油浸式變壓器和干式變壓器保養(yǎng)

1、 摘要 大型電力變壓器在國民經濟及日常生活中占有重要地位。隨著工農業(yè)的發(fā)展，對電力需求會越來越大，這就導致變壓器在容量、電壓等級上逐漸提高。隨之，對變壓器的運行質量和工作環(huán)境的要求也會越來越高。因實習期間在63919部隊變電站實習，期間多次接觸油浸式變壓器和干式變壓器，所以本文通過研究油浸式變壓器和干式變壓器的工作原理及各部件特性，經過在63919部隊變電站里的油浸式變壓器和干式變壓器進行了多次實驗舉例和列表的方法，闡述了油浸式變壓器和干式變壓器正確維修、排查及使用方法?！娟P鍵詞】變壓器；繞組；變壓器油；電樞鐵心；鐵芯；絕緣材料。油浸式變壓器和干式變壓器保養(yǎng)與常見故障的檢修1 變壓器的作用變壓

2、器的基本功能是改變交流電壓，他是電力系統(tǒng)中必不可少的電氣設備。 電力是現代工業(yè)的主要能源。電能輸送的能量之大、距離之遠，是任何其它能源無法相比的。在電力的遠距離輸送中，為了減少能量的損耗，通常都采用超高壓，如220kV、500kV，甚至向更高發(fā)展?？墒?，發(fā)電機由于結構上的限制，通常只能發(fā)出10kV電壓。因此，必須通過變壓器的升壓，踩能進行遠距離輸送。電能送到目的地后，為了實用的安全性，又要通過變壓器為用戶需要的380V/220V的低壓。2 變壓器的分類變壓器的用途極廣、種類繁多，故其分類相應也很多。1. 按變壓器的相數分，可分成單項變壓器和三相變壓器。2. 變壓器的繞組分數，有單繞組變壓器（即

3、自耦變壓器）、雙繞組變壓器的三相繞組變壓器。3. 按變壓器的冷卻用途分，可分成自冷式、強迫風冷式、強迫油冷式和水冷式四種變壓器。4. 按變壓器的用途分，可分成電力變壓器和特種變壓器。特種變壓器的種類繁多，例如：電爐變壓器、焊接變壓器、整流變壓器、試驗變壓器、隔離變壓器、控制變壓器、中頻變壓器、船用變壓器、礦用變壓器、電流及電壓互感器等。各種變壓器用途不同，結構也完全不一樣。3 油浸式變壓器的主要結構 油浸式變壓器的主要結構如圖1所示 圖1油浸式變壓器的主要結構3.1 鐵芯鐵芯是變壓器最基本的組成件之一，式變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，為提高磁路導磁系數和降低鐵芯內渦流耗損，

4、鐵芯通常用0.35毫米，表面的硅鋼片制成。鐵芯分鐵芯柱和鐵軛倆部分，鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯連接起來，使之形成閉合磁路。為防止運行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應懸浮電位過高而造成放電，這些部件均需單點接地。為了方便實驗和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過倆個套管引出接地。 鐵芯的結構如圖2所示圖2鐵芯的結構圖3.2 繞組繞組和鐵芯都是變壓器的核心元件。由于繞組本身有電阻或接頭處有接觸電阻，由I2Rt知要產生熱量。故繞組不能長時間通過比額定電流高的電流。另外，通過短路電流時將在繞組上產生很大的電磁力而損壞變壓器。其基本繞組有同心式和交疊式兩種。  繞組的實物如圖3所

5、示 圖3繞組的實物圖3.3 油枕油枕又叫儲油柜，是一種油保護裝置，它是由鋼板做成的圓桶形容器，水平安裝在變壓器油箱蓋上，用彎曲管與油箱連接。3.4吸濕器吸濕器，通常由一根管道和玻璃容器組成，內裝干燥劑（硅膠或活性氧化鋁）。當油枕內的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小時，排出或吸入的空氣都經過呼吸器，呼吸器內的干燥劑吸收空氣中的水分，對空氣起過濾作用，從而保持油的清潔。浸有氯化鈷的硅膠，其顆粒在干燥時是鈷藍色的，但是隨著硅膠吸收水分接近飽和時，粒狀硅膠將轉變成粉白色或紅色，據此可判斷硅膠是否已失效。受潮后的硅膠可通過加熱烘干而再生，當硅膠顆粒的顏色變成鈷藍色時，再生工作就完成了。 

