牵引整流变压器三篇

2024-08-31

牵引整流变压器 篇1

关键词:24脉波整流,牵引整流变压器,保护

0 引言

近年来, 随着我国城市容量规模不断地发展和城市化程度的提高, 给城市的交通问题带来了更大的难题, 而解决这个难题的有效途径之一, 就是发展城市轨道交通系统。整流机组作为城市轨道交通牵引供电系统的重要设备之一, 能够给电车组提供直流电源, 同时也会产生谐波。众所周知, 谐波对供电系统具有一定的危害性。在城市轨道交通牵引供电系统中, 为了最大程度的降低系统受到谐波的影响, 可以从源头上采取措施, 也就是采用多脉波整流变压器的方法。供电系统脉波数越多, 系统的功率因数、运行效率以及能量利用率都会相应的提高。本文对目前城市轨道交通牵引系统中常采用的24脉波牵引整流变压器作简单的介绍。

1 牵引整流变压器的系统分析

在进行电力系统的谐波分析时, 主要考虑两个方面的因素, 即系统的谐波大小和系统中的谐波次数多少, 减小系统谐波的方法主要是减小系统中的谐波大小和减少谐波次数。根据谐波次数和整流脉波的关系式P=6K×n±1 (式中P代表存在的谐波数, n代表整流脉波, K取正整数) , 脉波越多的情况下, 谐波含量就会越少。

当前, 在城市轨道交通牵引供电系统中, 常采用的是12脉波和24脉波的整流方式。根据计算, 采用12脉波整流方式时, 系统中的谐波次数比较多;而24脉波整流方式能在保证谐波次数较少的情况下, 各次谐波的数值也较小。所以说, 在谐波的治理方面, 采用24脉波整流方式比12脉波整流方式要更好。因此, 为了减小电网受到谐波的影响, 绝大多数的城市轨道交通牵引供电系统都是采用24脉波整流方式。此外, 从效能上分析, 整流变压器的脉波数越多, 其相应的功率因数也会越大。

2 牵引整流变压器和普通电力变压器的不同点

2.1 牵引整流变压器的结构形式

考虑到目前的城市轨道交通牵引整流机组主要采用的是等效12或24脉冲整流方式, 常采用双绕组双分裂的结构来设计牵引整流变压器。如果采用的是等效12脉波整流方式, 则采用三角形联结的方式对整流变压器的高压网侧进行联结。此时, 有两组高压网侧绕组是并联引出和轴向分裂的情形。在低压阀侧端同时使用到了三角形联结和星形联结的方式。如果采用的是等效24脉波整流方式, 通常会采用外延三角形联结的方式对整流变压器的高压网侧进行联结, 移相角度为±7.5°, 其高压网侧绕组方式和等效12脉波的方式是一样的。两台整流变压器移相角度分别为+7.5°和-7.5°, 通过并联连接整流器直流侧的方式组成24脉波整流机组。24脉波整流变压器的接线方式和矢量图如图1所示。

2.2 牵引整流变压器的负载类型

国家标准中规定了负载的工作等级, 主要分为6级来表示负载循环的不同程度。目前, 国内的城市轨道交通牵引整流机组主要采用的是第四 (重型牵引站) 等级。标准中规定, 采用重型牵引站等级的牵引整流机组在一天中要能够承受在1.5倍额定负载下工作两小时以及3倍额定负载下工作1分钟的尖峰负载情形, 其余时间要保证能够在额定负载下稳定工作。在实际运行中, 由于机车起动和上下班客流高峰期等因素的影响往往会让整个牵引整流变压器在一天内经历两次尖峰负载的情形。为了在预期的寿命期内保证整流机组能够可靠、安全的运行, 必须在考虑产品冗余度的情况下严格按照负荷周期曲线来设计牵引整流变压器。目前, 国内的城市轨道交通运行典型负荷周期曲线如图2所示。

2.3 牵引整流变压器的谐波

整流机组运行时受到硅整流元件自身的单向导电作用, 会使其在理想正弦波电压供电作用下接收到的是非正弦电流。这些非正弦电流可以分解为基波和一些振幅、频率不同的谐波。这些谐波电流会造成很多危害, 在影响周围整流机组和设备的同时还会引起交流电力系统内各点电压波形的不同程度畸变, 从而影响到电力系统的运行稳定。在设计牵引整流变压器时, 要考虑到牵引整流机组的谐波影响。谐波电流会使变压器的线圈温度升高, 降低其效率, 同时还会增加其负载损耗。整流谐波可以分为正常和异常谐波两种。整流装置在三相对称系统下运行产生的谐波是正常谐波, 即特征谐波;反之, 在不对称系统下运行产生的谐波是异常谐波, 即非特征谐波。整流后的脉波数决定了整流机组的正常谐波次数。整流机组运行时直流侧电压和交流网侧电流的特征谐波次数关系式分别为n=kp和n=kp±1 (式中n表示谐波次数, p表示整流相数, k取正整数) 。由关系式可以看出, 谐波电压和电流的大小是由谐波次数的大小来决定的, 二者成反比关系, 即谐波次数越高, 相应的谐波电压和电流就越小。

