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变压器运行及管理技术85问

  (1) 学习内容 : 基本原理、本体结构、辅助设备及其作用、运行规定、巡视检查、 大小修的项目、验收、异常运行及处理、事故处理等。

  (2) 学习方法 ( 举冷却器为例说明 ): ①冷却器的组成及作用 ; ②冷却器控制箱各小开 关、操作把手、信号指示灯、主要的继电器、接触器等设备的作用 ; ③冷却器启动方式 ; ④ 冷却器手动、自动操作 ; ⑤冷却器交、直流电源配置 ; ⑥看懂冷却器控制回路图 ; ⑦冷却器 有哪些异常信号 , 各信号的含义是什么 ; ③冷却器的异常运行及处理 ; ⑨冷却器的巡视检查 内容 ; ⑩检修冷却器时如何布置安全措施及验收。

  变压器在电力系统中的主要作用是变换电压 , 以利于功率的传输。电压经升压变压 器升压后 , 可以减少线路损耗 , 提高送电的经济性 , 达到远距离送电的目的 ; 降压变压器能把高电压变为用户所需要的各级使用电压 , 满足用户需要。

  变压器是一种按电磁感应原理工作的电气设备 , 当一次线圈加上电压、流过交流电流 时 , 在铁芯中就产生交变磁通。磁通中的大部分交链着二次线圈 , 称它为主磁通。在主磁通 的作用下 , 两侧的线圈分别产生感应电势 , 电势的大小与匝数成正比。变压器的原、副线圈匝数不同 , 这样就起到了变压作用。

  变压器一次侧为额定电压时 , 其二次侧电压随着负载电流的大小和功率因素的高低而变化。

  (1) 铁芯。铁芯型式有芯式和壳式。电力变压器的铁芯结构型式普遍采用芯式铁芯 , 芯式铁芯有分为以下三种 :

  1) 单相二铁芯柱 , 它有两个铁芯柱 , 用上、下两个铁扼将芯柱连接起来 , 构成闭合磁 路。绕组分别放在两个铁芯柱上 , 两个铁芯柱上的绕组可以接成串联 , 也可以接成并联。通 常将低压绕组放在内侧 , 即靠近铁芯 , 而把高压绕组放在外侧 , 即远离铁芯。这主要是为了 满足绝缘和其他方面 ( 如处理绕组的分接头抽头等 ) 的要求。

  2) 三相三铁芯柱 , 它是将三相的三个绕组分别放在三个铁芯柱上 , 三个铁芯柱也由上、下两个铁辄将芯柱连接起来 , 构成闭合磁路。绕组的布置方式同单相变压器一样。

  3) 三相五铁芯柱 , 它与三相铁芯相比较 , 在铁芯柱的左右两侧多了两个分支铁芯柱 , 成为旁扼。各电压级的绕组分别按相套在中间三个铁芯柱上 , 而旁扼没有绕组 , 这样就构成 了三相五铁芯柱变压器。

  (2) 绕组。国产电力变压器 , 基本上都是芯式变压器 , 所以绕组也都是采用同心绕组 ,主要有同圆形绕组、螺旋形绕组、换位导线绕成绕组、连续式绕组、纠结式绕组。

  (3) 绝缘。变压器的内部绝缘分主绝缘和纵向绝缘两大部分。主绝缘是指绕组对地之间、相间和同一相而不同电压等级的绕组之间的绝缘 , 主绝缘主要采用油 -隔板绝缘结构 ,这种结构通常采用加覆盖层、包绝缘层及隔板油隙形成 ; 纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组 , 其不同部位之间 , 例如层间、匣间、绕组与静电屏之间的绝缘。

  (4) 辅助设备。指油箱、油枕、呼吸器、防爆管 ( 压力释放装置 ) 、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。

  (1) 额定容量 : 指变压器在额定电压、额定电流时连续运行所输送的容量。

  (6) 短路损耗 ( 铜损 ): 指变压器一、二次电流流过一、二次绕组 , 在绕组电阻上所消耗的能量之和。铜损与一、二次电流的平方成正比。

  (7) 空载损耗 ( 铁损 ): 指变压器在额定电压时 , 变压器铁芯所产生的损耗。铁损包括激磁损耗和涡流损耗。

  (8) 空载电流 : 指变压器在额定电压下空载运行时 , 一次侧通过的电流。(不是指刚合闸瞬间的激磁涌流峰值 , 而是指合闸后的稳态电流。)

  (9) 百分比阻抗 ( 短路电压 ): 指变压器二次绕组短路 , 使一次侧电压逐渐升高 , 当二次绕组的短路电流达到额定值时 , 此时一次侧电压与额定电压比值百分数。

  变压器的容量与短路电压的关系是 : 变压器容量越大 , 其短路电压越大。

  式中 :Iz=I+I1;Pz 为二次功率 , 也是自耦变压器的 额定容量 或叫 通过容量 ; Pdc为电磁功率 , 也叫自耦变压器的 标准容量 , 这部分功率表示通过公共线圈 ;Pd 为传导功率, 通过自耦变压器的串联线圈利用电路直接由一次传到二次侧去的功率。传导功率不需要增加二次线圈的容量。

  自耦变压器铭牌上所标的额定容量 , 指的是额定 通过容量 , 同时也是高压侧串联线圈的额定容量。自耦变压器的 标准容量 总是小于其通过容量 , 换句话说 , 用自耦变压来传输功率时 , 它本身某部分线圈的容量可以不比其通过容量小。因为变压器的尺寸、重量及铁芯截面是由通过其磁路传输的功率决定的 , 因此 , 对于自藕变压器来说 , 其尺寸和重量则是由公共线圈的容量 , 也即由其额定标准容量决定的。

  答 : 为了表明变压器各侧线电压的相位关系 , 将三相变压器的接线分为若干组 , 称为接线组别。

  变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘 , 内绝缘是指汹箱内的各部分绝缘 , 开绝缘是指套管上部对地和彼此之间的绝缘。内绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘是绕组写在泡部分之间以及绕组之间的绝缘。在油浸式变压器中 , 主绝缘以油纸屏障绝缘结构最为常用。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘 , 如不同线段间、层间和匝间的绝缘等。通常以 冲击电压在绕组上的分布作为绕组纵绝缘设计的依据 , 但匝间绝缘还应考虑长期工频工作电压的影响。

  分级绝缘就是指变压器的绕组靠近中性点的主绝缘水平比绕组端部的绝缘水平低。 相反 , 若变压器首端与尾端绝缘水平一样就称为全绝缘。

  答 : 变压器内部主要绝缘材料有 : 变压器油 , 绝缘纸板 , 电缆纸 , 皱纹纸。

  变压器的使用寿命与温度有密切关系。绝缘温度经常保持在 95 ℃时 , 使用年限为 20 年 ; 温度为 105 ℃ , 约为 7 年 , 温度为 120 ℃ , 约为两年 ; 温度为 170 ℃ , 仅约为 10~12 天。

  变压器中所使用的绝缘材料 , 长期在温度的作用下 , 会逐渐降低原有的绝缘性能 ,这种绝缘在温度作用下逐渐降低的变化 , 叫做绝缘的老化。

  所谓绝缘寿命六度法则是指变压器用的电缆纸 , 在 80~140 ℃的范围内 , 温度每升高60C , 绝缘寿命将要减少一半。

  这主要是从绝缘方面考虑的。因为变压器的铁芯是接地的 , 低压绕组靠近铁芯 , 容易满足绝缘要求。若将高压绕组靠近铁芯 , 由于高压绕组的电压很高 , 要达到绝缘要求就需来传输功率时 , 它本身某部分线圈的容量可以不比其通过容量小。因为变压器的尺寸、重量 及铁芯截面是由通过其磁路传输的功率决定的 , 因此 , 对于自藕变压器来说 , 其尺寸和重量 则是由公共线圈的容量 , 也即由其额定标准容量决定的。

  (2) 固定引线. 变压器冷却器的作用是什么 ? 变压器的冷却方式有哪几种 ?

