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干式变压器过载能力怎么样分析

文章作者:小编 发表时间:2021-09-15 10:47:34 阅读量:277

  对于变压器的故障现象及原因,常见的有以下几种:当变压器接通电源后,若铁心发出嗡嗡的响声,则故障原因可能是铁心未夹紧或变压器负载过重;发热高,冒烟,有焦味或保险丝烧断,单相变压器则可能是线圈短路或负载过重。电感和变压器类元件的故障检查一般采用如下方法:(1)直流电阻测量法。用万用表的电阻挡测电感类的元件的好坏。测天线线圈,变压器使用前的常规检查试验很重要振荡线圈时,量程应置于最小电阻挡;测中周及输出输入变压器时,量程应放在低阻挡,测得的阻值与维修资料或日常积累的经验数据相对照,如果很接近则表示被测元件是正常的;如果阻值比经验数据小许多,表明线圈有局部短路;如果表针指示值为零,则说明线圈短路。应该注意的是,振荡线圈,天线线圈及中周的次级电阻很小,单相变压器只有零点几欧姆,读数时尤其要仔细,不要误判断为短路。用高阻挡测量初级线圈与次级线圈之间的电阻时,应该是无穷大。如果初级,次级之间有一定的电阻值,则表示初级,次级之间有漏电。

  (2)通电检查法。对电源变压器可以通过通电检查,看次级电压是否下降,如果次级电压则怀疑次级(或初级)有局部短路。当通电后出现变压器迅速发烫或有烧焦味,冒烟等现象,单相变压器则可判断变压器肯定有局部短路。

  (3)仪器检查法。可以使用高频率Q表来测量电感量及其Q值,也可以用电感短路仪来判断低频率线圈的局部短路现象。用兆欧表则可以测量电源变压器初,变压器使用前的常规检查试验很重要次级之间的绝缘电阻。若发现变压器有漏电现象则可能是绝缘不良或受潮所引起的,此时可将变压器拆下来去潮烘干。另外,调压变压器的各种碳刷或铜刷,在维护和所用不当的情况下极容易磨损,其碎片和积炭往往因短路部分的线圈烧毁而烧毁变压器,因此平时要注意维护。

  一,油浸纸老化状态评估的意义在油浸式变压器内部,作为固体绝缘的油浸纸,变压器-SH15非晶合金变压器-S13变压器-油浸式变压器-干式变压器-国家电网变压器制造厂家-山东吉通变压器有限公司油浸纸板,老化状态随变压器内 部电场,温度等的不均匀分布而呈现空间分布性,且存在取样困难,难以替换的问题,一旦劣化,其在绝缘,机械等方面性能的下降无法逆转。因此,油浸纸是油浸式电力变压器内绝缘的薄弱环节,其绝缘状态决定了变 压器的运行寿命。

  据统计,一般变压器的平均寿命在约 30 年。但由于实际所处的运行环境,所承担的负荷等方面的差异, 不同变压器内部绝缘材料的老化速率也可能会存在较大差异。单纯凭借其服役时间来决定变压器是否需要维护或者替换势必存在一定的安全隐患,也会在一定程度上造成资源浪费。因此有必要对变压器的油浸纸的老化状态进行准确评估,并以此为依据来制定合理的运行,维护计划,保证电网运行的安全性,经济性。

  二,油浸纸老化原因分析在油浸纸的老化,其实质是在各因素作用下,油浸纸材料发生一系列复杂的物理和化学变化,导致材料的绝缘,机械等方面性能下降。

  引起老化的主要原因总体上可以归结为:电,热, 机械震动和化学因素四个方面。

  (一)电老化电老化是指在电场的长期作用下,油浸纸经过一系列的物理和化学反应,逐步发生老化的过程。油浸纸在强电场作用下的老化机理包括带电质点对材料分子的轰击,局部放电引起的热效应,放电过程中产生的辐射, 活性物质对材料分子结构的破坏等。

  (二)热老化热老化是变压器内部油浸纸老化的主要形式。其实质是在高温的作用下,油浸纸发生热降解以及其他一系列复杂的反应,导致其绝缘,机械等方面性能的下降。热老化的速率主要取决于变压器内部的运行温度, IEC60354《油浸式电力变压器负载导则》中指出:A 级绝缘的变压器,当温度在 80~140℃的范围内时,温度每增加 6℃,变压器油浸纸的老化速度就会增加一倍。

  (三)机械老化机械老化是指在变压器振动,短路电动力等机械应力作用下,油浸纸中分子级别的缺陷逐步发展,形成微小的裂缝并逐渐扩大的过程。机械老化的同时,在强电场作用下,材料裂缝可能会引发局部放电,进一步加快材料的老化进程。与此同时,温度升高,由于热膨胀系数的差异,还会对绝缘材料产生额外的机械应力,同样会促进机械老化进程。