3 24脉波牵引整流变压器的系统构成

通过各种变压器和整流器的不同组合, 可以构成24脉波变压整流系统。采用单列全波整流器和变压器各4台的方式可以组成24脉波变压整流系统。不过, 其缺点也比较明显, 就是占用空间大, 也不利于维护。采用4台全波整流器和2台变压器三相三绕组组成的24脉波变压整流系统, 可以根据实际需要来进行不同的组合, 方式比较灵活。在电压需求较高的场合, 可以串联4台整流器;如果是在负荷电流比较多的场合, 可以将4台整流器换成并联的方式。在城市轨道交通系统中, 常采用并联4台整流器的组合方式构成24脉波变压整流系统。整流器的结构有很多种, 常见的有可控晶闸管和不可控整流二极管。城市轨道交通系统中整流器常采用的大功率整流二极管结构如图3所示。

在图3中, 两台12脉波整流变压器就构成了目前城市轨道交通系统中常用的24脉波变压整流系统。该系统的运行可靠性高, 如果其中1台设备出现故障, 系统可以继续提供12脉波的电源。它采用两台双低压输出变压器T1和T2来组成等效二十四相整流系统, 其中的每台变压器又可以独立组成十二相整流系统, 互不干扰。通过沿轴向设置双低压输出线圈的方式, 可以降低变压器低压绕组间受到的相互干扰和影响。采用这种方式后, 就不用再设置平衡电抗, 因为其直流阀侧绕组间的短路阻抗已经很大。

4 24脉波牵引整流变压器的保护

在整个城市轨道交通牵引系统中, 对整流变压器的保护非常重要, 以下简要介绍24脉波牵引整流变压器的一些保护方法。

(1) 电流速断保护, 它是保护整流变压器的最重要措施。它能够在最短的时间内切断整流变压器绕组内部发生短路故障的节点, 起到电流保护的作用。在速断保护动作发生时, 断路器瞬间跳闸, 防止设备被进一步损坏。

(2) 变压器的过流保护。这种保护方式能避开机车启动时产生的自启动电流的影响。如果继电保护中电流值达到或超过整定电流值, 就能让断路器发生跳闸, 对变压器起到了过流保护的作用。

(3) 变压器的过负荷保护。它能够确保整流变压器在额定使用寿命下安全的运行。这项保护措施能够及时提醒相关工作人员, 在变压器负荷电流超过额定值并发出了过负荷信号后, 及时调整和控制变压器的运行负荷, 防止经常性的过负荷运行损坏变压器的绕组, 并加速其老化。

(4) 变压器的温度保护。它能够对整流变压器的运行温度实现实时监测, 并及时做出警报或是跳闸的处理。通过整流变压器中设置的温度控制显示仪, 可以看到铁心、绕组的实时温度, 如果温度值超标, 就会发出相应的报警或是跳闸的信号。

5 结语

目前, 24脉波牵引整流变压器已经成为国内城市轨道交通牵引供电系统的主流。采用24脉波整流方式, 可以在一定程度上减少供电系统受到的谐波危害。从谐波和效能上分析, 其都具有一定的优越性。牵引整流变压器在结构形式、负载类型以及产生谐波方面都有别于普通的电力变压器, 在实际的系统构成中, 要充分考虑到它们的差异性, 合理地设计适合于轨道交通牵引供电系统所用的24脉波牵引整流变压器。

参考文献

[1]李建民, 尹传贵.城市轨道交通牵引供电系统谐波分析[J].城市轨道交通研究, 2004, (6) :46.

[2]黄俊, 王兆安.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[3]李建民.城市轨道交通牵引供电[M].成都:西南交通大学出版社, 2007.

[4]王念同, 魏雪亮.24脉波牵引整流变压器的联结组[J].变压器, 2002, (6) :9-12.

[5]马和平, 邵东光.24脉波整流变压器浅析[J].电气时代, 2011, (3) :82-83.

[6]孙根会.城市轨道交通用牵引整流变压器的设计[J].电气制造, 2010, (5) :70-72.

牵引整流变压器 篇2

摘要:应用于金属冶炼、化工电解等行业的大功率整流变压器,其线圈铜阻随温度升高而增大,相应的基本铜耗也会增加;冷却装置的投入不仅能控制整流变压器在温升限值内运行,还能降低绕组温度实现降耗,但该过程加大了冷却装置的能耗,系统的整体能耗是否最低就需要根据实际情况进行分析.本文结合某铝业公司工程实测数据,对整流变压器损耗与温升关系,冷却功率与温升关系进行了深入研究,通过优化计算得到整流变压器的最优运行工况,即系统综合能耗最低时的温升及需投入的冷却功率,为整流变压器综合节能提供了理论依据和有效方法.