  当变压器上层油温与下部油温产生温差时 , 通过冷却器形成油温对流 , 经冷却器冷却后流回油箱 , 起到降低变压器温度的作用。变压器的冷却方式有 :

  在 500KV 变电站中一般大型变压器采用强油强风冷式 , 而超大型变压器采用强迫油循环 导向冷却方式。

  15. 强油强凤冷变压器冷却器由哪些主要元件组成 ? 备元件的作用是什么 ?

  冷却器由热交换器、风扇、电动机、气道、油泵油流指示器等组成。冷却风扇是用 : 于排出热交换器中所发射出来的热空气。油泵装在冷却器的下部 , 使热交换器的顶部油向下部循环。油流指示装在冷却器的下部较明显的位置 , 以利运行人员观察油泵的运行状态。

  变压器正常运行时 , 由于负载变动或一次侧电源电压的变化 , 二次侧电压也是经常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差称为电压偏移。电压偏移的存在是不可避免的 , 但要求这种偏移不能太大 , 否则就不能保证供电质量 , 就会对用户带来不利的影响。因此 , 对变压器进行调压( 改变变压器的变比 ),是变压器正常运行中一项必要的工作。

  连接以及切换变压器分接拙头的装置 , 称为分接开关。 如果切换分接头时必须先将变压器从电网中退出来 , 即不带电切换 , 称为无励磁调压或无载调压。这种分接头开关称为无励磁分接头开关或无载调压分接头开关。

  如果切换分接头时不需要将变压器从电网中退出 , 即可以带着负载切换 , 则称为有载调压。这种分接头开关称为有载调压分接头开关。

  有载调压变压器与无载调压变压器不同点在于 : 前者装有带负荷调压装置 , 可以带负荷调压 , 后者只能在停电的情况下改变分头位置 , 调整电压。有载调压变压器用于电压质 量要求较严的地方 , 加装有自动调压检测控制部分 , 在电压超出规定范围时自动调整电压。 其主要优点是 : 能在额定容量范围内带负荷调整电压 , 且调整范围大 , 可以减少或避免电压 大幅度波动 , 母线电压质量高 , 但其体积大 , 结构复杂 , 造价高 , 检修维护要求高。无载调压变压器改变分接头位置时必须停电 , 且调整的幅度较小 ( 每改变一个分头 , 其电压调整 2.5% 或 5%), 输出电压质量差 , 但比较便宜 , 体积较小。

  有载调压的基本原理 , 就是在变压器的绕组中 , 引出若干分接抽头 , 通过有载调压分接开关 , 在保证不切断负荷电流的情况下 , 由一个分接头切换到另一个分接头 , 以达到改变绕组的有效匝数 , 即改变变压器变比的目的。

  (1) 有载分接开关。它是能在变压器励磁或带负荷状态下调换线圈分接头运行位置的切 换开关 , 通常它由一个带过渡阻抗的切换开关和一个带 ( 或不带 ) 范围开关的分接选择器所 组成。整个开关是通过驱动机构来操作的 ( 在有些型式的分接开关中 , 切换开关和分接选择 器的功能被结合成为一个选择开关 ) 。

  (2) 分接选择器。它是能承载但不能接通或断开电流的一种装置 , 与切换开关配合使用 , 以选择分接头的连接位置。

  (3) 切换开关。它是与分接选择器配合作用 , 以承载、接通和断开巳选电路中的电流的一种装置。

  (4) 选择开关。把分接选择器和切换开关的作用结合在一起 , 能承载接通和断开电流的一种装置。

  (5) 范围开关。它具有通电能力 , 但不能切断电流。它可将分接绕组的一端或另一端接到主绕组上。

  (7) 过渡阻抗。在切换时用以限制在两个分接头间的过渡电流 , 以限制其循环电流。 (8) 主触头。它承载通过电流的触头 , 是不经过过渡阻抗而直接与变压器绕组相连接的触头组 , 但不用于接通和断开任何电流。

  (9) 主通断触头。它是不经过过渡阻抗而直接与变压器绕组相连接 , 直接能接通或断开电流的触头组。

  (10) 过渡触头。它是经过串联的过渡阻抗与变压器绕组相连接的 , 能接通或断开电流的触头组。

  气体继电器的作用是当变压器内部发生绝缘击穿、线匝短路及铁芯烧毁等故障时 ,给运行人员发出信号或切断电源以保护变压器。

  (1) 灰黑色 , 易燃。通常是因绝缘油炭化造成的 , 也可能是接触不良或局部过热导致。

  (2) 灰白色 , 可燃。有异常臭味 , 可能是变压器内纸质烧毁所致 , 有可能造成绝缘损。

  油箱是变压器的外壳 , 内装铁芯和线圈并充满变压器油 , 使铁芯和线圈浸在油内。 变压器油起绝缘和散热作用。大型变压器一般有两个油箱 , 一个为本体油箱 ; 一个为有载调压油箱 , 有载调压油箱内装有切换开关。这是因为切换开关在进行操作过程中会产生电弧 , 若进行频繁操作将会使油的绝缘性能下降 , 因此设一个单独的油箱将切换开关单独放置。

  (1) 箱式油箱。箱式油箱用于中、小型变压器。这种变压器上部箱盖可以打开 , 其充油 后的总重量 , 与大型变压器相比 , 不算太重 , 因此 , 当变压器的器身需要进行检修时可以将 整个变压器带油搬运至有起重设备的场所 , 将箱盖打开 , 吊出器身 , 进行检修。

  (2) 钟罩式油箱。一般大型变压器均采用钟罩式油箱。这种变压器的器身自重都在 200t 以上 , 总重量均在 300t 以上 , 运输起来比较困难。当进行器身检修时 , 不必吊出笨重的器身 , 只要吊去较轻的箱壳 , 即可进行检修工作。

  当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时 , 油枕起着调节油量 , 保证变压器油箱内经常充满油的作用。若没有油枕 , 变压器油箱内的油面波动就会带来两个方面的不利因 素 : 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘 ; 二是随着油面波动 , 空气从箱盖缝里排出和吸进 , 而由于上层油温很高 , 使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油 面要小 , 这样 , 可以减少油和空气的接触面 , 防止油被过速地氧化和受潮。另外油枕的油在 平常几乎不参加油箱内的循环 , 它的温度要比油箱内的上层油温底得多 , 油的氧化过程也慢得多 , 因此有了油枕 , 可防止油的过速氧化。

