,然后再结合气体方法,分析、判断气体的颜色,最后再做综合分析。
2、局部放电检测技术的应用
如果电力变压器在运行使用中发生了局部放电故障,诊断时即可运用局部放电检测技术。分析局部放电检测技术的功能作用,不难发现该技术可快速、精确发现变压器设备在设计、制造、安装与使用中存在的各种缺陷,通过检查设备的杂质、浸渍、气泡情况、悬浮电位等方式找出设备的潜在故障。与色谱分析检测法相比,该技术的基本作用是检测变压器设备存在的局部放电故障。实践中应用改变方法对变压器放电故障进行检测时,必须要准备好试验电压,即是说,该方法的应用必须在试验电压下进行。借助试验电压对设备的放电量进行监测,测定其大小,然后对测出的放电量结果进行分析,判断其变化趋势,并准确评判设备固体绝缘体的性能的优劣。
3、频响法和短路阻抗法的应用
频响法和短路阻抗法是变压器绕组变形采用的两种检测方法。在变压器正常状态时,将各个绕组的频率响应特性曲线预先录制下来,即便短路冲击变压器遭受,就只要通过对其频率响应特性曲线是否发生变化进行比较,就可以对绕组的变形情况判断出来,由于分布参数是随着绕组变形而变化,从而也就使得频率响应的特性曲线也相应的产生变化。
三、结束语
总而言之,电力变压器的故障诊断必须有效、可行,在运行使用中必须得到彻底消除,原因在于变压器故障的存在不仅会危害变压器设备的本身质量,还会对电力系统的运行安全产生影响,所以必须做好全面的电力变压器故障诊断与防治。在本篇文章中,笔者重点对变压器的几种常见故障作了分析,并结合故障产生原因,给出了三种切实可行的故障诊断技术,希望能为同行工作者提供一份技术参考。
参考文献
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[2]杜中杰,张燕,何宏群.浅谈如何应用溶解气体分析法诊断变压器故障[J].变压器,2012,(3).
浅析电力变压器主要技术参数 第12篇
关键词:变压器,额定容量,额定电压,短路阻抗,有载调压,联结组
引言
电力变压器(power transformer,文字符号为T或TM),是变电所中最关键的一次设备,其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低,以利于电能的合理输送、分配及使用。它一般利用电磁互感应原理,在不同电压等级间,变换交流电能的电压,电流和阻抗。变压器的功能主要有:电压变换;电流变换,阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等。
变压器种类繁多,按照不同的结构、用途等,有不同分类方法。不同种类的变压器有着各自相关的技术标准,可以用参数表示出来。根据国家标准及IEC标准的要求,电力变压器主要参数有:变压器的额定容量、额定电压、额定频率、系统最高运行电压、相数、冷却方式、联结组标号、调压方式、阻抗电压百分数等。为便于介绍,本文以山西繁峙县云雾峪风电场一期项目使用的主变压器为例,对变压器几个主要技术参数进行分析。
1. 变压器额定容量
该变压器规格为SZ10-50000/11050000k VA 110±8×1.25%/35kV YNd1150000k VA Ud=10.5%。其中50000k VA,即50MVA,为该变压器额定容量(SN)。额定容量是电力变压器重要参数之一,它是指电力变压器在额定的电压和工作频率下,可以在不超过限定温度的情况下长期持续工作时的输出功率。变压器的额定功率与漆包线直径、铁心截面积等成正比。
电力变压器按容量系列分, 有R8容量系列和R10容量系列两大类。R8容量系列是指容量等级是按倍数递增的。我国老的变压器容量等级采用此系列。R10容量系列是指容量等级是按倍数递增的。我国新的变压器容量等级采用此系列, 这也是IEC推荐的变压器容量系列, 例如容量1 0 0 k V A、1 2 5 k V A、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000k VA、等。这种容量系列的容量等级较密, 便于合理选用。
2. 变压器额定电压
额定电压(UN)是指变压器长时间运行时,所能承受的工作电压。铭牌上的UN为变压器分接开关中间分接头的额定电压值。该变压器的高压侧额定电压为110kV,低压侧额定电压为35k V。设变压器输入、输出两组线圈分别是N1和N2,在输入线圈上加交流电压U1,输出线圈两端就会产生感应电压U2,则n=U1/U2=N1/N2,式中n称为变压器的变比,当n<1时,变压器为降压变压器,反之即为升压变压器。
3. 变压器短路阻抗