关键词:整流变压器;冷却装置;温升;优化;节能

中图分类号:TM422 文献标识码:A

电解铝行业历年来都被称为“高耗能产业”. 2011年全国总耗电量4.75亿万千瓦时,电解铝行业耗电量就占5.4%,而就该行业本身而言,其电力成本可占其总成本的40%甚至更多.据有关部门统计,中国2012年电解铝产量超过2 000万吨,目前平均每吨电解铝生产耗电在14 000度左右,是名副其实的用电大户,若能够通过新技术、新手段或新思路使电解铝整个生产过程降低电耗,意义十分重大.

目前大功率整流行业的节能发展主要有[1]:

1) 整流设备材料的更新与制造工艺的进步;

2) 合理设计和选择整流系统的装配结构;

3) 感应滤波等谐波治理和无功功率补偿新技术的发展[2-4];

4) 设计或改善经济运行方案;

5) 合理选择优化冷却方式进行温升控制.

当整流机组安装后,额定产量的机组损耗为确定值,运行管理节能便成为唯一有效的节能措施.整流变压器的运行损耗与其温度密切相关,降温可实现整流变压器的铜耗降低,环境温度一定时,降温却只能通过加大冷却投入来实现,此消彼长,若不进行合理有效控制,导致所投功率大于降耗收益,是不划算的.本文就此展开分析研究,探求新的节能思路.

5结论

本文通过对如何控制整流变压器的温升与合理调度冷却机组的投切,以及在温升限值内寻找两者的最小损耗点进行了研究.研究结果与增投前总损耗相比较,每台120 MVA的整流变压器,额定产量运行时,能够减少2.249 kW的损耗.就本文所研究公司10台整流变压器而言,全年可节省约19.7万度电能,若以0.7元/度的电价进行计算,即可实现全年节省电费13.8万元.可见冷却装置的合理运行管理,对系统的节能及安全运行有着极其重要的理论意义和实用价值,能有效提高企业经济效益.

参考文献

[1]胡景生.变压器能效与节电技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李勇,罗隆福,刘福生, 等.变压器感应滤波技术的发展现状与应用前景[J].电工技术学报,2009,24(3):86-92.

[3]宁志毫,罗隆福,许加柱, 等.变压器铁心谐波磁通抑制技术及其在工业整流中的应用[J].湖南大学学报:自然科学版,2011,38(12):34-39.

[4]许加柱.新型换流变压器及其滤波系统的理论与应用研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[5]尹克宁.变压器设计原理[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[6]熊信银,张步涵.电气工程基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.

[7]冯斌.油浸式变压器换热性能[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2007.

[8]INCROPERA F P, KONX A L, MAUGHAN J R. Mixedconvection flow and heat transfer in the entry region of a horizontal rectangular duct[J]. Transaction of the ASME, 1987, 109(2):434-439.

[9]朱英浩.变压器常识ABC.http://www.docin.com/p69409562.html.

[10]杨世铭,陶文铨.传热学[M].4版. 北京:高等教育出版社,2006.

摘要:应用于金属冶炼、化工电解等行业的大功率整流变压器,其线圈铜阻随温度升高而增大,相应的基本铜耗也会增加;冷却装置的投入不仅能控制整流变压器在温升限值内运行,还能降低绕组温度实现降耗,但该过程加大了冷却装置的能耗,系统的整体能耗是否最低就需要根据实际情况进行分析.本文结合某铝业公司工程实测数据,对整流变压器损耗与温升关系,冷却功率与温升关系进行了深入研究,通过优化计算得到整流变压器的最优运行工况,即系统综合能耗最低时的温升及需投入的冷却功率,为整流变压器综合节能提供了理论依据和有效方法.

关键词:整流变压器;冷却装置;温升;优化;节能

中图分类号:TM422 文献标识码:A

电解铝行业历年来都被称为“高耗能产业”. 2011年全国总耗电量4.75亿万千瓦时,电解铝行业耗电量就占5.4%,而就该行业本身而言,其电力成本可占其总成本的40%甚至更多.据有关部门统计,中国2012年电解铝产量超过2 000万吨,目前平均每吨电解铝生产耗电在14 000度左右,是名副其实的用电大户,若能够通过新技术、新手段或新思路使电解铝整个生产过程降低电耗,意义十分重大.

目前大功率整流行业的节能发展主要有[1]:

1) 整流设备材料的更新与制造工艺的进步;

2) 合理设计和选择整流系统的装配结构;

3) 感应滤波等谐波治理和无功功率补偿新技术的发展[2-4];

4) 设计或改善经济运行方案;

5) 合理选择优化冷却方式进行温升控制.

当整流机组安装后,额定产量的机组损耗为确定值,运行管理节能便成为唯一有效的节能措施.整流变压器的运行损耗与其温度密切相关,降温可实现整流变压器的铜耗降低,环境温度一定时,降温却只能通过加大冷却投入来实现,此消彼长,若不进行合理有效控制,导致所投功率大于降耗收益,是不划算的.本文就此展开分析研究,探求新的节能思路.

