變壓器過載能力的探討參考資料

1、變壓器過載的分析探討鄧濤 昌吉電業(yè)局運行工區(qū)2011年07月25日變壓器過載的分析探討摘要：變壓器過載運行允許在實際的電力系統(tǒng)運行中比較常見，也 是變壓器的一種正常運行狀態(tài)。對變壓器過載的形式做了簡單介紹， 并分析了其危害及幾種較常見的致因，論述了變壓器安全過載運行條 件，基于該條件提出了幾種抑制變壓器過載的方法。0引言近年來，變壓器事故時有發(fā)生，而且有增長的趨勢。從變壓器事 故情況分析來看，過載是電力變壓器事故的重要原因， 對電網(wǎng)造成很 大危害，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運行。本文就電力變壓器過載類型和造成損壞程度進行分析，提出了目前有關(guān)可以過載運行變壓器的問題和減少這一類危害的措施。1變壓器過載的形

2、式變壓器過載分正常過載和事故過載兩種。(1)正常過載。變壓器在運行中的負荷是經(jīng)常變化的，即負荷曲 線有高峰和低谷，在高峰時可能使變壓器過載。變壓器過載運行時， 絕緣壽命損失將增加，而輕負荷時絕緣壽命損失將減小，兩者相互補 償仍使變壓器獲得正常老化壽命損失的過載稱為正常過載。所以變壓 器的過載能力就是以不犧牲變壓器的正常壽命為原則而制定的。正常過載（也稱“長期急救周期性負載”）多數(shù)出現(xiàn)在以下幾種情況： a）系統(tǒng)中部分變壓器因故障或檢修而長期退出運行。b）系統(tǒng)運行方式 改變，使部分變壓器負載增大。c）用戶負載增加，而新的變壓器短時 間內(nèi)不能投入。變壓器過載運行時，除考慮正常壽命損失，并注意繞 組最

3、熱點溫度不超過允許值外，還應(yīng)考慮到套管、引線、焊接點和分 接開關(guān)等組件的過載能力以及與變壓器連接的各種設(shè)備如電纜、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器等的允許過載、過電流能力。（2）事故過載。多數(shù)發(fā)生在以下情況：a） 一個變電所的某臺變壓器發(fā)生故障，而該變壓器的負載不能全 部切除故障或轉(zhuǎn)移到其它變電所，迫使本變電所其它變壓器超負載。 b）系統(tǒng)中發(fā)生一個或多個事故，使部分不能切換的負載轉(zhuǎn)移到某臺或 幾臺變壓器上。事故過載可能出現(xiàn)較高倍數(shù)的過電流而導(dǎo)致繞組熱點 溫度達到危險程度，對絕緣安全有一定風(fēng)險，因此一旦發(fā)生，必須迅 速降低負載或縮短運行時間，以免變壓器發(fā)生故障。2變壓器過載危害及原因分析變壓器過載引

4、起變壓器各部分溫度升高、絕緣老化、使用壽命降低，直至損壞。（1） 變壓器部分溫度升高變壓器器運行時，其繞組和鐵芯中的電能損耗都將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?使變壓器的溫度升高。這些熱量由繞組和鐵芯內(nèi)部以傳熱方式傳至導(dǎo) 體或鐵芯表面，再以對流方式傳至變壓器油中。對于大容量變壓器，這些熱油經(jīng)強風(fēng)（或水）冷卻器，冷卻后再用油泵送回變壓器?？梢?， 變壓器運行時，各部分溫度分布極不均勻，其中以繞組的溫度最高。 通常，變壓器各部分溫度以平均溫升和最大溫升計算。 繞組或油的最 大溫升是指其最熱處的溫升；繞組或油的平均溫升是指整個繞組或全 部油的平均溫升。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定變壓器的額定使用條件為： 最高氣溫 為+40C;最高日平

5、均氣溫+30C;最高年平均氣溫+20C;最低氣溫 -30 C。而且變壓器各部分的溫升不得超過表 1中所列各值：表1變壓器各部分的溫升自然油循環(huán)、自冷、風(fēng)冷強迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器繞組對空氣的溫升65c （平均值）65c （平均 值）變壓器繞組對油的溫開21c （平均值）30c （平均 值）油對空氣的溫升44c （平均值）35c （平均 值）55c （平均值）45c （平均 值）（2） 變壓器的絕緣老化變壓器的絕緣老化，主要是因為溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產(chǎn)物的影響，高溫是老化的直接原因。運行中絕緣的工作溫度愈高化 學(xué)反應(yīng)（主要是氧化作用）進行得愈快，引起機械強度和電氣強度喪失 得越快，即絕緣的老