  答 : 油的老化 , 除了由于油本身的质量原因外 , 油和大气相接触是一个非常主要的原 因。因为变压器油中溶解了一部分空气 , 空气中的氧将促使变压器油及浸泡在油中的纤维老化。为了防止和延缓油的老化 , 必须尽量避免变压器油直接和大气相接触。变压器油面与大 气相接触的部位有两处 : 一是安全气道的油面 ; 二是油枕中的油面。安全气道改用压力释放 阀 , 油枕采用胶囊密封 , 可以减少油与大气接触的面积 , 用这种方法能防止和减缓油质老 化。

  胶囊式油枕是在油枕的内壁增加了一个胶囊袋。胶囊袋内部经过呼吸器及其连管与大气相通 , 胶囊袋的底面紧贴地浮在油枕上 , 使胶囊袋和油面之间没有空气 , 隔绝了油面和空气 的接触。这样空气中的氧不再和油中的气体相交换 , 油中溶解氧的含量渐渐下降 , 直到全部消耗完为止 , 从而可达到阻止油氧化的目的。用胶囊袋还可以防止外界的湿气、杂质等侵入变压器内部 , 使变压器能保持一定的干燥程度。当油面随温度变化时 , 胶囊袋也会随之膨胀和压缩 , 起到了呼吸的作用。

  答 : 油枕中隔膜使油枕中的油与空气隔离 , 达到减慢油质劣化速度的目的。 隔膜式油枕就是在油枕的中间法兰处安装胶囊密封隔膜 , 隔膜底面紧贴在油枕的油面上 , 使隔膜和油面之间没有空气。在油枕的下部增加了一个集气室 , 其底部倾斜 , 便于污油 沉积和气体汇集。集气室底部有两个连接头 , 一个接排气管 , 另一个接注、放油管。

  油枕的一端一般装有油位计 ( 表 ) 。油位计 ( 表 ) 是用来指示油枕中的油面。

  对于胶囊式油枕 , 为了使变压器油面与空气完全相隔绝 , 其油位计间接显示油位。这种 油枕是通过在油枕下部的小胶囊袋 , 使之成为一个单独的油循环系统 , 当油枕的油面升高时 , 压迫小胶囊袋的油柱压力增大 , 小胶囊袋的体积被缩小了一些 , 于是在油表反应出来的 油位也高起来一些 , 且其高度与油枕中的油面成正比 ; 相反 , 油枕中的油面降低时 , 压迫小 胶囊袋的油柱压力也将减小 , 使小胶囊袋体积也相对地要增大一些 , 反应在油表中的油面就 要降低一些 , 且其高度与油枕中的油面成正比。换句话说 , 它是通过油枕油面的高、低变化 , 导致小胶囊袋压力大小发生变化 , 从而使油面间接地、成正比例地反应油枕油面高低的 变化。

  对于隔膜式油枕 , 可安装磁力式油表。油表连杆机构的滚轮在薄膜上不受任何阻力 , 能 自由、灵活地伸长与缩短。磁力表上部有接线盒 , 内部荔开关 , 当油枕的油面出现最高或最 低位置时 , 开关自动闭合 , 发出报警信号。

  答 : 呼吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部气体出人的通道 , 解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。 呼吸器内硅胶的作用是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气。 油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命 , 把硅胶与大气隔离开 , 只有进入变压器内的空气才通过硅胶。

  答 : 正常干 燥时呼吸器硅胶为蓝色。当硅胶颜色变为粉红色时 , 表明硅胶已受潮而且失

  效。一般变色硅胶达 2/3 时 , 值班人员应通知检修人员更换。硅胶变色过 快的原因主要有 :

  (4) 呼吸器下部油封罩内无油或油位太低 , 起不到良好的油封作用 , 使湿空气未经油封 过滤而直接进入硅胶罐内。

  答 : 变压器压力释放阀的作用相当于早期变压器的防爆筒 , 起安全阀的作用。当变压器发生故障或穿越性的短路未及时切除 , 电弧或过流产生的热量使变压器油发生分解 , 产生大 量高压气体 , 使油箱承受巨大的压力 , 严重时可能使油箱变形甚至破裂 , 并将可燃性油喷洒 满地。压力释放阀在这种情况下动作排出故障产生的高压气体和油 , 以减轻和解除油箱所承 受的压力 , 保证油箱的安全。对主变压器 ( 日立公司 ), 其动作压力整定在 10 ± 1 磅 / 平方英 寸 , 并在 2m 内全部开放。主、辅油箱各有一个压力释放阀。

  一般大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置 , 它装在变压器油箱外 , 便于运行人员监视变压器油温情况。 用于测量变压器上层油温的测温装置有电触点压力式温度计和遥测温度计。 电触点压力式温度计除了可以测量变压器的实时温度外 , 还带有电触点 , 若温度到达或超过上、下限给定值时 , 其触点会闭合 , 发出报警信号。

  遥测温度计也称为电阻温度计。它是利用电桥原理构成的 , 主要由两个部件组成 , 一是 动圈式温度指示仪表 ; 一是热电阻检测元件。热电阻是装在变压器的箱盖上的 , 温度指示仪 则装在控制室 , 两者之间通过控制电缆或光缆连接起来 , 所以可以实现遥测测温。

  30. 举例说明主变冷控柜内各开关、把手、指示灯的作用是什么 ? 答 : 日立公司变压器冷控柜面板如图 2-1 所示。

  图 2-1 中 :W1、W2——电源指示灯 EI 常时灯亮;43A ——手动 (M 油 nd), 自动把手 (Auto)( 当打在手动位置时〉\可手动 l 起动风扇和投入冷却器电源 ; 当打在自动 位置时 , 可自动起动风扇以及在冷却器工 ; 作交流电源故障时自动切换至交流电源 ); 43C —— No1 、 No2 风扇优先控制把手 ;3-8A ——主电源控制把手 ;3-8B ——备用电源控制把手 ;3-88F1 —— #1 冷却器控制

  把手 ;3-88 归—— #2 冷却器控制把于 11R( 红灯 ) ——当把手投入时亮 ;G (绿灯) ——当把手未投入时亮。冷控柜内各主要元件的作用 :8A 、 8B ——动力电源主开关 l8C ——冷却器控制回路电源开关 ;8H ——加热器电源开关 ;42F1 —— #1 冷却器电源总开关 ;42 应—— #2 冷却器电源总开关。

  (1) M01Eo 就地一远方 选择把手 , 置于 就地 位置时 , 在本屏调到 分头 ; 置于 远方 时 , 在控制屏 ( 或监控屏 ) 上调主变压器分头。

  (2) MANUAL-AUTOMATIC。 手动一自动 选择把手 , 置于 手动 位置时 , 在本屏通过升或降按钮调主变压器分头 : 置于 自动 位置时 , 由无功补偿装置自动调节主变压器分头。