5结论

本文通过对如何控制整流变压器的温升与合理调度冷却机组的投切,以及在温升限值内寻找两者的最小损耗点进行了研究.研究结果与增投前总损耗相比较,每台120 MVA的整流变压器,额定产量运行时,能够减少2.249 kW的损耗.就本文所研究公司10台整流变压器而言,全年可节省约19.7万度电能,若以0.7元/度的电价进行计算,即可实现全年节省电费13.8万元.可见冷却装置的合理运行管理,对系统的节能及安全运行有着极其重要的理论意义和实用价值,能有效提高企业经济效益.

参考文献

[1]胡景生.变压器能效与节电技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李勇,罗隆福,刘福生, 等.变压器感应滤波技术的发展现状与应用前景[J].电工技术学报,2009,24(3):86-92.

[3]宁志毫,罗隆福,许加柱, 等.变压器铁心谐波磁通抑制技术及其在工业整流中的应用[J].湖南大学学报:自然科学版,2011,38(12):34-39.

[4]许加柱.新型换流变压器及其滤波系统的理论与应用研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[5]尹克宁.变压器设计原理[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[6]熊信银,张步涵.电气工程基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.

[7]冯斌.油浸式变压器换热性能[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2007.

[8]INCROPERA F P, KONX A L, MAUGHAN J R. Mixedconvection flow and heat transfer in the entry region of a horizontal rectangular duct[J]. Transaction of the ASME, 1987, 109(2):434-439.

[9]朱英浩.变压器常识ABC.http://www.docin.com/p69409562.html.

[10]杨世铭,陶文铨.传热学[M].4版. 北京:高等教育出版社,2006.

摘要:应用于金属冶炼、化工电解等行业的大功率整流变压器,其线圈铜阻随温度升高而增大,相应的基本铜耗也会增加;冷却装置的投入不仅能控制整流变压器在温升限值内运行,还能降低绕组温度实现降耗,但该过程加大了冷却装置的能耗,系统的整体能耗是否最低就需要根据实际情况进行分析.本文结合某铝业公司工程实测数据,对整流变压器损耗与温升关系,冷却功率与温升关系进行了深入研究,通过优化计算得到整流变压器的最优运行工况,即系统综合能耗最低时的温升及需投入的冷却功率,为整流变压器综合节能提供了理论依据和有效方法.

关键词:整流变压器;冷却装置;温升;优化;节能

中图分类号:TM422 文献标识码:A

电解铝行业历年来都被称为“高耗能产业”. 2011年全国总耗电量4.75亿万千瓦时,电解铝行业耗电量就占5.4%,而就该行业本身而言,其电力成本可占其总成本的40%甚至更多.据有关部门统计,中国2012年电解铝产量超过2 000万吨,目前平均每吨电解铝生产耗电在14 000度左右,是名副其实的用电大户,若能够通过新技术、新手段或新思路使电解铝整个生产过程降低电耗,意义十分重大.

目前大功率整流行业的节能发展主要有[1]:

1) 整流设备材料的更新与制造工艺的进步;

2) 合理设计和选择整流系统的装配结构;

3) 感应滤波等谐波治理和无功功率补偿新技术的发展[2-4];

4) 设计或改善经济运行方案;

5) 合理选择优化冷却方式进行温升控制.

当整流机组安装后,额定产量的机组损耗为确定值,运行管理节能便成为唯一有效的节能措施.整流变压器的运行损耗与其温度密切相关,降温可实现整流变压器的铜耗降低,环境温度一定时,降温却只能通过加大冷却投入来实现,此消彼长,若不进行合理有效控制,导致所投功率大于降耗收益,是不划算的.本文就此展开分析研究,探求新的节能思路.

5结论

本文通过对如何控制整流变压器的温升与合理调度冷却机组的投切,以及在温升限值内寻找两者的最小损耗点进行了研究.研究结果与增投前总损耗相比较,每台120 MVA的整流变压器,额定产量运行时,能够减少2.249 kW的损耗.就本文所研究公司10台整流变压器而言,全年可节省约19.7万度电能,若以0.7元/度的电价进行计算,即可实现全年节省电费13.8万元.可见冷却装置的合理运行管理,对系统的节能及安全运行有着极其重要的理论意义和实用价值,能有效提高企业经济效益.

参考文献

[1]胡景生.变压器能效与节电技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李勇,罗隆福,刘福生, 等.变压器感应滤波技术的发展现状与应用前景[J].电工技术学报,2009,24(3):86-92.

[3]宁志毫,罗隆福,许加柱, 等.变压器铁心谐波磁通抑制技术及其在工业整流中的应用[J].湖南大学学报:自然科学版,2011,38(12):34-39.