6、0;3.5 壓力釋放裝置壓力釋放裝置在保護電力變壓器方面起著重要作用。充有變壓器油電力變壓器中，如果內部出現故障或短路，電弧放電就會在瞬間使油汽化，導致油箱內壓力極快升高。 3.5.1 防爆管（又稱噴油管）防爆管裝于變壓器的頂蓋上，喇叭形的管子與大氣連接，管口有薄膜封住。當變壓器內部有故障時，油溫升高，油劇烈分解產生大量氣體，使油箱內壓力劇增。當油箱內壓力升高至5×104Pa時，防爆管薄膜破碎，油及氣體由管口噴出，防止變壓器的油箱爆炸或變形。防爆膜一般用玻璃制作，中間用玻璃刀劃十字，降低玻璃機械強度，使其在設定壓力下正確動作。 防爆管的結構如圖4所示圖4防爆管的結構圖3.5.2 壓力

7、釋放器壓力釋放器與防爆管相比，具有開啟壓力誤差小、延遲時間短（僅2ms）、控制溫度高、能重復動作使用等優(yōu)點，故被廣泛應用于大、中型變壓器上。 壓力釋放器也稱減壓器，它裝在變壓器油箱頂蓋上，類似鍋爐的安全閥。當油箱內壓力超過規(guī)定值時壓力釋放器密封門（閥門）被頂開，氣體排出，壓力減小后，密封門靠彈簧壓力又自行關閉。可在壓力釋放器投入前或檢修時將其拆下來測定和校正其動作壓力。 壓力釋放器動作壓力的調整，必須與氣體繼電器動作流速的整定相協(xié)調。 壓力釋放器安裝在油箱蓋上部，一般還接有一段升高管使釋放器的高度等于油枕的高度，以消除正常情況下油壓靜壓差。3.6 散熱器散熱器形式

8、有瓦楞性、扇形、圓形、排管等，散熱面積越大，散熱的效果就越好。當變壓器上層油溫與下部油溫有溫差時，通過散熱器形成油的對流，經散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。為提高變壓器冷卻效果，可采用風冷、強迫油風冷和強迫油水冷等措施。散熱器的主要故障是漏油。3.7 絕緣套管變壓器繞組的引出線從箱內穿出油箱引出時必須經過絕緣套管，以使帶電的引線絕緣。絕緣套管主要由中心導電桿和磁套組成。導電桿在油箱內的一端與繞組連接，在外面的一端與外線路連接。它是變壓器易出故障的部件。 絕緣套管的結構主要取決于電壓等級。電壓低的一般采用簡單的實心磁套管。電壓較高時，為了加強絕緣能力，在瓷套和導電桿間留

9、有一道充油層，這種套管稱為充油套管。電壓在110kV以上，采用電容式充電套管，簡稱為電容式套管。電容式套管除了在瓷套內腔中充油外，在中心導電桿（空心銅管）與法蘭之間，還有電容式絕緣體包著導電桿，作為法蘭與導電桿之間的主絕緣。 3.8 分接開關（又稱調壓裝置）分接開關是調整變壓比的裝置。雙繞組變壓器的一次繞組及三繞組變壓器的一二次繞組一般有3、5、7個或19個分接頭位置，分接頭的中間分頭為額定電壓的位置。3個分接頭的相鄰分頭電壓相差5，多個分頭的相鄰分頭電壓相差2.5或1.25。操作部分裝于變壓器頂部，經傳動桿伸入變壓器的油箱。根據系統(tǒng)運行的需要，按照指示的標記來選擇分接頭的位置。&#

10、160;變壓器的高壓裝置分為無載調壓和有載調壓兩種。無載分接開關，是在不帶電情況下切換，其結構簡單。有載分接開關，是在不停電情況下切換，在帶負荷下進行，故在電力系統(tǒng)中被廣泛采用。3.9 氣體繼電器 氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護裝置，安裝在變壓器油箱與儲油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內，當變壓器內部故障時，由于油的分解產生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢澹菇狱c閉合，跳開變壓器各側斷路器。 壓力釋放器的實物如圖5所示圖5壓力釋放器的實物圖3.10 凈油器（又稱溫差過濾器）油器是一個充滿吸附劑（硅膠或活性氧化鋁）的容器，它安裝在變壓器油箱

