变压器常识.doc

变压器常识返回httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1jswxhtmhttpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr1r1变压器允许温升httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr2r2变压器的参数偏差值与使用峰值的参数httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr3r3铁心httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr4r4温升试验httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr5r5冲击试验httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr6r6变压器允许温升变压器各个部门有不同的允许温升不同的运行工况也有不同的允许温升决定允许温升的因素有变压器的运行预期寿命变压器的安全运行变压器的检测技术绕组允许温升绕组的允许温升是指整个绕组的平均温升由电阻法测得允许温升与绝缘耐热等级有关油浸式变压器属级绝缘由于传统的绕组温升测量法为电阻法测得的温升为平均温升级绝缘允许的平均温升为平均温升与绕组最热点温升之差假使为在年平均温度为时级绝缘绕组最热点温度为此时级绝缘具有正常寿命干式变压器各种绝缘的允许平均温升级为级为级为级为级为级为冬季绕组温升低于平均温升绕组可延长寿命夏季的绕组温升高于平均温升绕组要牺牲寿命如超名牌容量也要牺牲寿命但超名牌容量运行时油浸式变压器级绝缘绕组最热点温度不能超过即使牺牲的寿命不多也不允许超过因超过时油要分解出气体而影响绝缘强度所以油浸式变压器级绝缘的最热点温度不能超过是从变压器安全运行出发的大容量变压器有时有几种冷却方式例如变压器额定容量一般是指下的允许值当风扇失去电源后冷却效率下降如仍按冷却方式下容量运行时绕组平均温升必将升高故冷却方式下必须降低容量运行使绕组平均温升不超过另外双绕组或三绕组变压器中二个或三个绕组应同时达相同的温升当一个绕组达平均温升时另一个或二个绕组低于则这样的设计是不经济的油浸式变压器还应使油面顶层与几个绕组平均温升同时达允许温升是较为经济的即油面顶层温升达绕组平均温升达为经济的方案在设计阶段就合理选取每一绕组的电流密度在保持负载损耗不超过标准值时使各个绕组的温升接近同时油面顶层也达但是这对强油循环的变压器是难以达到的因强油风冷式变压器的油顶层温升一般为强油水冷式变压器的油顶层温升一般为实际上油面顶层温升与绕组平均温升很难同时到达极限允许值因此一般不能根据油面顶层温升来判断绕组平均温升这也是大容量变压器既装油面温度指示仪与绕组热点温度指示仪的原因如单装油面温度指示仪时有时较难判断绕组平均温升尤其强油循环冷却变压器在分析变压器温升时还要注意冷却介质的温度一般风冷式变压器的冷却介质为空气水冷变压器冷却介质为水当装有封闭母线时低压套管在封闭母线内的介质虽为空气但温度为所以当低压套管用于敞开式时与用于封闭母线内时有不同的允许温度一般用于封闭母线内的套管要降低额定电流因封闭母线内空气温度较高由此可知引线套管有载分接开关或无载分接开关的允许温升决定于其周围介质的温升变压器又具有一定的超名牌运行的能力带电组件也应具有相同的能力既有一定的寿命又不影响安全运行前面分析的油面顶层温升与绕组平均温升是指稳态下的温升有时在运行中常有瞬时负载的变化如突然接入较大负载突然甩负载此时还应注意温度变化的时间常数油的时间常数较大就是负载变化后油面温度在较长时间后才能达稳定温升值而绕组的时间