[4]许加柱.新型换流变压器及其滤波系统的理论与应用研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[5]尹克宁.变压器设计原理[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[6]熊信银,张步涵.电气工程基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.

[7]冯斌.油浸式变压器换热性能[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2007.

[8]INCROPERA F P, KONX A L, MAUGHAN J R. Mixedconvection flow and heat transfer in the entry region of a horizontal rectangular duct[J]. Transaction of the ASME, 1987, 109(2):434-439.

[9]朱英浩.变压器常识ABC.http://www.docin.com/p69409562.html.

变压器的检查内容及整流变压器 篇3

介绍10kV油浸式变压器运行中通过仪表、保护装置等应检查的项目,给出了油浸式变压器温升限值、顶层油温的一般规定值,变压器油的一般鉴定法等;变压器常见故障的处理,绝缘电阻的测量方法,变压器的干燥法等。10kV油浸式变压器是中、小企业常用的一种静止的电气设备,其构造简单,运行可靠性较高,在额定条件下带额定负荷可连续运行20~25年。为了保障变压器的安全运行,应做好经常性的维护和检修工作,确保正常供电。

一、变压器运行中的检查

变压器的运行情况,可通过仪表,保护装置及各种指示信号等设备来反映,对仪表不能反映的问题,需值班人员去观察、监听,及时发现,如运行环境的变化、变压器声音的异常等等。经常有人值班的,每天至少检查一次,每星期进行一次夜间巡视检查。无固定值班人员的至少每两个月检查一次。在有特殊情况或气温急变时,要增加检查次数或进行即时检查。1.监视仪表

变压器控制盘的仪表,如电流表、电压表、功率表等应1~2h抄表一次,画出日负荷曲线。在过负载下运行时,应每0.5h抄表一次,表计不在控制室时,每班至少记录两次。2.监视变压器电源电压

电源电压的变化范围应在士5%额定电压以内。如电压长期过高或过低,应通过调整变压器的分接开关,使二次电压趋于正常。

3.测量三相电流是否平衡

对于Y、Yn0接线的变压器,线电流不应超过低压侧额定电流的25%,超过时应调节每相负荷,尽量使各相负荷趋于平衡。

4.变压器的允许温度和温升(1)允许温度

变压器在运行时,要产生铜损和铁损,使线圈和铁芯发热。变压器的允许温度是由变压器所使用绝缘材料的耐热强度决定的。油浸式电力变压器的绝缘属于A级,绝缘是浸渍处理过的有机材料,如纸、木材和棉纱等,其允许温度是105℃。变压器温度最高的部件是线圈,其次是铁芯,变压器油温最低。线圈匝间的绝缘是电缆纸,而能测量的是线圈的平均温度,故运行时线圈的温度应≤95℃。

电力变压器的运行温度直接影响到变压器的输出容量和使用寿命。温度长时间超过允许值,则变压器绝缘容易损坏,使用寿命降低。变压器的使用年限的减少一般可按“八度规则”计算,即温度升高8℃,使用年限减少1/2。试验表明:如果变压器绕组最热点的温度一直维持在95℃,则变压器可连续运行20年。若绕组温度升高到105℃,则使用寿命降低到7.5年,若绕组温度升高到120℃,使用寿命降低到2.3年,可见变压器使用寿命年限主要决定于绕组的运行温度。

变压器绕组温度与负载大小及环境温度有关。变压器温度与环境温度的差值叫变压器的温升。对A级绝缘的变压器,当环境温度为40℃(环境最高温度)时,国家标准规定绕组的温升为65℃,上层油温的允许温升为45℃,只要上层油温及温升不超过规定值,就能保证变压器在规定的使用年限内安全运行。允许温度=允许温升+40℃

当环境温度>40℃,散热困难,不允许变压器满负荷运行。当环境温度<40℃时,尽管有利散热,但线圈的散热能力受结构参数限制,无法提高,故不允许超负荷运行。如当环境温度为零度以下时,让变压器过负荷运行,而上层油温维持在90℃以下,未超过允许值95℃,但由于线圈散热能力无法提高,结果线圈温度升高,发热,超过了允许值。例如,一台油浸自冷式变压器,当环境温度为32℃时,其上层油温为60℃,未超过95℃,上层油的温升为60℃-32℃=28℃,<允许温升45℃,变压器可正常运行。若环境温度为44℃,上层油温为99℃,虽然上层油的温升为99℃-44℃=55℃,没超过温升限定值,但上层油温却超过了允许值,故不允许运行。若环境温度为一20℃时,上层油温为45℃,虽<95℃,但上层油的温升增为45℃一(—20)℃=65℃,已超过温升限定值,也不允许运行。因此,只有上层油温及温升值均不超过允许值,才能保证变压器安全运行。5.变压器油的运行