11、的側壁或強油冷卻器的下部。在變壓器運行時，由于上、下油層之間的溫差，變壓器油從上向下經過凈油器形成對流。油與吸附劑接觸，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油質清潔，延長油的使用壽命。4 油浸式變壓器的保養(yǎng)與維護4.1 檢查油溫油面溫度計是為了測量和控制變壓器頂層油溫而設計的，同時也適用其它設備的檢測和控制。儀表具有良好的防護性能，能在戶外條件下正常工作，一般儀表內裝有三組或四組可調控制開關。4.2 吸濕器當變壓器由于負荷或環(huán)境溫度的變化而使變壓器油的體積發(fā)生脹縮，迫使儲油柜內的氣體通過吸濕器產生呼吸，以清除空氣中的雜物和潮氣，保持變壓器內變壓器油的絕緣強度。 變壓器硅膠在干燥的狀態(tài)下呈蘭色，吸

12、收潮氣后變?yōu)榉奂t色，即說明硅膠已失去了吸濕效能，必須進行干燥或更換。4.3 檢查油位 油柜是為了滿足油箱內變壓器油體積變化而設立的一個與變壓器油箱相通的容器。通過觀察油位指示計檢查儲油柜或其它容器的油位。油位必須符合油位曲線牌指示的溫度。如果油位太低，必須排除導致油損耗的故障，注入新的合格油，需使用的油牌號見油的檢驗證明。4.4 套管由導電桿和套形絕緣件組成的一種組件絕緣件。對于變壓器來說，是用它將其內部的繞組引出線與電力系統(tǒng)或用電設備進行電氣的連接。必須檢查套管的油位是否正常。檢查套管外表是否清潔，有無裂紋、破損及放電等現象。檢查套管接線端子與母線連接是否松動。檢查油紙電容式套管的油位是否正

13、常。檢查油紙電容式套管將軍帽是否松動。檢查套管外表是否清潔，有無裂紋、破損及放電等現象。4.5 取油樣（用于油分析）采油樣的是監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)及反應內部是否存在故障的非常重要的手段。變壓器運行前、運行了很長時間或者為防止擊穿應對油采油樣。建議采油樣最長間隔期2年。油樣閥位于 “中部”和“底部”，采油樣用于其它分析?；烅椖恳话銥榻閾p、油色譜、耐壓、微水等項。4.6 切換所有分接，以清潔開關觸頭 銅觸頭浸于油中時，會失去光澤。這種銹蝕層可能會導致觸頭溫度升高。所以無勵磁調壓開關一年至少一次切換所有分接頭。以清潔觸頭（變壓器斷電時）。4.7 檢查聯(lián)鎖 端部位置是機械固定的。當到達端部位置時，開關

14、只能向反方向轉動。4.8 檢查法蘭連接和焊接是否漏油所有的法蘭、密封和焊接都須檢查是否漏油。如果發(fā)現泄漏，必須及時再次擰緊螺釘，替換密封件或焊接進行彌補。焊接只能由有經驗的焊工進行。必須遵守所有有關的事故預防規(guī)章，特別是油浸變的防火措施。5 油浸式變壓器常見故障原因分析5.2 油浸式變壓器內部出現異常聲響 變壓器內部出現異常聲響可能有以下原因：嚴重的過負荷使變壓器內部發(fā)生沉重的“嗡嗡”聲；由于內部有接觸不良或有擊穿點，使變壓器內部發(fā)生“吱吱”或“噼啪”的放電聲；由于變壓器頂蓋連接軸栓個別零件松動，變壓器鐵芯未被夾緊，造成硅鋼片振動，會發(fā)出強烈噪聲；電網中有接地或短路故障時，繞組中流過很大的電流

15、，會發(fā)出強烈的噪聲；變壓器接有大型動力設備或能產生諧波電流的設備時，設備運行都可能導致變壓器發(fā)出“哇哇”的叫聲；由于鐵芯出現諧振，變壓器發(fā)生忽粗忽細的噪聲；變壓器的原邊電壓過高、電流過大都會發(fā)生異聲；由于過電壓、繞組或引出線對外殼放電，或鐵芯接地線斷開，致使鐵芯對外殼放電，均使變壓器發(fā)出放電聲。 5.2 變壓器油位過高或過低一般情況下油溫的變化可以改變油位。隨著油溫的變化，油位也相應出現一定范圍的改變。但是，在不正常情況下，由于滲油、滲水等故障和其他事故也會引起油位的異常變化。其次，油溫的變化與負荷狀況、環(huán)境溫度等條件有關。當油位變化與這些因素不一致時，則可能是假油位。出現假油位的原因：油標管