  (5) HESEATINGo 步进迟缓信号灯。在主变压器调压过程中 , 如果完成一级的时间超过1Os 时此灯亮。

  (6) OUT OF STEP 。调压失步灯。每一组变压器分头位置不一致时此灯亮。

  (7) IN PROGRESS 。在调压过程中 , 从发调压命令到分头切换完毕之间此灯亮。

  (3) 主控室集中操作。一是在主变调压控制屏上操作 , 一个是在主控制屏或监控屏上操作。

  (5) 现场手动操作。靠人工在变压器现场分相操作。正常运行时禁止在现场进行操作。

  变压器的油箱内充满了变压器油 , 变压器油的作用一是绝缘 , 二是散热。变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度 , 因为油是易流动的液体 , 它能够充满变压 器内部的任何空隙 , 将空气排除 , 避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低 ; 其次 , 因为油的绝缘强度比空气大户乡人而增加了变压器内部各部件之间的绝缘强度 , 使绕组与绕组 之间 , 绕组与铁芯之间 , 绕组与之由箱盖之间均保持良好的绝缘 ; 第三 , 可以使变压器的绕组 和铁芯得到冷却 , 因为变压器运行中 , 绕组与铁芯周围的油受热后 , 温度升高 , 体积膨胀 , 相对密度减小而上升 , 经冷却后 , 再流入油箱的底部 , 从而形成了油的循环 , 这样 , 油在不 断循环的过程中 , 将热量传给冷却装置 , 从而使绕组和铁芯得到冷却 ; 第四 , 能使木材、纸 等绝缘物保持原有的化学和物理性能 , 使金属得到防腐作用 , 能熄灭电弧。

  变压器油是矿物油 , 由于它的成分不同 , 若将不同的变压器油混合在一起 , 对油的安定 度有影响 , 会加快油质劣化 , 所以不同型号的变压器油一般不应混合使用。若因同型号油不 足不得不混合使用时 , 则应经过混油 ( 化学、物理 ) 试验证明可以混合 , 方能混合使用。

  运行中变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内 , 如不接地 , 在外加电压的作用下 , 铁芯及其他附件必然感应一定的电压。当感应电压超过对地放电电压时 , 就会产生放电现象。为了避免变压器的内部放电 , 所以要将铁芯接地。

  37. 什么叫温升 ? 变压器温升额定值是怎样规定的 ? 为什么要限制变压器的温升 ?

  因为变压器绕组正常老化温度为 98 ℃。运行中绕组最热点温升约比其平均温升高 13OC,在环境温度等于 20 ℃时 , 按以上温升标准设计的变压器 , 其绕组最热点温度为 20+65+l3=98 ℃ , 恰与绕组正常老化温度一致。而变压器过负荷时 , 其各部分温升将超过额定值 , 使 ! 变压器的绝缘老化加速。一般认为 , 绕组绝缘温度比 98 ℃每高 6 ℃ , 其寿命老化损失将增加一倍。因此 , 对变压器的过负荷时间必须加以限制 , 否则会影响变压器的寿命。

  答 : 变压器在运行中要产生铁损和铜损 , 这两部分损耗全部转化为热量 , 使铁芯和绕组发热、绝缘老化 , 影响变压器的使用寿命 , 国标规定变压器绕组的绝缘多采用 A 级绝缘叶 因此规定了绕组的温升为 65 ℃。

  答 : 上层油温的允许值应遵守制造厂的规定 , 对自然油循环自冷、风冷的变压器最高利得超过 95 ℃ , 为了防止变压器油劣化过速 , 上层油温不宜经常超过 85 ℃。这是因为温度刘 高 , 油的氧化速度增大 , 油的老化越快。根据试验得出 , 当平均温度每升高 10 ℃时 , 油剧 劣化速度就会增加 1.5~2 倍。当然 , 规定再低一些对油的运行虽然有利 , 但却限制了变品 器的出力。为了兼顾二者 , 因此 , 变压器油温不宜经常超过 85 ℃。

  答 : 变压器的过负荷是指变压器运行时 , 传输的功率超过变压器的额定容量。可分为 :

  (1) 允许过负荷。顶部油温不太高 , 绕组热点温度还无损害 , 过负荷并不太大 , 负荷制况稳定 , 但时间不宜太长。

  (2) 限制过负荷。过负荷程度较重 , 顶部油温升高 , 绕组热点温度有一定危害 , 顶部泪度还未达到 140 ℃ , 但时间不能太长。

  (3) 禁止过负荷。过负荷很大 , 运行时间很长 , 顶部油温很高 , 绕组热点温度也达到角险程度。

  41. 什么是变压器的正常过负荷 ? 变压器正常过负荷运行的依据是什么 ?

  所谓正常过负荷系指不影响变压器寿命的过负荷。其含义是变压器在运行中 , 负载是经常变化的 , 在高峰负荷期 , 变压器可能短时过载 , 在低谷期 , 变压器欠载。因此 , 低谷期损失小 , 可延长使用寿命 ; 高峰期损失大 , 而缩短使用寿命。这样低谷可以补偿高峰 , 而不影响变压器的使用寿命。 变压器正常过负荷运行的依据是变压器绝缘等值老化原则。即变压器在一段时间内时正常过负荷运行 , 其绝缘寿命损失大 , 在另一段时间内低负荷运行 , 其绝缘寿命损失小 , 两者绝缘寿命损失互补 , 保持变压器正常使用寿命不变。如在一昼夜内 , 高峰负荷时段 , 变压器过负荷运行 , 绕组绝缘温度高 , 绝缘寿命损失大 ; 而低谷负荷时段 , 变压器低负荷运行 , 绕组绝缘温度低 , 绝缘寿命损失小 , 因此两者之间绝缘寿命损失互相补偿。同理 , 在夏季 , 变压器一般为过负荷或大负荷运行 , 冬季为低负荷运行 , 两者的绝缘寿命损失互为补偿。因此 , 若过负荷运行的变压器总的使用寿命无明显变化 , 则可以正常过负荷。

  在电力系统发生事故时 , 为了保证对重要用户的连续供电 , 允许变压器在短时间内 过负荷运行 , 称为事故过负荷。变压器在事故状态下过负荷运行 , 不考虑起始负荷倍数和年 等值环境温度 , 只考虑变压器的冷却方式和当时的环境温度。

  在事故过负荷状态下 , 将加速绝缘老化 , 减少变压器的寿命 , 但因这种损失要比对用户停电带来的损失小得多 , 因此在经济上仍然是合理的。

  (1) 变压器在运行中绝缘所受的温度越高 , 绝缘的老化也越快 , 所以必须规定绝缘 的允许温度。一般认为 : 油浸变压器绕组绝缘最热点温度为 98 ℃时 , 变压器具有正常使用寿命 , 约 20~30 年。

  (2) 上层油温的规定。上层油温的允许值应遵循制造厂的规定 , 对自然油循环自冷、风 冷的变压器最高不得超过 95 ℃ , 为防止变压器油劣化过速 , 上层油温不宜经常超过 85 ℃ ; 对强油导向风冷式变压器最高不得超过 80 ℃ ; 对强迫油循环水冷变压器最高不得超过 75 ℃。

  (3) 温升的规定。上层油温与冷却空气的温度差 ( 温升 ), 对自然油循环自冷、风冷的变压器规定为 55 ℃ , 而对强油循环风冷变压器规定为 40 ℃。

  (4) 线圈温度规定。一般规定线圈最热点温度不得超过 105 ℃ , 但如在此温度下长期运行 , 则变压器使用年限将大为缩短 , 所以此规定仅限于当冷却空气温度达到最大允许值且变 压器满载的情况。

