【大學(xué)課件】電力變壓器運(yùn)行與維護(hù)

電力變壓器運(yùn)行與維護(hù)電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。電力變壓器的作用和重要性電壓變換電力變壓器是電力系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備，其主要作用是將高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力，以滿足不同用戶的需求。能量傳輸電力變壓器可以提高電力傳輸?shù)男?，減少能量損耗，從而降低電力成本。安全保障電力變壓器在電力系統(tǒng)中起著重要的安全保障作用，能夠有效地隔離高壓電力，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。變壓器的組成結(jié)構(gòu)繞組變壓器繞組是主要部件，用于改變電壓和電流。鐵心鐵心用于引導(dǎo)磁力線，提高效率。油箱油箱用于冷卻和絕緣，并保護(hù)變壓器。變壓器的基本參數(shù)1額定電壓變壓器在額定負(fù)載下正常運(yùn)行時的電壓2額定電流變壓器在額定負(fù)載下正常運(yùn)行時的電流3額定容量變壓器在額定電壓和電流下輸出的功率4短路阻抗變壓器發(fā)生短路故障時的阻抗變壓器的分類按用途分類電力變壓器主要用于電力系統(tǒng)中電壓變換，可分為：發(fā)電廠變壓器，升壓變壓器，降壓變壓器，配電變壓器，特種變壓器等。按冷卻方式分類根據(jù)冷卻方式的不同，變壓器可分為：油浸式變壓器，干式變壓器，油浸自冷式變壓器，油浸風(fēng)冷式變壓器等。按結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，變壓器可分為：單相變壓器，三相變壓器，單繞組變壓器，雙繞組變壓器，三繞組變壓器等。變壓器的繞組變壓器的繞組是變壓器中最重要的部件之一，它由導(dǎo)線繞制而成，用于產(chǎn)生電磁場并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。變壓器的繞組通常由銅線或鋁線繞制，根據(jù)電壓等級和電流大小選擇不同的導(dǎo)線截面積和繞制方式。繞組通常分為初級繞組和次級繞組，初級繞組連接到電源，次級繞組連接到負(fù)載，通過電磁感應(yīng)將能量從初級繞組傳遞到次級繞組。變壓器的鐵心變壓器的鐵心是磁路的核心，由疊壓的硅鋼片組成。硅鋼片具有良好的磁導(dǎo)率，可以有效地降低鐵損，提高效率。鐵心通常由E型或I型鐵芯構(gòu)成，并根據(jù)不同的變壓器類型和容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。鐵心需要經(jīng)過精密的加工和組裝，確保良好的磁路性能和機(jī)械強(qiáng)度。同時，要定期進(jìn)行磁路檢查，確保鐵心的磁導(dǎo)率和磁路性能滿足要求。變壓器的冷卻方式自然冷卻自然冷卻是指依靠空氣自然對流來散熱的方式，適用于小型變壓器或負(fù)載較輕的變壓器。強(qiáng)制油循環(huán)冷卻強(qiáng)制油循環(huán)冷卻是指利用油泵將油強(qiáng)制循環(huán)，提高油的流動速度，從而提高散熱效率。強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻是指利用風(fēng)機(jī)將冷空氣強(qiáng)制吹向變壓器，加快散熱。變壓器的損耗分析損耗類型描述銅損電流通過繞組產(chǎn)生的熱量鐵損鐵心磁化過程中產(chǎn)生的能量損耗附加損耗冷卻介質(zhì)流動和機(jī)械振動產(chǎn)生的損耗變壓器的溫升特性1核心概念變壓器在運(yùn)行過程中，由于電流的熱效應(yīng)，繞組和鐵心會發(fā)熱，導(dǎo)致溫度升高，稱為溫升。2影響因素溫升受負(fù)載電流、環(huán)境溫度、冷卻方式等因素影響。3溫升控制控制溫升是確保變壓器安全運(yùn)行的關(guān)鍵。變壓器的負(fù)載特性負(fù)載率變壓器負(fù)載率是變壓器實(shí)際負(fù)載與額定容量的比值.負(fù)載變化負(fù)載變化會影響變壓器的電壓、電流、效率和溫升.過載保護(hù)變壓器應(yīng)配備過載保護(hù)裝置,防止過載運(yùn)行造成損壞.變壓器的電壓調(diào)節(jié)特性1電壓波動負(fù)載變化影響電壓2調(diào)節(jié)方式分接開關(guān)調(diào)節(jié)3性能指標(biāo)電壓調(diào)節(jié)率變壓器的短路特性1短路電流短路時，變壓器繞組間發(fā)生短路，產(chǎn)生巨大的短路電流。2短路阻抗變壓器短路阻抗反映了變壓器對短路電流的阻礙作用，是變壓器的重要參數(shù)。3短路電壓短路電壓是變壓器在短路時，短路電流產(chǎn)生的電壓降。4短路容量短路容量是指變壓器在短路情況下所能承受的最大短路電流能力。變壓器的并聯(lián)運(yùn)行提高供電容量均衡負(fù)荷提高效率變壓器的保護(hù)系統(tǒng)過電流保護(hù)防止變壓器過載或短路引起的損壞。過熱保護(hù)防止變壓器因過熱而損壞。接地故障保護(hù)防止變壓器繞組發(fā)生接地故障，確保人員安全。