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变压器行业必知!油浸式电力变压器的组成构造、油系统以及故障运

发布时间:2022-06-11 07:03:42 来源:华体会在线登录入口 作者:华体会hth登录入口 浏览:10次

  原标题:变压器行业必知!油浸式电力变压器的组成构造、油系统以及故障运维的全面讲解!

  油浸式变压器具有散热好、损耗低、容量大、价格低等特点。目前电网上运行的电力变压器大部分为油浸式变压器,其中80%以上是采用自然油循环的冷却方式。自然油循环变压器线圈中设置导向板是现在普遍采用的一种冷却结构。本文着重分析油浸式电力变压器的结构、运行和维护,并且具体分析了油浸式电力变压器的油系统,简要的分析了油浸式电力变压器的故障。希望可以加大了解分析我国的油浸式电力变压器。

  三相油浸式变压器的核心部份是由闭合铁芯和套在铁芯柱上的绕组组成。此外,还有油箱、储油柜、套管、呼吸器、防爆管、散热器、分接开关、瓦斯继电器、温度计、净油器等。

  铁芯是变压器的磁路部分。为了减小铁芯中的磁滞与涡流损耗,铁芯由0.35mm~0.5mm厚的硅钢片叠成,硅钢片表面涂有绝缘漆或利用表面氧化膜使片间彼此绝缘。依照绕组在铁芯中的布置方式,有铁芯式和铁壳式之分。三相变压器的铁芯中直立部分叫铁芯柱,在柱上套着变压器的低压绕组和高压绕组;水平部分叫铁轭,用来构成闭合磁路。

  在大容量的变压器中,为使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走,以达到良好的冷却效果,常在铁芯中设有冷却油道。

  绕组又叫线圈,是变压器的电路部分,分为原、副两种绕组。其中与电源连接的绕组叫原绕组,与负载连接的绕组叫副绕组。原、副绕组都是用包有高强度绝缘物的铜线或铝线绕成的。

  三相变压器的每一相原、副绕组都制成圆筒形套在同一铁芯柱上,匝数少的低压绕组套在里面靠近铁芯,匝数多的高压绕组套在低压绕组的外面。这样放置是因为低压绕组对铁芯绝缘比较容易。低压绕组和铁芯之间及高压绕组和低压绕组之间都用绝缘材料做成的套筒隔离,把它们可靠地绝缘起来。为了便于散热,在高、低绕组之间留有一定的间隙作为油道,使变压器油能够流通。

  变压器绕组主要故障是匝间短路和对外壳短路。匝间短路主要是由于绝缘老化,或由于变压器的过负荷以及穿越性短路时绝缘受到机械的损伤而产生的。变压器内的油面下降,致使绕组露出油面时,也能发生匝间短路;另外有穿越短路时,由于过电流作用使绕组变形,使绝缘受到机械损伤,也会产生匝间短路。

  匝间短路时,短路绕组内电流可能超过额定值,但整个绕组电流可能未超过额定值。在这种情况下,瓦斯保护动作,情况严重时,差动保护装置也会动作。

  对外壳短路的原因也是由于绝缘老化或油受潮、油面下降,或因雷电和操作过电压而产生的。除此以外,在发生穿越短路时,因过电流而使绕组变形,也会产生对外壳短路的现象。对外壳短路时,一般都是瓦斯保护装置动作和接地保护动作。

  油箱是变压器的外壳,铁芯、绕组都装在里面,并充满变压器油。对于容量比较大的变压器,在油箱外面装有散热片或散热管。漏油是油箱常见的问题。

  一是绝缘作用,变压器油的绝缘性能比空气好,绕组浸在油里可以提高各处绝缘性能,并且避免和空气接触,预防绕组受潮;

  二是散热作用,利用油的对流,把铁芯和绕组产生的热量通过箱壁和散热管散发到外面。变压器油以它的凝固点不同分为10号、25号、45号三种规格,它们的凝固点分别为-10℃、-25℃、-45℃,一般根据当地气候条件予以选用。

  储油柜俗称油枕,为一圆筒行容器,横放于油箱上方,用管道与变压器的油箱连接,储油柜的体积一般为油箱体积的10%左右。该储油柜为胶囊式储油柜,胶囊将储油柜内的油与外界空气隔绝开。当变压器油热胀时,油由油箱流向储油柜;当变压器油冷缩时,油由储油柜流向油箱。储油柜有两个作用:一是当变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时,储油柜起储油和补油的作用,保证油箱内充满油及铁芯和绕组浸在油内;二是可以减小油面与空气的接触面积,防止变压器油受潮和变质。