  (5) 电压变化范围。规程规定变压器电源电压变动范围应在其所接分接头额定电压的 ± 5% 范围内 , 其额定容量也保持不变 , 即当电压升高 ( 降低 )5% 时 , 额定电流应降低 ( 升 高 )5% 。变压器电源电压最高不得超过额定电压的 10% 。

  变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源 , 二次绕组开路的工作状况。此时 , 一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载磁场。在主磁场 ( 即同时 交链一、二次绕组的磁场 ) 的作用下 , 一、二次绕组中便感应出电动势。变压器空载运行 时 , 虽然二次侧没有功率输出 , 但一次侧仍要从电网吸取一部分有功功率 , 来补偿因磁通饱和 , 在铁芯内引起的磁滞损耗和涡流损耗 , 简称铁耗。磁滞损耗的大小取决于电源的频率和 铁芯材料磁滞回线的面积 ; 涡流损耗与最大磁通密度和频率的平方成正比。另外还存在空载电流引起的铜耗。对于不同容量的变压器 , 空载电流和空载损耗的大小是不同的。

  变压器的负载运行是指一次绕组接上电源 , 二次绕组接有负载的运行形式。此时二次绕组便有电流 i2 流过 , 产生磁通势 i2 屿 , 该磁通势将使铁芯内的磁通趋于改变 , 使一次 电流 il 发生变化 , 但是由于电源电压 u1 为常值 , 故铁芯内的主磁通φm 始终应维持常值, 所以 , 只有当一次绕组新增电流 Ai1 所产生的磁通势ω lAil 和二次绕组磁通势 i2ω2 相抵消 时 , 铁芯内主磁通才能维持不变 , 即 : ω 1Ail+ ω 2i2=0, 称为磁通势平衡关系。变压器正是 通过一、二次绕组的磁通势平衡关系 , 把一次绕组的电功率传递到了二次绕组 , 实现能量转 换。

  答 : 分列运行是指两台变压器一次母线并列运行 , 二次母线用联络断路器联络。正常运 行时 , 联络断路器是分断的 , 这时变压器通过各自的二次母线供给各自的负荷。

  并列运行是指两台变压器一次母线并列运行 , 正常运行时两台变压器通过二次母线联合向负荷供电。或者说二次母线的联络断路器总是接通的。变压器并列运行优点有 :

  (1) 保证供电的可靠性。当多台变压器并列运行时 , 如部分变压器出现故障或需停电检修 , 其余的变压器可以对重要用户继续供电。

  (2) 提高变压器的总效率。电力负荷是随季节和昼夜发生变化的 , 在电力负荷最高峰时 , 并列的变压器全部投入运行 , 以满足负荷的要求 ; 当负荷低谷时 , 可将部分变压器退出 运行 , 以减少变压器的损耗。

  (3) 扩大传输容量。一台变压器的制造容量是有限的 , 在大电网中 , 要求变压器输送 11大的容量时 , 只有采用多台变压器并列运行来满足需要。

  (4) 提高资金的利用率。变压器并列运行的台数可以随负荷的增加而相应增加 , 以减少 初次投资 , 合理利用资金。

  (1) 变压器完好。主要包括变压器本体完好 , 无任何缺陷 ; 各种电气性能符合规 定 ; 变压器油的各项指标符合标准 , 油位正常 , 声响正常 ; 各辅助设备 ( 如冷却装置、调 11 装置、套管、气体继电器、压力释放阀等 ) 完好无损 , 其状态符合变压器的运行要求。

  (2) 变压器额定参数符合运行要求 , 主要包括 : 电压、电流、容量、温度等 , 辅助设 4; 要求的额定运行参数 ( 如冷却器工作电源 , 控制回路所需的工作电源等 ) 也应满足要求。

  (3) 运行环境符合要求。主要包括变压器接地良好 , 各连接接头紧固 ; 各侧避雷器工作正常 ; 各继电保护装置工作正常等。‘

  (6) 绝缘油定期色谱分析试验有乙 : 快或氢气 , 总短超标且不断趋于严重。

  (8) 有载调压分接开关调压不正常滑档 , 无载分接开关直流电阻数值异常。

  (9) 变压器套管有裂纹或较严重破损 , 有对地放电声 , 接线桩头接触不良有过热现象。

  (10) 气体继电器连续报警 , 且间隔趋短 , 气体继电器内气体不断集聚。

  (11) 在同样环境温度和负荷下 , 变压器温度不正常 , 且不断上升。

  (2) 发生不符合变压器正常运行的一般要求项目的现象 , 且有可能出现使变压器烧损的情况。

  (2) 由三台单相变压器组成三相变压器组 , 当一台损坏而用不同参数的变压器来代替 时 , 造成电流和电压的不对称。

  (2) 变动过内、外接线) 电缆线路或电缆接线变动 , 或架空线走向发生变化。 变压器与其他变压器或不同电源线路并列运行时 , 必须先做好核相工作 , 两者相序相同才能并列 , 否则会造成相间短路。

  三绕组变压器任何一侧停止运行 , 其他两侧均可继续运行 , 但应注意的是 :

  (1) 检查变压器及其回路的绝缘是否存在弱点或缺陷。拉开空载变压器时 , 有可能产生操作过电压。在电力系统中性点不接地或经消弧线圈接地时 , 过电压幅值可达 4~4.5 倍相电压 ; 在中性点直接接地时 , 过电压幅值可达 3 倍相电压。为了检验变压器绝缘强度能 否承受全电压或操作过电压的作用 , 故在变压器投入运行前 , 需做空载全电压冲击试验。若 变压器及其回路有绝缘弱点 , 就会被操作过电压击穿而加以暴露。

  (2) 检查变压器差动保护是否误动。带电投入空载变压器时 , 会产生励磁涌流 , 其值可 达 6~8 倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快 , 一般经 0.5~ls 即可减到 0.25~0.5 倍额定电流 , 但全部衰减完毕时间较长 , 中小型变压器约几秒 , 大型变压器可达胁 2Os, 故励磁电流衰减初期 , 往往使差动保护误动 , 造成变压器不能投入。因此 , 空载冲击合闸时 , 在励酣涌流作用下 , 可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查 , 并作出该保护可否投入的评价和结论。 !

  (3) 考核变压器的机械强度。由于励磁涌流产生很大的电动力 , 为了考核变压器的机械强度 , 需做空载冲击试验。 l

  按照规程规定 , 全电压空载冲击试验次数 , 新产品投入 , 应连续冲击 5 次 ; 大修后投入 ,应连续冲击 3 次。每次冲击间隔时间不少于 5min, 操作前应派人到现场对变压器进行监视 , 检查变压器有无异音异状 , 如有异常应立即停止操作。 ;

  在变压器的制造过程中及检修期间更换线圈之后 , 常要做空载试验和短路试验。

  变压器的空载试验又称无载试验 , 实际上就是在变压器的任一侧线圈加额定电压 , 其他侧线圈开路的情况下 , 测量变压器的空载电流和空载损耗。变压器的空载电流的大小 , 取决于变压器的容量、磁路、硅钢片质量和铁芯接缝的大小等因素。一般 , 中、小型变压器的空载电流占额定电流的 4%~16%;2400伏安以上的变压器的空载电流占额定电流的 0.9%~2.4% 。空载损耗主要包括铁芯里的涡流损耗和磁滞损耗 , 还有附加损耗。做变压器空载试验的目的如下 :