氣體保護(hù)檢測變壓器內(nèi)部氣體，預(yù)警絕緣故障。變壓器的啟動與停運(yùn)1安全檢查確認(rèn)設(shè)備完好，無故障2準(zhǔn)備工作接通電源，檢查控制系統(tǒng)3啟動流程緩慢升壓，穩(wěn)定運(yùn)行4停運(yùn)流程降壓斷電，安全隔離5后期處理記錄操作，清潔維護(hù)變壓器的運(yùn)行檢查與維護(hù)1日常檢查溫度、油位、聲音、振動2定期巡視油色、油溫、油壓、接地3定期測試絕緣、耐壓、局部放電變壓器的故障診斷巡視檢查定期巡視檢查變壓器運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。儀表監(jiān)測密切關(guān)注變壓器電流、電壓、溫度、油位等參數(shù)變化。聲、光、氣檢測通過聽、看、聞等方法判斷變壓器是否出現(xiàn)異常。變壓器的絕緣性能檢測絕緣電阻測試測量變壓器繞組對地和繞組之間的絕緣電阻，判斷絕緣狀況是否良好。耐壓試驗(yàn)對變壓器施加高壓，檢驗(yàn)絕緣強(qiáng)度，保證變壓器在運(yùn)行時不會發(fā)生擊穿。變壓器的油品檢測與分析變壓器油品檢測分析，可以幫助發(fā)現(xiàn)問題，及時采取措施，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。變壓器的耐壓測試1準(zhǔn)備工作檢查設(shè)備和測試環(huán)境，確保安全和可靠。2施加電壓根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將高壓施加到變壓器繞組。3測量和記錄測量電流、電壓和泄漏電流，并記錄測試數(shù)據(jù)。4分析結(jié)果分析測試結(jié)果，判斷變壓器的絕緣強(qiáng)度是否符合要求。變壓器的局部放電檢測局部放電檢測儀用于檢測變壓器內(nèi)部絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電信號。測試方法常用的測試方法包括高壓脈沖法、高頻檢測法和超聲波檢測法。分析結(jié)果根據(jù)檢測到的局部放電信號，可以判斷絕緣缺陷的性質(zhì)、嚴(yán)重程度和位置。變壓器的振動分析振動來源分析方法機(jī)械故障頻譜分析電磁力時域分析油循環(huán)振動幅值和頻率變壓器的熱像分析80溫度異常90接地故障100絕緣老化熱像分析可以快速識別變壓器內(nèi)部溫度異常，例如過載、短路、接地故障等。熱像分析可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)檢測方法無法識別的問題，提高變壓器的可靠性。變壓器的狀態(tài)監(jiān)測與評估定期監(jiān)測通過定期監(jiān)測，可以及時了解變壓器的運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障，并采取相應(yīng)的措施，避免重大故障的發(fā)生。評估指標(biāo)變壓器的狀態(tài)評估指標(biāo)包括：溫升、油品質(zhì)、絕緣性能、局部放電等。變壓器的定期檢修檢查外觀定期檢查變壓器表面是否有油污、灰塵、雜物等，并及時清理。測量溫升定期測量變壓器繞組和油溫，確保溫升符合要求。檢測絕緣定期進(jìn)行絕緣性能測試，包括耐壓測試、局部放電檢測等。分析油樣定期取樣分析變壓器油的介電強(qiáng)度、水分含量、酸值等，判斷油品質(zhì)量。檢查保護(hù)系統(tǒng)定期檢查變壓器的保護(hù)裝置是否完好，并進(jìn)行功能測試。變壓器的異常處理措施過負(fù)荷降低負(fù)荷或采取降溫措施，避免過熱損壞。油溫過高檢查油溫控制系統(tǒng)，必要時進(jìn)行降溫處理。局部放電進(jìn)行局部放電檢測，確定故障部位并進(jìn)行修復(fù)。絕緣故障及時斷開電源，進(jìn)行絕緣測試，確定故障部位并修復(fù)。變壓器的壽命評估25年50年75年變壓器一般壽命評估標(biāo)準(zhǔn)為：25年為中期，50年為長期，75年為超長期。但實(shí)際壽命還需考慮使用環(huán)境、負(fù)荷情況、維護(hù)保養(yǎng)等因素。變壓器的安全運(yùn)行要點(diǎn)定期檢查變壓器油位、溫度等運(yùn)行參數(shù)，確保其處于正常狀態(tài)。避免變壓器過載運(yùn)行，防止過熱，確保其安全運(yùn)行。定期對變壓器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，及時排除故障隱患，延長其使用壽命。變壓器的節(jié)能技術(shù)降低損耗采用低損耗材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，降低變壓器空載損耗和負(fù)載損耗。例如，使用低損耗硅鋼片、優(yōu)化繞組結(jié)構(gòu)等。提高效率通過技術(shù)革新，提高變壓器效率。例如，采用高效的冷卻系統(tǒng)，減少變壓器溫升，降低銅損耗和鐵損耗。變壓器的環(huán)保要求可回收利用變壓器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮材料的可回收利用，減少廢棄物的產(chǎn)生，并最大限度地回收利用變壓器材料。環(huán)