16、堵塞；防爆管排氣孔堵塞。另外，油位過高將造成溢油；油位過低，則可能造成變壓器內部引出線乃至線圈外露，導致內部放電。5.3 變壓器油質變壞或油溫突然升高 在工作狀態(tài)時，變壓器油的主要作用是冷卻和絕緣。當長時間過熱運行或殼體進水，吸收潮氣，會使油質變壞。通過油標觀察會發(fā)現油色異常加深或變黑；經取樣分析可以檢驗出油內含有碳粒和水份，酸值增高，閃點降低，絕緣強度降低等。這種情況很容易在繞組與外殼間發(fā)生擊穿放電，造成嚴重事故。當變壓器正常運行時，油溫如果突然升高經常是變壓器內部過熱的原因。鐵芯著火，繞組匝間短路，內部螺絲松動，冷卻裝置故障，變壓器嚴重過負荷都可能使油溫突然升高。5.4 變壓器著火當變壓器

17、內部發(fā)生故障，又沒有及時處理，即可能著火，釀成火災。變壓器著火時，油箱內絕緣油燃燒，變成氣體，使油箱爆裂，燃燒的絕緣油向變壓器外噴流，將造成設備損壞和財產損失。變壓器導線內部或外部短路，嚴重過負荷、雷擊或外界火源移進變壓器，均可能導致變壓器著火。 6 低壓變壓器故障的處理措施6.1當發(fā)現變壓器發(fā)出異常聲響當發(fā)現變壓器發(fā)出異常聲響時，應根據上述分析判斷其可能的原因，有針對性的采取應急措施。如變壓器內部發(fā)出的異常聲響是由于零件松動或繞組導線擊穿產生的，應立即停電處理，以免事故進一步擴大。6.2 有氣體繼電的跳閘保護有氣體繼電保護的將其跳閘回路解除，防止誤跳閘。電氣設備操作人員要經常檢查油位計指示，

18、發(fā)現油位過高時可適量放油；油位過低時及時補油。若是由于變壓器漏油引起的，則應采取停電檢修及其它應急措施。當發(fā)現油枕或防爆管異常噴油時，應立即切斷變壓器的電源，以防止故障和事故的擴大。6.3 油箱油色異常發(fā)現油色異常加深或變黑，需對絕緣油進行再生和過慮處理；由于負荷因素造成的油溫突然升高，可適當減少或調整負荷；其他異常情況引起的油溫突然升高，則應立刻停電，對變化器進行全面檢修。6.4 管理措施加強變壓器的運行管理，盡量控制變壓器內油溫不超過85；定期對變壓器的電氣性能進行檢查和試驗，定期做油的劣化試驗。小容量變壓器高低壓側應有熔斷器等過流保護環(huán)節(jié)；大容量的變壓器應按規(guī)定裝設氣體保護和差動保護。當

19、高壓用熔斷器保護時，100kVA以下的變壓器，熔絲額定電流按變壓器額定電流的23倍選擇。100kVA以上的變壓器，熔絲按額定電流的1.52倍選擇。安置變壓器的房間為一級耐火建筑；應有良好的通風，最高排風溫度不宜超過45，進風和排風溫差控制在15范圍內；室內應有擋油設施和蓄油坑；按安全要求同一室內不要安裝兩臺變壓器。經常檢查變壓器負荷，負荷不得超過安全管理規(guī)定。由架空導線引入的變壓器，按規(guī)程裝設避雷器，雷雨季節(jié)前應對防雷裝置進行檢查。設專人對變壓器進行維護，有巡視和檢查制度及記錄。保持變壓器正常安全經濟運行和工作環(huán)境的清潔。7 油浸式變壓器的漏電保護實踐中，在低壓配電系統(tǒng)中裝設漏電保護器后，均能

20、顯著地降低觸電死亡和火災事故的發(fā)生率。但是，如果漏電保護器裝設部位不當，不僅不能發(fā)揮漏電保護器的保護作用，而且可能頻繁地誤動作，從而影響生產，甚至造成損失。7.1 電源中性點接地系統(tǒng)三相五線制漏電保護電源中性點接地系統(tǒng)三相五線制漏電保護。在用電設備絕緣正常的情況下，單相用電設備投入運行后，將產生零序不平衡電流，IN流過中性線，其值為IN=IA+IB+Ic當用電設備A相絕緣擊穿且單相用電設備也投入運行時，有以下關系式：IA+IB+Ic=IN+IL，IL=IL1+I12+I13式中IN-不平衡電流，以中性線為回路。IL-漏電電流，分別以IL1、I12、I13的路徑為回路。I1-各相零序漏電流之和經