  (1) 测量空载电流、空载损耗 , 计算出变压器的激磁阻抗等参数 , 并求出变比。

  (2) 能发现变压器磁路中局部和整体的缺陷 , 如硅钢片间绝缘不良 , 穿心螺杆或压板的绝缘损坏等。当有这些缺陷时 , 由于铁芯或铁件中涡流损耗增加 , 空载损耗会显著增加。

  (3) 能发现变压器线圈的一些问题 , 如线圈匝间短路 , 线圈并联支路短路等。因为短路匝存在 , 其中流过环流引起损耗 , 也会使空载损耗增加。

  变压器的短路试验 , 就是在变压器的任一侧线圈通以额定电流 , 其他侧线圈短路的情况下 , 测量变压器加电源一侧的电压、电流和短路损耗 ( 主要是线圈中的铜耗 , 包括铁 件中的涡流损耗 ) 。为了测量方便 , 短路试验一般由高压侧供电。做变压器短路试验的目的是 :

  (1) 测量短路时的电压、电流、损耗 , 求出变压器的铜耗及短路阻抗等参数。

  (2) 检查线圈结构的正确性。对于短路损耗超出标准或比同规格的线圈大时 , 从中可发 现多股并绕线圈的换位是否正确或是否有换位短路。

  (4) 测量非纯瓷套管的介质损失角正切值 tgS( 对不需要拆卸套管即能试验者 1~2 年一次 )。

  变压器的检修工作通常分为维护性检修和恢复性检修两类。 维护性检修是定期或不定期地对变压器各辅助设备及变压器油进行维护 , 如冷却装置风 肩、潜油泵以及散热片、调压驱动装置等。维护性检修的目的是保持变压器始终处于正常状态 , 提高变压器的健康水平 , 保证变压器能安全可靠、满足负荷要求地运行。

  恢复性检修是在变压器出现故障或缺陷 , 影响变压器的正常运行甚至迫使变压器退出运行时 , 对变压器的故障和缺陷进行处理。恢复性检修的目的是消除变压器的故障和缺陷 , 使变压器能够投入正常运行。

  500kV变压器是不需要进行定期大修的 , 但维护性的检修应按时进行。维护性检修通常一年一次。

  (1) 发电厂和变电站的主变压器、发电厂的主要广用变压器和主要变电站的所用到压器 , 在投入运行后的第五年内和以后一般每 10 年应大修 1 次。

  (2) 其他超过正常过负荷运行的变压器 , 每 10 年大修 1 次 ; 充氮与胶囊密封的变压器,可适当延长大修间隔。

  (3) 对于密封式的变压器 , 经过试验和运行情况判定确有内部故障时 , 才进行大修。

  (4) 运行中的变压器发现异常情况或经试验判明有内部故障时应提前进行大修。

  (5) 在大容量电力系统中运行的主变压器 , 当承受出口短路后 , 应考虑提前大修。 运行中没有明显缺陷的变压器 , 且无适当的起重设备 , 而变压器结构又能保证线圈钉压紧者 , 对普通小型变压器可取下变压器顶盖进行检查修理 ; 对钟罩式变压器可放油后由人孔进入油箱内进行检查修理。

  (6) 对套管密封、顶部连接帽密封衬垫的检查 , 对瓷套绝缘的检查、清扫。

  (3) 断开主变压器三侧隔离开关的动力电源小开关或动力电源保险 ( 可能来电的隔离开关 )。

  (7) 按照《电业安全规程》的规定布置好现场的安全措施 , 并与工作负责人进行交代。

  由于电容效应,超高压空载长线线路末端电压升高。在这种情况下投入空载变压器 , 由于铁芯的严重饱和,将感应出高幅值的高次谐波电压,严重威胁变压器绝缘。故在操作前要降低线路首端电压, 并投入末端变电站的电抗器 , 使得操作电压短时间 ( 如 500kV 级 不得超过 3omn) 不超过变压器相应分接头电压的 10%O

  当变压器的中性点接地运行时 , 是不需要装避雷器的。但是 , 由于运行方式的需要(为了防止单相接地事故时短路电流过大),220kV 及以下系统中有部分变压器的中性点是断开运行的。在这种情况下 , 对于中性点绝缘不是按照线电压设计 ( 即分级绝缘 ) 的变压器中性点应装避雷器。原因是 , 当三相承受雷电波时,由于入射波和反射波的叠加,在中性点上 出现的最大电压可达到避雷器放电电压的 1.8 倍左右 , 这个电压会使中性点绝缘损坏 , 所以必须装一个避雷器保护。

  理论上变压器本身三相对称 , 负荷三相对称 , 变压器的中性点应无电压 , 但实际上三相对称很难做到。

  在中性点接地系统中变压器中性点固定为地电位 ; 而在中性点不接地系统中变压器中性点对地电压的大小与三相对地电容的不对称程度有关。当输电线路采取换位措施 , 改善对地电容的不对称度后 , 变压器中性点对地电压一般不超过相电压的 1.5% 。

  68. 主变压器新装或大修后投入运行为什么有时气体继电器会频繁动作 ? 遇到此类问题怎样判断和处理 ?

  新装或大修的变压器在加油、滤油时 , 会将空气带入变压器内部 , 若没有能够及时排出 , 则当变压器运行后油温会逐渐上升 , 形成油的对流 , 将内部贮存的空气逐渐排除 , 使气体继电器动作。气体继电器动作的次数 , 与变压器内部贮存的气体多少有关。

  遇到上述情况时 , 应根据变压器的音响、温度、澳门赌场,油面以及加油、滤油工作情况作综合分 析。如变压器运行正常 , 可判断为进入空气所致 , 否则应取气做点燃试验 , 判断是否变压器 内部有故障。

  变压器在运行时铁芯和绕组中的损耗转化为热量 , 引起各部位发热 , 使温度升高。 热量向周围以辐射、传定。巡视检查变压器时 照 , 进行分析、判断变戎负荷不变但温度不断变压器内部出现异常现象。

  变压器的油面正常变化 ( 排除渗漏油 ) 决定于变压器的油温变化 , 因为油温的变化直接影响变压器油的体积 , 使油面上升或下降。影响变压器油温的因素有负荷的变化、环境温度和冷却器装置的运行状况等。如果油温的变化是正常的 , 而油标管内油位不变化或变化异常 , 则说明油面是假的。

  运行中出现假油面的原因可能有 : 油标管堵塞、呼吸器堵塞、防爆管通气孔堵塞等。础理时 , 应先将气体继电器跳闸出口解除。

  71. 影晌变压器油位及油温的因素有哪些 ? 哪些原因使变压器缺油 ? 缺油对变压器运行有什么影晌 ?