检查油枕和充油套管内油面的高度,密封处有无渗漏油现象。油标指示一般应在1/4~3/4处。油面过高,一般是由于冷却装置运行不正常或变压器内部故障等所造成的油温过高引起的。油面过低,应检查变压器各密封处是否有严重漏油现象,放油阀是否关紧。油标管内的油色应是透明微带黄色,如呈红棕色,可能是油位计脏污造成的,也可能是变压器油运行时间过长,油温高,使油质变坏引起。

我国常用的变压器油有国产25#、10#两种。在油浸式变压器中,变压器油既是绝缘介质,又作为冷却介质。因此,变压器油质量的优劣直接影响到变压器的运行质量。新的和运行中的变压器油都需要做试验,以保证变压器安全可靠运行。(1)油的试验

①耐压试验。测量油的介质强度,它是指试油器两电极间油层击穿时电压表所显示的最小值。击穿电压的高低说明油中水、杂质的含量。一般要求介质强度愈高愈好。

②介质损耗试验。在外加电压作用下测量绝缘介质中功率损耗的数值,它反映出油质的好坏及净化程度,一般要求介质损失角正切值在20℃时≤0.5%。

③简化试验。为了掌握变压器油运行的情况,一般仅作如下简化试验项目:酸价试验KOH新油的标准≤0.05mg/g,运行中的油应≤0.4mg/g。耐压试验同前述。闪点试验一般在130~140℃。游离碳,机械混合物,最好没有新油的酸碱度pH值一般为5.4~5.6。(2)油在运行中的要求

对电压在35kV以下的变压器每两年至少取样作一次简化试验,对电压在35kV以上的变压器,每年至少作一次简化试验。在两次简化试验之间作一次耐压试验。当变压器经受短路故障后,或出现异常情况时,应根据油样进行分析。通过简化试验后,若不符合上述标准时,则说明油已变质,应及时处理,使其恢复到标准值如发现油受潮,应进行干燥,如油已老化,应进行净化和再生一般可用过滤法,澄清法,干燥后将油与水分、杂质分离,或者使用化学处理法,除去油的酸碱,然后再过滤、干燥,使油再生,恢复其原有的良好性能。

①油的颜色。新油一般为浅黄色,氧化后颜色变深。运行中油的颜色迅速变暗,表明油质变坏。②透明度。新油在玻璃瓶中是透明的,并带有紫色的荧光,否则,说明有机械杂质和游离碳。

③气味。变压器油应没有气味,或带一点煤油味,如有别的气味,说明油质变坏。如烧焦味说明油干燥时过热;酸味则说明油严重老化;乙炔味则说明油内产生过电弧。其他味可能是随容器产生的。(4)补油和取油样 补油:

①新补入的油应经试验合格。35kV变压器应补入相同牌号的油,l0kV及以下的变压器可补入不同牌号的油(应作混合油耐压试验)。

②补油后要检查气体继电器,并及时放出气体,24h后无问题,再将重气体保护接入掉闸位置。③不准从变压器底部油阀处补油,以防止底部污秽物质进入变压器内。取油样:

①从变压器中取油样应在天气干燥时进行。

②取油样时,先从变压器底部阀门处放掉底部积存的污油,然后用干净布将油阀擦净,再放少许油冲洗油阀,将油样放入洗净的毛玻璃瓶中。此过程,应防止灰尘、水分等浸入油中。装油后将瓶口塞紧,用火漆或石蜡加封。

③简化试验取油0.9kg,耐压试验取油约0.45kg。启瓶时,室温应接近油样温度,以防油样受潮,每次取油试验结果,应与上次取样试验结果作比较,以掌握油质性能的变化和趋势。6.检查变压器响声

变压器正常运行时,一般有均匀的嗡嗡声,这是由于交变磁通引起铁芯振颤而发出的声音。如果运行中有其他声音,则属于声音异常。7.检查绝缘套管

检查绝缘套管是否清洁,有无破损裂纹及放电烧伤痕迹。8.冷却装置的检查

检查冷却装置运行是否正常,对于强迫油循环及风冷的变压器,应检查油、水、温度、压力等是否符合规定,冷却中油压应比水压高(1~1.5)×105Pa。冷却处不应有油、水冷却器部分应无漏水。9.检查一、二次母线

母线接头应接触良好,不过热,如贴有示温蜡片的,应检查蜡片是否熔化。10.检查干燥剂

送电前和运行中的变压器,应检查吸湿器中的硅胶,如硅胶已由浅蓝色变成粉红色,则说明硅胶已饱和吸湿,已失去作用应及时换用干燥的硅胶,或对受潮硅胶进行还原处理后再用。

当吸湿器下部变压器油的酸值KOH的含量达到。0.1~0.15mg/g,而且酸值不再降低时,应更换干燥剂。更换方法:旋下法兰盘上的螺钉,将吸湿器及储油柜相连的呼吸器管脱开,再旋松内部螺母,卸下盖板,即可倒出或装入干燥剂。新装或更换硅胶的质量一般为变压器油质量的0.8%~0.9%;硅胶粒度为3~7mm,受潮变色后的硅胶可以再生。方法是:将回收的受潮硅胶,置于电热炉或热风炉内焙烘,温度115~120℃,加热15~20h。待全部硅胶呈现蓝色时,即可再次使用。硅胶每再生一次,其吸湿力将有所降低。11.检查防爆管及气体继电器