21、對照可以看出，末端保護的漏電流最佳保護點共有三處：在干線上測定A、B、C、N四根線電流相量之和得IL=IA+IB+IC-IN顯然應該用四線零序電流互感器測定。在本相用電設備進線端測A、B、C三相線電流，應采用三線零序電流互感器測零序電流。單相用電設備進線端用二線電流互感器測零序電流。7.2 電源中性線接地的三相四線制漏電電流測點 電源中性線接地的三相四線制漏電電流測點。工廠中離變電所遠的生產車間，民用建筑等，均用三相四線制接線方式，中性線兼作保護接零干線，在全面設備絕緣正常而單相用電設備投運的情況下，不平衡電流在中性線上產生電壓降，該電壓降直接加于各電機外殼與大地之間，不平衡電流中之微小部分以

22、大地為回路。當用電設備A相絕擊穿且單相用電設備投入運行時，不平衡電流IN與1#電機漏電流IL的共同路徑為中性線。為了測出IL，必須正確選擇測點及接線。將測點選在M處，若用四線零序電流互感器，測得電流為：IA+IB+IC-IN-I12=I12+I13是漏電流的一部分。若用三線零序電流互感器，測得電流為IA+IB+IC=IN+IU+I12+I13測出的電流包含不平衡電流和漏電流兩種成分。末端保護漏電流量最佳保護點共有三處：用四線零序電流互感器接于枝接用電設備的干點之后。用三線零序電流互感器接于用電設備的進線端。7.3 干線的漏電流測點 干線的漏電流測點。測漏電流的接線如下，電源中性點不接地的三相三

23、線制系統(tǒng)中，用三線零序電流互感器接于干線始端的A、B、C相導線上。電源中性點接地的三相五線制系統(tǒng)中，用四線零序電流互感器接于干線的A、B、C、N四根導線上。電源中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中，如果干線接的負載全部是三相對稱負荷，則應該用三線零序電流互感器接于干線始端的A、B、C相導線上。電源中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中，如果干線上接有不對稱負荷，應該用縱差動式接線測定漏電流，漏電保護裝置若用縱聯(lián)差動式接線稱為差動式漏電保護器。在L1和L2之間的干線與支線均無漏電流時，漏電斷路器不動作，當Ll與L2之間時干線或支線有漏電流IL時，漏電斷路器DL切斷故障電路。8 干式變壓器的主要結構 干式變壓器的結

24、構如圖6所示圖6干式變壓器的結構圖8.1 鐵芯干式變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關系，硅鋼片的質量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000。8.2 繞制變壓器材料繞制變壓器通常用的材料有漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。對于導線的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號的高強度的聚脂漆包線。8

25、.3 絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。8.4 浸漬材料變壓器繞制好后，還要過最后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命，一般情況下，可采用甲酚清漆作為浸漬材料。9 干式變壓器的保養(yǎng)與維護9.1 定期做好清理工作如發(fā)現有過多的灰塵聚集，則必須立即清除，以保證空氣流通。在積塵較大的場所，干式變壓器至少每半年在清掃一次。對于通風道里的灰塵。應使用吸塵器或壓縮空氣來進行清除。如果不及時清除將影響變壓器的散熱，還將導致變壓器絕緣

26、降低甚至造成絕緣擊穿。例如我在實習單位63919部隊變電站220kV位莊變壓站35kV站用變在一次停電試驗中。使用2500V光歐表測量干式變壓器鐵心絕緣電阻，其鐵心絕緣電阻降低至3M，比上次試驗數據100M 降低很多，其主要原因就是變壓器通風道中的灰塵沒有清掃干凈，清掃處理后鐵心絕緣電阻上升至100M 。9.2 加強通風設備的運行維護，保證變壓器通風流暢確保通風設備正常，主要是確保風機的正常運轉。如所帶負荷很小，并證明變壓器確實沒有特別過熱點(這可用紅外線測溫儀和本身自配的溫控器檢測)，可以減少運轉的風機，但必須保證有風機正常運行，因為干式變壓器一旦發(fā)生熱損壞，將嚴重損壞內部繞組，其后果不堪設想。一般散發(fā)1kW損耗的熱量，應該的4 m³/min的通風量。對無外殼的變壓器應在周圍安裝隔離遮攔。變壓器室的門、通風孔都要有防止雨雪和飛鳥、蛇等小動物進入的措施。9.3 加強溫度的監(jiān)控平常要加強對溫控器的觀察，看顯示的三相溫度是否平衡，某一相的溫度顯示值是否有突變現象。目前溫控器與變壓器內部熱敏電阻(測溫度)之間的接頭采用的是針式插頭，一旦接觸不良，就會導致溫控器誤判斷。但如果加強監(jiān)視，就會發(fā)現溫控器的不正常工作狀態(tài)，提前采取