常数较小绕组平均温度能较快地随着负载的变化而变化当负载增加时不能认为油面温度没有变化而绕组温度也没有变化油的时间常数较大油面温度上升较慢绕组时间常数较小绕组温度上升较快如有绕组温度指示仪这个指示仪也应有较好的响应时间时间常数也要很小要控制风扇启动就不能靠油面温度指示仪只能由绕组温度指示仪实现或由套管电流互感器来控制在变压器中有时漏磁产生的损耗密度太大时会产生局部过热大电流引线附近的箱壁大电流套管引出处箱盖等处有时会有局部过热引起油分解出气体的局部过温度是不允许的这会引起可靠性的下降这就要采取措施改变漏磁的途径采取隔磁措施或在漏磁集中处用不导磁材料变压器在运行中不可避免地会有短路变压器短路时将流过短路电流此时变压器迅速发热由于短路电流很大变压器等于在绝热条件下运行而不考虑散热级绝缘铜导线绕组在短路时的允许温度为为保持这一温度不超过要在设计中计算短路电流下许用电流密度使在允许的持续时间时铜导线不超过铜导线的机械应力允许值与温度有关铜导线的工作温度超过允许应力降低所以在引伸率为时允许应力应是下的许用值研究变压器允许温升时还有几点要引起注意有载调压变压器中有载分接开关内的过度电阻器应使有载分接开关在连续操作下电阻器对油温升不超过做温升试验时外部的热不要倒流入变压器如短接引线电流密度太大就属这种情况的例子可在绕组内埋设传感器靠光导纤维引出以测绕组热点温度这样更能测出变压器的超名牌运行能力高海拔处运行的变压器应注意高海拔处的散热困难但同时高海拔处的周围环境温度会下降二者有时可补偿干式变压器的铁心温度会影响靠铁心柱绕组的温升散热器内不能有剩气没有放出散热器上必须要有放气塞在温升试验前先放气散热器的散热中心比发热中心要高为好箱盖下不能有死油区散热器或冷却器进入油箱中油要能流入绕组不能在绕组外空间短路流通温升试验用机组要有足够容量必要时可用电容器补偿温升试验前后油中含气色谱分析是检测有无过热的检测手段但温升试验时间要足够长也可用液相色谱分析检测糠醛含量来判断有无低温过热httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr7r7变压器的参数偏差值与使用峰值的参数fileCDocuments20and20SettingsmiaoleiMy20Documentstwxytwxy040312252220l考核变压器性能的参数都由技术条件规定标准值都有自己的偏差值偏差值有几种类型只规定下限没有上限越大越好吸收比绝缘电阻套管间带电距离绝缘承受能力局部放电试验时间与次数工频耐压试验时间与次数电极表面场强突发短路试验次数冲击试验次数有载分接开关的电寿命机械寿命只规定上限没有下限越小越好空载损耗负载损耗空载电流总损耗绕组与油面顶层温升介质损耗率噪声水平局部放电量绕组热点温升短路时绕组允许温度过激磁能力油中含水量与含气量油的带电度测损耗时瓦特表的功率因数既规定上限又规定下限阻抗电压电压比冲击电压波形及峰值不平衡电阻没有偏差要求的参数零序阻抗空载电流谐波分析辅助风扇电机泵的功率消耗涌流允许校正的标准值高海拔温升限值非额定电流下测得的阻抗电压与负载损耗但至少加额定电流非额定电流或非额定损耗下的温升但至少加额定电流用球隙校正感应试验或外施耐压时高压侧电压必须精确的量试验空载损耗与空载电流时电压波形交流电源的频率在判断产品是否合格时应根据以上要求进行评估另外在变压器的性能参数上有的采用方均根值也有不少参数是采用峰值对采用峰值的参数有冲击电压值包括全波截波与操作波试验电压激磁涌流磁通密度短路动稳定电流包括非对称短路电流第一个峰值工频试验电压以峰值实测值除以作为均方根值当波形畸变时峰值并不等于乘以均方根值如接近饱和磁通密度时空载电流峰值与均方根值之比要比大得多所以该用峰值的参数必须以峰值来考核httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr8r8铁心fileCDocuments20and20SettingsmiaoleiMy20Documentstwxytwxy040312252220l铁心的作用铁心由导磁材料构成它是激磁电压产生的主磁通的回路由于主磁通是闭合型的因此铁心最适宜的结构是闭合结构由板料叠成时相邻层接缝宜错开由条料绕成卷铁心时可连续绕制或错开接缝以便打开接缝后能套绕组铁心主要作用是导磁形式主磁通的闭合回路因此铁心材料应选用高导磁率硅钢片但应注意额定磁通密度在低磁通密度时高导磁晶粒取向冷压硅钢片的磁特性如单位损耗等不如一般晶粒取向冷压硅钢片好因此应按照额定磁通密度选取硅钢片牌号导磁材质应具备饱和磁通密度较高的特点以使变压器能有较高的过激磁能力对三相芯式铁心结构变压器而言关键部位是相铁轭接部位冷压硅钢片常用接缝由于导磁率在纵向与横向不同因此在相接处有回转磁通那里的局部磁通密度会高于平均值有较大的单位损耗如果接部位的硅钢片毛刺较大那里的叠装厚要比其它部位大并形成铁心夹不紧所以铁心设计时应注意接缝形式加工时要控制相接处毛刺大小目前已有激光照射处理的高导磁晶粒取向冷压硅钢片这种硅钢片的单位损耗低饱和磁通密度高材质的检测以单片实测值为准而不是方框试验结果为准但这种硅钢片不宜采用硅钢片退火处理工艺它会抵消激光照射处理的效果目前又发展一种非晶合金或称金属玻璃导磁材料可用作配电变压器的导磁材料它是非方向导磁材料单位损耗特别低经带磁场下的退火处理饱和磁通密度不很高因此目前是制成带错开位置可打开的接缝的卷铁心三相变压器常采用四框式结构其中有一个绕组接成接用晶粒取向硅钢片叠成的铁心一般还是绕组的机械支撑框架承受绕组的机械力包括起吊应力短路应力运输时冲击力等但用非晶合金绕成的卷铁心不能作为绕组的机械支撑框架如果作为框架时会改变非晶合金的特性铁心对变压器性能的影响铁心在激磁时会产生空载损耗吸收系统的元功能量形成空载电流铁心会产生温升对干式变压器而言铁心温升会影响低压绕组温升铁心在激磁时还产生噪声全电压合闸时还产生激磁涌流在要作操作波冲击试验以前的变压器的铁心中有剩磁时它会影响施加操作波试验电压的波形剩磁还影响空载损耗值涌流值铁心结构有时对局部放电也会产生影响因为铁心是一个接地的电极铁心叠片又是电容性接地铁心结构不正确加工上存在缺陷时会有多点接地的可能它是常遇到的一种故障故铁心必须保证一点接地以保证运行上的可靠性httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr9r9温升试验fileCDocuments20and20SettingsmiaoleiMy20Documentstwxytwxy040312252220l温升试验目前是一次型式试验传统的温升试验考核绕组平均温升用电阻法测与油顶层温升如这两项温升实测值没有超过标准中规定的允许温升限值那么变压器就被认为是通过了温升试验这项型式试验但是随着变压器电压等级的提高大容量变压器损耗的降低光纤维式测温装置的出现油中含气色谱分析技术与液相色谱分析技术的发展温升试验作用型式试验项目之一的内容要增加了在强油循环冷却的超高压变压器中由于油与绝缘纸板的相对运动会使油中正负离子分离而产生油流带电现象如油路设计不好油的速度油路绝缘材料的表面粗糙度油的材质控制不当如带电超势表面张力含水量油流带电会发展成油流放电而形成故障因为考核变压器的油流带电性能一般是结合温升试验在只开泵下与开泵与带电压下测油流带电特性利用只开泵不带任何电压的试验前后的油中含气色谱分析结果加以判断备用冷却器的泵一般不开在开泵下进行规定的局部放电试验这二次是模拟运行工况进行的等价试验在标准上目前还未有这样的要求但实际上进行这二次试验是非常有益的对大容量变压器而言还可利用温升试验前后的油中含气色谱分析以发现设计与制造上的一些缺陷如换位错误局部