  (四)化学老化加速油浸纸老化的化学因素包括水,氧气,酸等。其中,水分对变压器油浸纸的影响最大,一方面,绝缘纸的分子结构决定了其具有较强的亲水性;另一方面, 水和酸既是造成油浸纸老化的原因,又是老化的产物, 它们对油浸纸的老化起 “正反馈” 。此外,水分的增加还会引起泄漏电流的增大和介质损耗的增加,导致发热量增加,温度升高,进一步加速绝缘老化。

  三,油浸纸老化状态评估技术现有变压器中油浸纸老化状态的评估方法,从检测对象及检测手段的角度可分直接检测方法和间接检测方法。

  (一)直接检测方法直接检测方法以油浸纸为对象进行相关参数的测量, 基于这些油浸纸自身的材料参数评估其老化状态。在直接检测方法中,最有代表性的特征量是聚合度,它直接反映了油浸纸分子结构的状态,是目前公认最可靠的特征量。许多其他的评估方法以及寿命预测模型都是以聚合度为基础建立起来的。

  直接检测方法虽然可靠性高,但是存在以下两方面的问题:①检测得到的仅是局部区域油浸纸的老化状态,未必能反映变压器整体的绝缘状态。

  ②油浸纸封闭于变压器内部,检测时需对变压器进行吊芯(罩)。操作上存在诸多不便,且还可能会造成绝缘受潮,受损,引起二次劣化。

  (二)间接检测方法间接检测方法选择变压器油,变压器端口等便于检测的对象,通过对其进行相关参数的测量,提取与油浸纸老化状态相关的间接特征量,实现变压器内部油浸纸老化状态的评估。间接检测方法避免了直接对油浸纸进行相关参数测量存在的诸多不便。目前的间接检测方法可分为化学特征量检测方法,电气特征量检测方法两大类。

  1.化学特征量检测方法化学特征量检测方法主要是通过对溶解于变压器油中的,油浸纸的老化产物浓度进行检测,结合这些老化产物浓度于油浸纸老化状态之间的关系,实现油浸纸老化状态的间接评估。目前常用于评估油浸纸老化状态的化学特征量主要有糠醛浓度,CO 和 CO2 的浓度及其比值等,标准中也给出了相应的参考值。

  通过油中老化生成物的含量来评估油浸纸的老化状态,取样过程对变压器运行影响较小,还可进一步通过内置传感器实现在线检测,具有很好的应用前景。但仍存在以下几方面的问题需要完善:①变压器的换油,补油操作将直接改变老化生成物的浓度,导致评估结果可靠性下降。

  ②糠醛等老化生成物会与油中抗氧化剂等物质发生反应,致使测量得到的浓度偏低。

  ③水分,CO 和 CO2 等物质不仅来自于油浸纸的老化, 变压器油的分解,外部气体的侵入也会改变油中相应成分的浓度。

  ④变压器的绝缘结构,油纸比例,温度,水分等因素也会显着影响运行过程中相关化学成分的生成速率, 生成量以及扩散情况。

  2.电气特征量检测方法电气特征量检测方法是测量并分析变压器整体绝缘结构在各类型激励下的响应信号,通过从相应信号中提取相关特征量,对变压器内部油浸纸的老化状态进行评估,主要方法包括局部放电信号检测,介电响应检测等。

  基于局部放电信息进行油浸纸老化状态评估,可以有效避免变压器补油,换油等操作的影响,实现无损在线检测,且可进行老化定位。但是其实际应用目前受制于以下两方面的问题:①局部放电信号的检测技术尚不成熟。抗干扰能力, 精度尚难以满足要求。

  ②局部放电特征量与老化的关系尚不完善,无法实现老化状态的量化评估。

  介电响应特性检测方法操作简单,便于现场测量, 是目前油浸纸老化状态评估领域研究的热点之一。目前常用的介电响应测量方法有:极化 / 去极化电流法,回复电压法以及频域介电谱法。

  变压器端口的介电响应特性由油浸纸,变压器油的状态,以及变压器的绝缘结构等诸多因素综合决定。单纯根据介电响应信号提取的各种特征量,虽然与油浸纸的老化状态有较强的相关性,但一定程度上仍然受到变压器油,变压器绝缘结构的影响。

  目前对于干式变压器和油浸式变压器的应用而言,在建筑工程方面较为广泛。由于其工程的特点,对电力输送方面也有着较高的要求。一来需要尽量避免在电力输送过程中出现浪费,另外一方面还需要提升输送电力过程中的安全性。

  一,油浸变压器与干式变压器的基本特征1. 油浸变压器油浸式变压器是一种以变压器油作为散热介质的变压器,在输电配送过程中,这类变压器已经有着较长的应用历史了,由于这种变压器的结构比较简单,因此无论是在制造还是运行方面都有着较高的便利性。