  变压器的油位在正常情况下随着油温的变化而变化 , 因为油温的变化直接影响到器油的体积 , 使油位上升或下降。影响油温变化的因素有负荷的变化、环境温度的变化、内部故障及冷却装置的运行状况等。造成变压器缺油的原因有 : 变压器长期渗油或大量漏油;在修试变压器时 , 放油后没有及时补油 ; 油枕的容量小 , 不能满足运行要求 ; 气温过低、油枕的储油量不足等都会使变压器缺油。变压器油位过低会使轻瓦斯动作 , 而严重缺油时 ,铁芯暴露在空气中容易受潮 , 并可能造成导线过热 , 绝缘击穿 , 发生事故。

  (1) 套管升高座电流互感器小绝缘子引出线的桩头处 , 所有套管引线) 气体继电器及连接管道处。

  (2) 补油应适量 , 使油位与油枕的温度线) 补油前应将气体保护改接信号位置 , 补油后经两小时 , 如无异常再将气体保护由信号改接改接跳闸位置。

  (4) 禁止从变压器的底部阀门补油 , 防止变压器底部的沉淀物冲入线圈内 , 影响变压器的绝缘和散热。

  (4) 应从变压器底部阀门放油 , 开始时缓慢松动阀门 , 防止油大量涌出。应先放出一部 分污油 , 用棉纱将阀门擦净后再放少许油冲洗阀门 , 并用少许油冲洗瓶子数次 , 才能取油样 , 瓶塞也应用少许油清洗后才能密封。

  (3) 换上干燥的吸潮剂后 , 应使油封内的油没有呼气嘴并将呼吸器密封。

  (1) 铁芯局部过热。铁芯是由绝缘的硅钢片叠成的 , 由于外力损伤或绝缘老化使钢 片间的绝缘损坏 , 涡流造成局部过热。另外 , 铁芯穿芯螺杆绝缘损坏会造成短路 , 短路电流也会使铁芯局部过热。

  (2) 线圈过热。相邻几个线圈匝间的绝缘损坏 , 将造成一个闭合的短路环路 , 同时 , 使 一相的绕组匝数减少。在短路环路内的交变磁通会感应出的短路电流并产生高温。应间短路 在变压器故障中所占比重较大。引起匝间短路的原因很多 , 如 : 线圈导线有毛刺或制造过程 绝缘机械损伤 ; 绝缘老化或油中杂物堵塞油道产生高温损坏绝缘 ; 穿越性短路故障 ; 线匝轴 向、辐向位移磨损绝缘等。

  较严重的匝间短路导致发热严重 , 使油温急剧上升 , 油质变坏 , 因此容易被发现。而轻 微的匝间短路则较困难发现 , 需通过测量直流电阻或变比试验来判断。

  (3) 分接开关过热。分接开关接触不良 , 接触电阻过大 , 易造成局部过热。调节分头或 变压器过负荷运行时应特别注意分接头开关局部过热问题。分接开关接触不良的原因有 : 触 点压力不够 ; 动静触点间有油泥膜 ; 接触面有烧伤 ; 定位指示与开关接触位置不对应 ;DW 型鼓形分接开关几个接触环与接触柱不同时接触等。

  分接开关接触不良最容易在大修或切换分接头后发生 , 穿越性故障后可能烧伤接触面。 一般分接开关过热可以通过油化验来判断。分接开关过热时一般油闪点迅速下降。变压器如能停电 , 还可由三相分接头直流电阻来判断。

  除上述集中局部过热情况外还有接头发热和因压环螺钉绝缘损坏或压环触碰铁芯造成环漏磁使铁件涡流增大等都会使温度升高。运行中判断具体过热部位是很困难的 , 必要时 , 需吊芯检查。

  77. 变压器在运行时为什么会有 嗡嗡 的声音 ? 是什么原因会使变压器发出异常声音 ?

  变压器合闸后 , 就有 嗡嗡 的响声 , 这是由于铁芯中交变的磁通在铁芯硅钢片间 产生一种力的振动的结果。一般说来 , 这种 嗡嗡 声的大小与加在变压器上的电压和电流成正比。正常运行中 , 变压器铁芯声音应是均匀的 , 但在下列情况下可能会产生异音 :

  (2) 过电流 ( 如过负荷、大动力负荷启动、穿越性短路等 ) 引起。 以上两种原因引起的只是声音比原来大 , 仍是 嗡嗡 声 , 元杂音。但也可能随着负布 的急剧变化 , 呈现 割割割、割割割 突出的间隙响声 , 此声音的发生和变压器的指示仪表 ( 电流表、电压表 ) 的指示同时动作 , 易辨别。

  (3) 个别零件松动。这种原因能造成非常惊人的 锤击 和 刮大风 之声 , 如 叮叮当当 和 呼……呼…… 之声。但指示仪表均正常 , 油色、油位、油温也正常。

  (4) 变压器外壳与其他物体撞击引起的。这时 , 因为变压器内部铁芯的振动引起其他部件振动 , 使接触部位相互撞击。如变压器上装控制线的软管与外壳或散热器撞击 , 呈现 沙沙沙 声 , 这种声音有连续时间较长、间隙的特点 , 变压器各种部件不会呈现异常现象。这时可寻找声源 , 在最响的一侧用于或木棒按住再听声音有何变化 , 以判别之。

  (5) 外界气候影响造成的放电声。如大雾天、雪天造成套管处电晕放电或辉光放电 , 呈现 嘶嘶 、 嗤嗤 之声 , 夜间可见 , 蓝色小火花。

  (6) 铁芯故障引起。如铁芯接地线断线会产生如放电的霹裂声 , 铁芯着火 , 造成不正常鸣音。

  (7) 匝间短路引起。因短路处局部严重发热 , 使油局部沸腾会发出 咕噜咕噜 像水开了的声音。这种声音需特别注意。

  (8) 分接开关故障引起。因分接开关接触不良 , 局部发热也会引起象绕组匣间短路所引 起的那种声音。引起异音的原因繁多 , 而且复杂 , 需要在实践中不断地积累经验来判断引起 异音的原因。

  (9) 空载合闸。空载合闸时主要是励磁涌流 , 这时的异常声音只是一瞬间。

  (1) 套管表面过脏。如粉尘、污秽等。在阴雨天就会发生套管表面绝缘强度降低 ,容易发生闪络事故 , 若套管表面不光洁 , 在运行中电场不均匀会发生放电现象。

  (2) 高压套管制造不良。末屏接地焊接不良形成绝缘损坏或末屏接地出线的瓷瓶心轴与接地螺套不同心、接触不良或末屏不接地 , 也有可能导致电位提高逐步损坏。

  套管出现裂纹会使绝缘强度降低 , 造成绝缘的进一步损坏 , 直至全部击穿。裂缝中的水结冰时也可能将套管胀裂。可见套管裂纹对变压器的安全运行是有危害的。

  (1) 节省材料。自祸变压器是将二次绕组容量作为一次绕组的一部分 , 这就等于省去了 一次绕组的一部分。另外 , 作为二次侧的绕组容量还可以做成为同额定容量的双绕组变压器 的容量的 (1-UL)(KA 为变比 ), 这就可以省去制作绕组所需要的部分导线及绝缘材料。 由于电磁容量为标称容量的 (1 一 1/KA), 故铁芯尺寸也可缩小 , 节省了硅钢片。由于省去了 一次绕组的一部分 , 减小了二次绕组导线的截面积以及缩小了铁芯尺寸 , 使变压器体积减 小 , 还可以节省部分钢材。由此可以看出 , 自藕变压器节省材料的优点是非常显著的。