过热国际大电网会议已有专门判断准则来发现这些缺陷所以进行这项试验时温升试验时间要加长一般在小时以上对大容量变压器而言目前都在油箱壁上装有各种结构的磁屏蔽板式条式上下垂直装左右跨相间放漏磁在磁屏蔽中会产生噪声即负载噪声它在空载噪声测试时无法试出只能在满负载条件下的温升试验中测出正好冷却装置的噪声也可一并测出当容量较大尤其阻抗电压较大时负载噪声不可忽视所以可利用温升试验测变压器的负载噪声目前已有测绕组最热点温度的测温系统在导线附近放传感器通过光导纤维传出信号可埋设一定数量的传感器可在温升试验中测出绕组最热点温度与瞬态温度特性这对大容量变压器也是有益的对强油循环冷却的变压器还可利用温升试验测出油回路的压降以检测泵的扬程是否足够会不会产生负压现象温升试验中还要检测油箱壁上有无局部过热这可利用红外测温仪进行对大电流套管附近大电流引线附近可用红外线扫瞄以检测有无过热对特大容量变压器或高阻抗变压器应在器身工序的阶段通一定百分数额定电流用红外测温仪检测温度分布以监视内部结构件的温度分布热有时会导致油的分解纸的老化既是变压器寿命问题又涉及变压器安全运行问题故温升试验内容增加后对变压器可靠性而言是有益无害的httpwwwtwxycom6jszx6rjszx1223htmr10r10冲击试验fileCDocuments20and20SettingsmiaoleiMy20Documentstwxytwxy040312252220l对变压器而言雷电冲击试验是型式试验包括全波冲击试验与截波冲击试验对于的变压器而言全波冲击试验与操作波冲击试验是出厂试验截波冲击试验是型式试验全波与截波冲击试验是交替进行一般是负极性先做一次全波冲击做二次截波冲击再做二次全波冲击因此需要一个截断装置变压器容量较大时因电容量大而波形不能满足时应将冲击电压发生器几个级并联运行对变压器中点进行冲击试验时因属三相入波电容量大但试验电压一般不高应将冲击电压发生器几个级并联后加压全波电压与截波电压沿绕组不是均匀分布试验时除施加电压的端子外其它端子全部接地即高压绕组中点低压绕组起末端都接地在冲击试验时低压绕组中部对铁心柱中部有冲击感应电压如场强太高在高压绕组作冲击试验时会发生低压绕组对心柱的击穿当采用或结构时二个低压绕组联线处也会有冲击感应电压设计时必需注意这些部位的冲击耐受电压目前有的有载分接开关中装有火花间隙与阀片在冲击试验时火花间隙有可能要放电阀片可能有电流通过这对示伤来讲是件复杂的工作因此要能区分变压器内部示伤波形的变化与火花间隙与阀片动作的波形变化不要造成误判要使变压器能具有较高的耐受冲击的能力变压器的绕组间电容应加大对地电容要小冲击试验还应注意的一点一旦产品发生击穿尤其截波试验冲击电流流过接地电阻时会有较大压降压降太大会使仪表击穿因此必须注意接地电阻值不能高一般规定在以下必要时产品接地可与仪表接地分开的变压器还要进行操作波冲击试验操作波试验电压沿绕组按匝数均匀分布并有感应作用因此在操作波试验时每个绕组不能短接高压绕组低压绕组只能一点接地操作波试验时相间试验电压高于对地试验电压而全波冲击与截波冲击试验时对地试验电压等于相间试验电压所以操作波冲击试验时必须重新接线因为操作波冲击电压有感应作用所以在原则上操作波冲击试验电压加在高压绕组上与加在低压绕组上都可以但通常在实际试验时都施加在高压绕组的一个线端上因此对高压试验大厅的冲击电压发生器而言应能做雷电冲击试验又要能做操作波冲击试验变压器的剩磁对操作波波形有影响变压器的操作波波形不是标准操作波波形但试套管的操作波波形是标准操作波波形操作波冲击试验时相间试验电压要预测一下由于电容耦合相间试验电压会超过规定试验电压试验时要用电阻降低相间试验电压操作波试验电压一般也是负极性的操作波冲击试验时还有一点要注意即施加电压的线端与相邻相低压绕组间试验电压会超过施加电压雷电冲击试验与操作波冲击试验都是逐项进行