  2. 干式变压器干式变压器相比于油浸式而言,并不需要采用变压器油作为冷却介质,而是利用空气。由于其无油化的特点,对建筑物的耐火等级要求比较小。而对于部分特殊的建筑环境而言,只能采用这种干式变压器。而随着当前绝缘材料的不断发展,这种变压器的应用范围进一步增加,相比于油浸式而言,其有着无忧性,防尘性,不易燃性,局部电量小的优点。

  二,油浸变压器与干式变压器的优势与劣势比较1. 干式变压器相对于油浸变压器的优势从干式变压器的运行原理上看,主要是通过空气对流这一特点来完成冷却工作,并且过载能力还会受到不同因素的影响,如温度,负载力,时间等。具体的优势可分为以下几点。

  其一是这类变压器具有无油性和不易燃性,降低在应用过程中出现燃烧的风险,对于防火方面的资金投入也会大大降低,并且这种变压器还不会出现漏油的情况,因此不需要对其进行过于密切的检查。

  其二干式变压器是一种无吊饰的工作,房间的物理高度会进一步降低,从而节约了工程造价。其三在安装变压器时可以将其与低压配电设备安装在一起,降低其施工占地面积,更加节省了空间。

  2. 干式变压器相对于油浸变压器的缺点而干式变压器也有着其相应的缺点 。其一两种变压器对比而言,环氧树脂这种材料的散热性比较差,但是其散热功能并不均衡变压器-SH15非晶合金变压器-S13变压器-油浸式变压器-干式变压器-国家电网变压器制造厂家-山东吉通变压器有限公司。其二这种变压器对于温度的测量而言是固定的,而其测量的温度却仅仅只是局部温度而言,并不是平均温度。并且测量的物质也仅仅只是绝缘油,但是由于其流动性的特点而测得平均温度。其三油浸式变压器的绝缘性能也比较好,在损坏之后也无法完全恢复,而且环氧树脂也容易老化,导致其绝缘性进一步降低,而这种情况下一旦发生故障将会失去维修的价值。其四对于干式变压器而言,其制造程序也比较复杂,制作成本也远远高于油浸式变压器。其五,当油浸式变压器出现报废之后,可以将其部分构件进行回收再次利用,但是相对而言干式变压器报废后的利用价值就比较低,也无法进行回收。

  三,油浸变压器与干式变压器的经济效益比较1. 户外安装随着当前对于两种变压器的应用范围越来越广泛,但是对于相同的电量和电压的两种变压器而言,在制造价格和应用效果上却存在着比较大的差异。根据相关统计得知,两种变压器在市场价格的比较方面,其比例一般在 3.01 到 1.44 之间。而在制造过程中,随着变压器的容量增加,两者价格之间的比值就会进一步降低。而对于变压器的安装而言,需要通过对两种设备的载流体的测量而决定。相对于两种变压器的户外安装而言,油浸式变压器相对而言所花费的成本要低得多。其间的差距主要是由于干式变压器制造成本较高而引起的,并且在制造过程中需要保证有着高绝缘性的外壳,而且两侧都需要利用电缆进行连接,所以安装成本也会较高。而对于油浸式变压器而言,由于其自身成本比较低,并且在高压侧也仅仅只需要利用相对比较廉价的铜和铝进行连接。因此如果将这种干式变压器在户外进行连接,那么由于温度的原因会对其本身温度造成影响,因此需要采用容量比较小的预装式变电站。

  2. 室内安装而对于室内的安装工作而言,干式变压器相对而言经济性比较好,但是由于这种变压器的经济性比较强,而且结构特殊,因此在室内安装的时候需要和其他的设备放在同一个房间之中。变压器-SH15非晶合金变压器-S13变压器-油浸式变压器-干式变压器-国家电网变压器制造厂家-山东吉通变压器有限公司另外在现场还可以设置低压总柜,让变压器的外壳能够紧贴着柜子侧面。另外干式变压器的低压侧需要和低压总柜进行连接,利用铜线的方式进行连接即可。但是油浸式变压器有着比较特殊的情况,当 10KV 的油浸式变压器当中,其容量为80KV·A,并且重量会超过 100kg,因此需要单独设置房间,并且不能与设备同时存在,需要尽量安装在室内。正是由于这种安装的局限性,所以会导致安装成本的提高。另外还会存在特殊的情况,比如油浸式变压器和低压柜之间会有其他变压器室作为间隔,因此两者之间铝排电缆的成本也会随之提升。由此,在室内安装过程中油浸式变压器的安装成本明显高于干式变压器。

  四,结语从两种变压器的特点上分析,两种变压器各自都具备着相应的优缺点,而从两种变压器的经济效益上看,主要需要从户外安装和室内安装两个方面进行分析,安装位置的不同,所需要的成本也都不一样。


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