6、化速度愈大，變壓器的使用年限也愈短。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，變壓器在額定負載下運行，繞組平均溫升為65 Co通常，繞組最熱點溫升為13C,即78C。如果變壓器在額定負載和環(huán)境溫度為 20c下連續(xù)運行，則繞組最熱點溫度為 98C。變壓器使用的A級絕 緣（油浸電纜紙）在98c下使用，其老化壽命（使用年限）在20年以上。 這種運行條件下的老化壽命為正常的老化壽命，其每天的壽命損失為正常日壽命損失。根據(jù)研究表明，繞組溫度每增加 6C,老化壽命將 縮短一半，即絕緣老化的6c規(guī)則。繞組在不同的最熱點溫度下的相 對壽命損失，見表2。的老化壽命。但實際上繞組溫度受氣溫和負荷波動的影響，變動范圍很大，因此，將繞組最高允許溫度

7、規(guī)定為98 C,則大部分時間繞組溫度達不到該溫度，變壓器的負荷得不到充分利用；如果不規(guī)定繞組 最高允許溫度，或者將該值規(guī)定過高，變壓器又可能得不到正常老化 壽命。為了解決上述問題，規(guī)定在一部分時間內(nèi)，根據(jù)運行要求容許 繞組溫度大于98C,而在另一部分時間內(nèi)使繞組溫度小于 98C,只 要使變壓器在溫度較高的時間內(nèi)多損失的壽命與變壓器在溫度較低 時間內(nèi)少損失的壽命相互補償，從而使變壓器的老化壽命可以和 98 C 運行時等值。這就是所謂的等值老化原則。如果令 人為絕緣老化率。 顯然，入1 ,則變壓器的老化大于正常老化，老化壽命大為縮短；如 果入<< 1,變壓器負荷能力未得到充分利用。因此

8、，在一定時間間隔 內(nèi)，使入接近1,是制定變壓器負荷能力的主要依據(jù)。3變壓器安全過載運行條件變壓器過載運行時，除考慮正常壽命損失，并注意繞組最熱點溫 度不超過允許值外，還應(yīng)考慮到套管、引線、焊接點和分接開關(guān)等組 件的過載能力以及與變壓器連接的各種設(shè)備如電纜、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器等的允許過載、過電流能力。綜合考慮上述因素并結(jié) 合我國變壓器目前的設(shè)計結(jié)構(gòu)，推薦正常過載的最大值如下：油浸自冷、風(fēng)冷變壓器為額定負荷的1.3倍；強油循環(huán)風(fēng)冷，水冷變壓器為 1.2倍；同時繞組最熱點溫度不超過 120C,對于載流部分和冷卻系 統(tǒng)存在缺陷以及全天滿負荷運行的變壓器不宜過載運行。為了減少停電損失，個別或部

9、分變壓器將在較長的時間內(nèi)周期性的過載運行。這時，整個運行期間的平均相對老化率可大于 1,甚至遠大于1,將在 不同程度上縮短變壓器的壽命，應(yīng)盡量減少出現(xiàn)這種運行方式的次 數(shù)；必須采用時，應(yīng)盡量縮短運行的時間，降低過載倍數(shù)。4結(jié)論當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時，保證不間斷供電是首要任務(wù)，變壓器絕緣加 速是次要的，所以事故過載和正常過載不同，它是以犧牲變壓器壽命 為代價的，絕緣老化率容許比正常過載時高得多。但是確定事故過載 時，同樣要考慮繞組最熱點的溫度不要過高避免引起事故擴大。 和正 常過載一樣，事故過載時繞組最熱點溫度不得超過 120C,過載倍數(shù) 不得超過1.7。變壓器的過載能力受其運行負荷率的影響，在確定變壓器的安裝容量時，應(yīng)考慮到負荷對變壓器過載能力的要求。系統(tǒng)設(shè)計時，若 對變壓器提出了過載要求，就必須考慮過載配合問題，否則變壓器的過載容量就