防爆管的防爆膜应完整无裂纹,无存油。气体继电器无动作。12.检查接地、保护设备及变压器室 外壳接地及保护设备应良好。变压器室门窗是否完整,通风是否良好。对于变压器应有计划地进行停电清扫瓷套管及有关附属设备,检查母线的接线端子等连接点接触情况,摇测绕组的绝缘电阻及接地电阻。

二、变压器的维护

1.测量变压器的绝缘电阻(1)绝缘电阻的测量方法 测量前,先拆去变压器的全部引线和零相套管接地线,擦净瓷套管。用1000~2500V的兆欧表按照一定的方式接线(不同接线,对测量结果有影响)。以120r/min的转速摇动手柄,待指针稳定后(一般取1min)读取数值。10/0.4kV电力变压器绝缘电阻要求值见表4。

在测绕组对地绝缘电阻时,其余未被测绕组与外壳均接地。测绕组间的绝缘电阻时,外壳接地。测量绝缘电阻接线图见图1。用图1a接线测出高压绕组对地及不同电压绕组间的电阻,可避免各绕组中剩余电荷造成的测量误差,但被测高压绕组套管的表面绝缘电阻会对测量结果产生影响。用图1b接线能消除套管表面泄漏的影响,测量电阻值大于甚至远大于图1a接法的测量值。

(2)绝缘电阻不正常的原因

①当绝缘电阻为零时,可能是绕组之间或绕组与外壳有击穿现象,应解体检查绕组及绝缘。

②绝缘电阻较前一次测量值(经温度换算)低30%~40%,可能是绕组受潮。为此,可进一步用兆欧表测量吸收比R60/R15(施压后15s和60s的电阻R15和R60)。一般来说,对于60kV及以下的绕组,其吸收比R60/R15应≥1.2,110kV及以上的绕组,应≥1.3。否则可认为绕组受潮,应进行干燥处理。

③绕组间及每相间的绝缘电阻不等。可能是套管损坏。此时,应拆除套管与绕组间的引线,单独测量绕组对油箱或套管对箱盖的绝缘电阻。

(3)绝缘电阻下降或损坏的原因

①变压器长期过载运行,绕组受高温作用而被烧焦,甚至绝缘脱落造成匝间或层间短路。

②线路发生短路保护失灵,导致变压器长时间承受大电流冲击,使绕组受到很大的电磁力而发生位移或变形,同时温度很快升高,导致绝缘损坏。

③变压器受潮或绝缘油含水分,或修理绕组时,绝缘漆没有浸透等,均会引起绝缘下降,甚至造成匝间短路。④绕组接头和分接开关接触不良。

⑤变压器遭受雷击,而防雷装置不当或失败,使绕组经受强大电流冲击。2.变压器的干燥

线圈受潮后必须恢复其绝缘电阻值,常用的方法有抽真空法,烘箱干燥法,当条件不备时可用短路法干燥变压器。所谓短路干燥法,就是将变压器二次绕组短路,一次绕组经电焊机或调压器加以适当的电压(对于中小型变压器也可直接施加380V电源),利用一次绕组内电流所产生的热量驱散变压器身内的潮气。

短路干燥法常带油,也可以将器身吊出进行带油干燥的操作方法为:①将变压器油放出少许、使油面低于散热油管的上口,拆卸防爆管的顶盖,并用布幕罩住,以防灰尘进入。②将变压器二次绕组用母排短路(母排截面应能承受变压器二次额定电流的125%),在一次绕组加以适当电压。③开始以125%的额定电流通电,当油面温度达到65℃(或绕组内部温度达到75℃)时,应减小电流。使油面温度不超过75℃。④每4h测量一次绕组的绝缘电阻和油耐压。当油的击穿电压保持稳定状态时,绝缘电阻值在6h(110kV及以下)或12h(220kV及以上)内几次测量保持稳定,干燥即告结束。⑤添加合格的绝缘油至油位。

3.变压器渗漏油原因及处理方法

变压器渗漏油是一种较常见的故障,经常发生在有密封圈密封处,放气(油)柱密封处,油缓冲器、分接开关、铸造及焊接过程中造成的砂眼,都可能造成漏油。

当密封圈未放正,或是螺栓未拧紧,密封圈压缩量不够,或太大,密封压紧面上有异物,接触面粗糙不平,密封圈质量低劣、老化、损坏、都会造成渗漏油现象。这时,要及时调整压紧螺栓的压力,将接触面打磨平整或用速效堵漏密封胶将凹处填平。对于丁腈橡胶耐油密封垫的压缩量一般为厚度的1/3。