变压器另一个有重要意义的参数是变压器的短路阻抗。通常情况下,变压器的短路阻抗指的是在变压器在额定频率和参考温度下,一对绕组中或者某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk=Rk+jXk。变压器短路阻抗在变压器行业是这样定义的:当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示,即Ud= (Uz/U1n) *100%。由于它的值除计算之外,还要通过负载试验来确定,所以习惯上又把它称为短路电压或阻抗电压。
短路阻抗是变压器性能指标中很重要的项目,其出厂时的实测值与规定值之间的偏差要求很严。他的实际意义是变压器在短路时的内阻抗。其值大时,变压器的内阻抗就大,短路时的短路电流就小,变压器抗短路能力就强,但变压器带负载后的,端电压下降较多变压器外特性就差(软)。反之,其值小时,变压器在短路时,短路电流就大,对变压器危害也大,但外特性好(硬)。所以短路阻抗值不是越大越好,也不是越小越好,而是根据电网安全运行和变压器运行要求来决定的。本例中,变压器的短路阻抗值为Ud=10.5%。
4. 变压器的调压方式
电力变压器需要调压是电力网的要求,电力系统要求,由于电力长距离输送,存在线损和压降,为确保用户电压正常,电源输出端必须比电源末端电压要高10%,才能满足系统要求。
变压器调压方式分有载调压和无励磁调压两种。分接开关指变换分接以进行调压所采用的开关。无励磁调压和有载调压都是指的变压器分接开关调压方式。有载调压是指:变压器在运行中可以调节变压器分接头位置,从而改变变压器变比, 以实现调压目的;变压器二次不带负载,一次也与电网断开(无电源励磁)的调压,称为无励磁调压。
有载调压变压器中又有线端调压和中性点调压两种方式,即变压器分接头在高绕组线端侧或在高压绕组中性点侧之区别。分接头在中性点侧可降低变压器抽头的绝缘水平,有明显的优越性,但要求变压器在运行中中性点必须直接接地.
无励磁调压一般用于对电压要求不是很严格而不需要经常调档的变压器,而有载调压一般用于对电压要求严格经常调档的变压器。工厂变电所大多采用无励磁调压变压器。
5. 变压器的联结组别
电力变压器的联结组别,是指变压器一、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应线电压之间不同的相位关系。
IEC在标准中规定了变压器绕组联接组的最新表示方法。即三相变压器或组成三相变压器组的单相变压器的同一电压等级的相绕组,连接成星形、三角形、曲折形时对于高压绕组则分别用Y、D、Z表示;对于中、低压绕组则分别用小写字母y、d、z表示。如果是星形或曲折形联结有中性点引出时,则分别用YN或ZN, yn或zn表示。变压器按高压、低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组。
常用的绕组联结方法分为星形、三角形及曲折形(Z形)。三相变压器常用联结组有Y, yn0, Y, zn0, D, yn11, Y, d11等。
其中Y, zn0接法用于多雷地区;Y, yn0接法和D, yn11接法都可用于10kV配电系统;Y, d11接法则多用于35kV配电系统。
我国过去差不多全采用Y, yn0联结的配电变压器。近年来,D, yn11联结的配电变压器已得到推广应用。配电变压器采用Y, d11联结较之采用Y, yn0联结有下列优点:
(1)对D, yn11联结变压器来说,其3n次(n为正整数)谐波励磁电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流,不致注入公共的高压电网中,较之一次绕组接成星形的Y, yn0联结变压器更有利于抑制高次谐波。
(2) D, yn11联结变压器的零序阻抗较之Y, yn0联结变压器要小得多,从而更有利于低压单相接地故障的保护和切除。
(3)当接入单相不平衡负荷时,由于Y, yn0联结变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%,因而严重限制了接入单相负荷的容量,影响了变压器设备能力的充分发挥。D, yn11联结变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上,其承受单相不平衡负荷的能力远强于Y, yn0联结变压器。在现代供电系统中单相负荷急剧增长的情况下,推广采用D, yn11联结变压器就显得更有必要。
6. 结束语
变压器是电力输配系统中的关键设备之一,在电能输送、分配及使用过程中发挥着不可替代的关键作用。今年来,随着人们经济效益意识的不断提高,变压器降耗更新换代工作进度不断加快。因此,在现代化智能电网改造进程中,对变压器的主要参数的深入研究也是势在必行,在工程应用中有着一定的实际意义。
参考文献
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