  储油柜的油位显示采用连杆式铁磁油位计,以观测油面的高低,当由于渗漏等原因造成油量不足时,应及时注油加以补充。油位计上刻有油温在-30℃、+20℃和+40℃时的油面高度标准线,作为装油的标准。油位标上+40℃表示安装地点变压器在环境最高温度为+40℃时满载运行中油位的最高限额线,油位不得超过此线℃时满载运行时的油位高度;-30℃表示环境为-30℃时空载变压器的最低油位线,不得低于此线,若油位过低,应加油。油枕上装有呼吸孔,使油枕上部空间和大气相通。变压器油热胀冷缩时,油枕上部的空气通过呼吸孔出入,油面可以上升或下降,防止油箱变形或损坏。

  绝缘套管的结构主要取决于电压等级。电压低的一般采用简单的实心磁套管。电压较高时,为了加强绝缘能力,在瓷套和导电杆间留有一道充油层,这种套管称为充油套管。电压在110kV以上,采用电容式充电套管,简称为电容式套管。电容式套管除了在瓷套内腔中充油外,在中心导电杆(空心铜管)与法兰之间,还有电容式绝缘体包着导电杆,作为法兰与导电杆之间的主绝缘。

  呼吸器又称吸湿器,通常由一根管道和玻璃容器组成,内装干燥剂(硅胶或活性氧化铝)。当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时,排出或吸入的空气都经过呼吸器,呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水分,对空气起过滤作用,从而保持油的清洁。浸有氯化钴的硅胶,其颗粒在干燥时是钴蓝色的,但是随着硅胶吸收水分接近饱和时,粒状硅胶将转变成粉白色或红色,据此可判断硅胶是否已失效。受潮后的硅胶可通过加热烘干而再生,当硅胶颗粒的颜色变成钴蓝色时,再生工作就完成了。

  压力释放装置在保护电力变压器方面起着重要作用。充有变压器油电力变压器中,如果内部出现故障或短路,电弧放电就会在瞬间使油汽化,导致油箱内压力极快升高。如果不能极快释放该压力,油箱就会破裂,将易燃油喷射到很大的区域内,可能引起火灾,造成更大破坏,因此必须采取措施防止这种情况发生。压力释放装置有防爆管和压力释放器两种,防爆管用于小型变压器,压力释放器用于大、中型变压器。

  应一档一档地调节,即每按一下N+1或N-1按钮,中间停顿1分钟,待档位指示器上出现新的数字时,再按一下按钮。依次重复上面的过程,一直达到最终目标。当电动操作出现连动(即操作一次,会出现调整一个以上分接头,俗称滑档)现象时,应在主变控制屏的档位指示器上出现第二个分接头位置后,立即按急停按钮,并改为手动操作。

  注油时必须将这个油系统内存储的气体放气塞放出,一般而言,上述部件都应有各自的放气塞。主体内油主要起绝缘与冷却作用。油还可增加绝缘纸或绝缘纸板的电气强度。在真空注油时,如有些部件不能承受与主体油箱能承受的相同真空强度时,应用临时闸隔离,如储油柜与主油箱间的闸阀。冷却器上潜油泵扬程要够,以免由于负压而吸入空气。这个油系统要有释压装置的保护系统,以排除器身有故障时所产生的压力。

  首先是放气,通过放气塞释放可能存储的气体。可通过分析各个系统的油中含气色谱分析可预判有无潜在故障。每一油系统都要满足运行的要求,如吸收油膨胀与收缩时油体积的变化,放油用阀门、放气塞、冷却器与散热器与主油箱的隔离阀等。每一油系统具有良好的密封性能,有载分接开关切换开关室内的油应能单独更换而不放出主体内油,运输时主体内油可放出而充干燥氮气。

  (c) 瓦斯继电器动作时的处理。瓦斯继电器信号动作时,应检查变压器,查明信号动作原因,是否因空气侵入变压器内,或因油位降低,或是二次回路故障。如变压器外部不能查出故障时,则需鉴定继电器内积聚的气体的性质。如气体是无色无臭且不可燃,则是油中分离出来的空气,变压器仍可继续运行。如气体是可燃的,必须停下变压器,仔细研究动作原因。

  (8) 呼吸器是否畅通,油封呼吸器的油位是否正常,呼吸器中的硅胶是否已吸潮饱和。

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