  (2) 降低损耗。由于自藕变压器省去了一次绕组的一部分 , 负载损耗减至为原双绕组变 压器 (1-1/KA), 且公共绕组的电流只有二次电流的 (1-1/KA), 截面也小至 (1 一 1/KA), 故运行时总的铜损耗是双绕组变压器铜耗的 (1-1/KA) 。由于自糯变压器的电磁容量为标称 容量的 (1-1/KA), 铁芯尺寸比同容量的双绕组变压器小 , 激磁电流也相应减小 , 这就降低 了自祸变压器的铁损耗。

  (4) 自棋变压器的一、二次线固不仅有磁的联系 , 还有电的联系。为了改善感应电势波

  形 , 还设有一个单独的第三绕组接成三角形 , 第三绕组与高、中压绕组间只有磁路上的联 系 , 并无电路上的联系 , 除补偿三次谐波电流之外 , 还可以连接发电机同步补偿机以及作为 变电所用电。仅用于改善波形的第二绕组 , 容量不应小于电磁容量的 359 毛 , 一般第三绕组 的容量为额定容量的 1/2~1/30

  (5) 变比选择。自祸变压器的一系列优点都是由于电磁容量小于通过容量 ( 额定容量 ) 所致 , 即 Sdc=(1-1/KA) SN<SN, 当 KA( KA1) 越接近 1 时 , 系数 (l-1/KA) 越小 , 自糯变压器的优点就越显著 ; 当 KA 较大时 , 绕组容量也越大 , 优越性就越低。所以 , 自耦变压器适用于一、二次电压变比不大的场合。一般自藕变压器的变比 KA 在 2 左右。

  1) 自藕变压器的中性点必须接地或经小电抗接地。 当自祸变压器高压侧网络发生单相接地故障时 , 若中性点不接地 , 则在其中压绕组上将出现过电压 , 自藕变压器变比 KA 越 大 , 中压绕组的过电压倍数越高。为了防止这种情况发生 , 其中性点必须接地。中性点接地 后 , 高压侧发生单相接地时 , 中压绕组的过电压便不会升高到危险的程度。

  2) 引起系统短路电流增加。由于自祸变压器有自糯联系 , 其电抗降低为同容量双绕组 变压器的 (1 一 1/KA), 漏阻抗的标么值是等效的双绕组变压器的 (1-1/KA) 。所以自藕变压 器电压变动小而短路电流较同容量双绕组变压器大 , 使系统短路电流显著增加。

  3) 两侧过电压的相互影响。自祸变压器因其绕组有电的连接 , 当某一侧出现大气过电压或操作过电压时 , 另一侧的过电压可能超过其绝缘水平。

  (1) 由于变压器是由三台单相组成的三相变压器组 , 三相磁路彼此元关 , 三次谐被 磁通矶和主磁通φ沿同一磁路闭和 , 由于磁阻很小 , 所以三次谐波磁通较大。加上三次谐波的频率f3为基波频率f1的三倍 , 所以由它感应的三磁谐波相电势就相当大 , 其结果使相电势发生畸变,最大值升高很多 , 可能将绝缘损坏为了消除三次谐波 , 就需设第三绕组

  (1) 检查备用相一次接线) 配合保护人员检查二次回路的切换、信号回路等是否正常 , 有无异常信号。

  (5) 检查备用相分头位置是否与所代变压器的分头位置一致 , 若不一致时 , 应按规程讲到一致的位置。

  答 : 变压器最理想的运行电压是在额定电压下运行 , 但由于系统电压在运行中随负荷到 化波动相当大 , 故往往造成加入变压器的电压不等于额定电压的现象。若加于变压器的电压低于额定电压 , 对变压器不会有任何不良后果 , 只是对用户有影响 ; 若加于变压器的电压高于额定值 , 导致变压器铁芯严重饱和 , 使励磁电流增大 , 铁芯严重发热 , 将影响变压器的使 用寿命 ; 使电压波形畸变 , 影响了用户的供电质量。其主要危害如下 :

  切除空载变压器是系统中常见的一种操作。变压器在空载运行时 , 表现为一励磁电感 LM, 因此切除空载变压器 , 也就是切除电感负载 , 就会引起操作过电压。

  84. 过电压对变压器有什么危害 ? 为防止过电压对变压器的危害 , 应采取哪些措施 ?

  变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。操作过电压的数值一般为额定电压的 2~4.5 倍 , 而大气过电压则可达到额定电压的 8~12 倍。变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受 2.5 倍的过电压。因此超过 2.5 倍的过电压 , 不论哪一种过电压都有可能使变压器绝缘损坏。变压器内部的电压分布受电压的频率和变压器的电阻、感抗、容抗的影响有很大差异 , 在工频电压情况下容抗是很大的 , 由它构成的电路相当于断路 , 因此 , 正常情况下变 压器内部电压分布只考虑电阻和电感就可以了 , 其分布基本均匀的。大气过电压或操作过电 压基本是冲击波 , 由于冲击波的频率很高 , 波前陡度很大 , 波前时间为 1.5μs 的冲击波其频率相当于 160kHz , 因此 , 在过电压冲击波的作用下 , 变压器容抗很小 , 对变压器内部电压 的分布影响很大。冲击波作用于变压器绕组时的危害可分成起始瞬间和振荡过程两个阶段来 说明。

  (1) 起始瞬间。当 t =0 时 , 绕组的电容起主要作用 , 电阻和电感的影响可以忽略不计。 当冲击波一进入高压绕组 , 由于有对地电容的存在 , 绕组每一匝间电容流过的电流不同 , 起 始瞬间的电压分布使绕组首端几阻间出现很大的匝间电压 , 因此 , 头几匝的线圈间的绝缘受 到严重威胁 , 最高的匝间电压可达额定电压的 50~200倍。

  (2) 振荡过程。当 t 0 时 , 从起始电压分布过渡到最终电压分布的这个阶段 , 有振荡 现象。在此过程中 , 起作用的不仅有电容 , 而且还有电感和电阻 , 在绕组不同的点上将分别 在不同时刻出现最大电位 ( 对地电压 ) 。绕组不同点出现的对地电压可升到 2 倍的冲击波电 压值 , 绕组对地主绝缘有可能损坏。绕组上的电压分布均匀与否和绕组对地电容和匝间电容 的比值大小有关 , 比值越小绕组上的电容分布越均匀。

  为了防止过电压损坏变压器 , 首先安装避雷器 , 不使超过绕组绝缘强度的电压幅值作用 到绕组上 ; 其次在 110KV 及以上的变压器上加装静电屏、静电极 , 采用纠结式线圈等改善匣 间电容 , 尽量使起始电压和最终电压分布均匀 , 并在 t =0~∞其间不产生振荡。

  当变压器的一次侧加额定电压 , 二次侧端头发生突然短路时 , 短路电流值很大 , 其最大值可达额定电流幅值的 20~30 倍 ( 小容量变压器倍数小 , 大容量变压器倍数大 ) 。短路电流的大小与一次侧的额定电流成正比 , 而与漏阻抗的标么值成反比 , 最大值与短路电流的相位角有关。其危害有 :

  由于自祸变压器一、二次绕组有电的联系 , 与同容量的双绕组变压器相比 , 其漏阻抗的标么值是双绕组变压器的 (1-1/KA) 。自稿变的漏阻抗小 , 短路电流更大。