放气(油)螺栓密封处渗漏油,大多是采用了设计不合理的紧固件所致。当压力小时,密封垫压缩量不够而渗漏;当压力过大时,密封垫超过弹性极限而渗漏这时需要改造紧固件结构,即在螺母上车一道圆形密封槽,槽深约3mm。这样可将密封垫压在槽内,使密封垫在挤压作用下向外扩展受到限制,以保证密封和良好的弹性。

分接开关安装不良,渗油多发生在芯子转轴处这时,需重新安装,压紧压圈加以消除若不能消除,可拆下开关调整把手,擦去渗油,然后倒入少量丙酮,用小毛刷轻轻刷去,将油带走,再拧紧压圈。

因铸造、焊接过程中上艺不当,试漏不严或材质有问题,造成渗漏油,如果砂眼不大,渗漏量小,可带电堵漏。焊缝处渗漏油时,先清理掉渗漏部位的漆皮、氧化层等,使其露出金属本色,用酒精清洗干净,再用密封胶封住焊缝,固化后即可堵住渗漏油。如果渗漏油部位过于光滑,则可将表面打毛,以增加粘附力。停电补焊时,应采用二氧化碳保护焊或自动弧焊等工艺,补焊后应试漏和检漏。4.变压器套管漏油的处理

造成套管漏油的原因,大多是由于变压器接线桩头过热引起,使套管上的密封垫过早老化,接线桩头的紧固螺母和螺杆松动等,诱发故障。

接线桩头过热的原因:①线头粗大,垫圈小,不配套,压不紧。②连线材料未进行氧化层处理,也未涂导电膏,使搭接不良,接触电阻增大。当通过大电流时,产生过热,进而增大氧化层,加大接触电阻。周而复始,过热更甚。③负荷过大或分配不合理,使电流超出连接导体及桩头的安全载流量。

为了防止变压器套管漏油,应采取以下措施:①正确实施连接工艺,采用与桩头相配套的垫圈、卡爪、勾连板及螺母。线头或电缆过粗时应采用电线压接端子。②在线头两侧用螺母同时相对拧紧的连接方法,不仅紧固更牢,而且使接头处散热更好,减小对密封垫的发热影响。③冶理分配负荷,避免变压器长时间过负荷运行。④加强日常巡视检查,一旦发现渗漏油现象,应及时处理。

5.气体保护装置动作的原因及处理(1)保护装置动作而不跳闸

应停止音响信号,对变压器进行外部检查。原因可能是:①因漏油、加油和冷却系统不严密,以致空气进入变压器内。②因温度下降和漏油,致使油面缓慢降低。③变压器故障,产生少量气体。④发生穿越性故障。⑤保护装置二次回路原因引起。

当外部检查未发现变压器有异常现象时,应查明气体继电器中的气体性质。若气体不易燃,而且是无色无嗅的,混合气体中主要有惰性气体,氧气含量>16%,油的闪点不降低,则说明是空气进入变压器内,变压器可以继续运行。

若气体是可燃的,则说明变压器内部有故障;如气体为黄色不易燃,且一氧化碳含量>1%~2%,说明是木质绝缘损坏。若气体为灰色和黑色,且易燃,氢气的含量<30%,有焦油味,闪点降低,说明油因过热分解或油内曾发生过闪络故障。若气体为浅灰色且带强烈臭味可燃,说明是纸或纸板绝缘损坏。这时,应立即停电检修,并且取油样分析。(2)气体保护装置动作并跳闸

原因可能是:①变压器内部发生严重故障。②油位下降太快。③保护装置二次回路有故障。④在某种情况下,如变压器修理后投入运行,空气从油中析出的速度太快,也可能使断路器跳闸。在未查明变压器跳闸原因前,不准重新合闸。

电力变压器的试验检测项目主要有以下项目:

一、测量绕组连同套管的直流电阻(1-3年);

二、检查所有分接头的变压比;

三、检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性;

四、测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数(1-3年);

五、测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tgδ(1-3年);

六、测量绕组连同套管的直流泄漏电流(1-3年);

七、绕组连同套管的交流耐压试验(1-5年);

八、绕组连同套管的局部放电试验;

九、测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻;

十、非纯瓷套管的试验;

十一、绝缘油试验(1-3年);

十二、有载调压切换装置的检查和试验(1-3年);

十三、额定电压下的冲击合闸试验;

十四、检查相位;

十五、测量噪音。

一般情况基本在1-3年,也可以根据生产情况自己定,但在大修或更换绕组后必须做完实验再投入运行!

说一下整流变压器:

整流变压器输出的仍然是交流,它只是给整流设备提供电源。通常情况下一次侧接成星形二次侧接成角形,作用是抑制高次谐波。二次侧接成角形中性点不接地,当整流设备一点接地时不会造成设备损坏,通过接地检测设备发出接地故障报警信号。

上一篇:耻骨分离症下一篇:教育家的社会影响