變壓器運行及管理知識點介紹
膠囊袋的作用是什么 ? 膠囊式油枕有何特點 ?
答 : 油的老化 , 除了由于油本身的質(zhì)量原因外 , 油和大氣相接觸是一個非常主要的原 因。因為變壓器油中溶解了一部分空氣 , 空氣中的氧將促使變壓器油及浸泡在油中的纖維老化。為了防止和延緩油的老化 , 必須盡量避免變壓器油直接和大氣相接觸。變壓器油面與大氣相接觸的部位有兩處 : 一是安全氣道的油面 ; 二是油枕中的油面。安全氣道改用壓力釋放閥 , 油枕采用膠囊密封 , 可以減少油與大氣接觸的面積 , 用這種方法能防止和減緩油質(zhì)老化。
膠囊式油枕是在油枕的內(nèi)壁增加了一個膠囊袋。膠囊袋內(nèi)部經(jīng)過呼吸器及其連管與大氣相通 , 膠囊袋的底面緊貼地浮在油枕上 , 使膠囊袋和油面之間沒有空氣 , 隔絕了油面和空氣 的接觸。這樣空氣中的氧不再和油中的氣體相交換 , 油中溶解氧的含量漸漸下降 , 直到全部消耗完為止 , 從而可達到阻止油氧化的目的。用膠囊袋還可以防止外界的濕氣、雜質(zhì)等侵入變壓器內(nèi)部 , 使變壓器能保持一定的干燥程度。當油面隨溫度變化時 , 膠囊袋也會隨之膨脹和壓縮 , 起到了呼吸的作用。
隔膜式油枕有何特點 ?
答 : 油枕中隔膜使油枕中的油與空氣隔離 , 達到減慢油質(zhì)劣化速度的目的。隔膜式油枕就是在油枕的中間法蘭處安裝膠囊密封隔膜 , 隔膜底面緊貼在油枕的油面上 , 使隔膜和油面之間沒有空氣。在油枕的下部增加了一個集氣室 , 其底部傾斜 , 便于污油 沉積和氣體匯集。集氣室底部有兩個連接頭 , 一個接排氣管 , 另一個接注、放油管。
油位計的作用是什么 ?
答 :油枕的一端一般裝有油位計 ( 表 ) 。油位計 ( 表 ) 是用來指示油枕中的油面。
對于膠囊式油枕 , 為了使變壓器油面與空氣完全相隔絕 , 其油位計間接顯示油位。這種 油枕是通過在油枕下部的小膠囊袋 , 使之成為一個單獨的油循環(huán)系統(tǒng) , 當油枕的油面升高時 , 壓迫小膠囊袋的油柱壓力增大 , 小膠囊袋的體積被縮小了一些 , 于是在油表反應出來的 油位也高起來一些 , 且其高度與油枕中的油面成正比 ; 相反 , 油枕中的油面降低時 , 壓迫小 膠囊袋的油柱壓力也將減小 , 使小膠囊袋體積也相對地要增大一些 , 反應在油表中的油面就 要降低一些 , 且其高度與油枕中的油面成正比。換句話說 , 它是通過油枕油面的高、低變化 , 導致小膠囊袋壓力大小發(fā)生變化 , 從而使油面間接地、成正比例地反應油枕油面高低的變化。
對于隔膜式油枕 , 可安裝磁力式油表。油表連桿機構的滾輪在薄膜上不受任何阻力 , 能 自由、靈活地伸長與縮短。磁力表上部有接線盒 , 內(nèi)部荔開關 , 當油枕的油面出現(xiàn)最高或最 低位置時 , 開關自動閉合 , 發(fā)出報警信號。
防潮呼吸器、內(nèi)部的硅膠、油封杯的作用 ?
答 : 呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時內(nèi)部氣體出人的通道 , 解除正常運行中因溫度變化產(chǎn)生對油箱的壓力。呼吸器內(nèi)硅膠的作用是在變壓器溫度下降時對吸進的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長硅膠的使用壽命 , 把硅膠與大氣隔離開 , 只有進入變壓器內(nèi)的空氣才通過硅膠。
引起呼吸器硅膠變色的原因主要有哪些 ?
答 : 正常干 ' 燥時呼吸器硅膠為藍色。當硅膠顏色變?yōu)榉奂t色時 , 表明硅膠已受潮而且失效。一般變色硅膠達 2/3 時 , 值班人員應通知檢修人員更換。硅膠變色過 ' 快的原因主要有 :
(1) 長時期天氣陰雨 , 空氣濕度較大 , 因吸濕量大而過快變色。
(2) 呼吸器容量過小。
(3) 硅膠玻璃罩罐有裂紋、破損。
(4) 呼吸器下部油封罩內(nèi)無油或油位太低 , 起不到良好的油封作用 , 使?jié)窨諝馕唇?jīng)油封 過濾而直接進入硅膠罐內(nèi)。
(5) 呼吸器安裝不當。如膠墊龜裂不合格、螺絲松動、安裝不密封等。
變壓器壓力釋放閥的作用 ?
答 : 變壓器壓力釋放閥的作用相當于早期變壓器的防爆筒 , 起安全閥的作用。當變壓器發(fā)生故障或穿越性的短路未及時切除 , 電弧或過流產(chǎn)生的熱量使變壓器油發(fā)生分解 , 產(chǎn)生大量高壓氣體 , 使油箱承受巨大的壓力 , 嚴重時可能使油箱變形甚至破裂 , 并將可燃性油噴灑 滿地。壓力釋放閥在這種情況下動作排出故障產(chǎn)生的高壓氣體和油 , 以減輕和解除油箱所承 受的壓力 , 保證油箱的安全。對主變壓器 ( 日立公司 ), 其動作壓力整定在10 ± 1 磅 / 平方英 寸 , 并在 2m 內(nèi)全部開放。主、輔油箱各有一個壓力釋放閥。
溫度計的作用是什么 ?
答 :一般大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點的測溫裝置 , 它裝在變壓器油箱外 , 便于運行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。用于測量變壓器上層油溫的測溫裝置有電觸點壓力式溫度計和遙測溫度計。電觸點壓力式溫度計除了可以測量變壓器的實時溫度外 , 還帶有電觸點 , 若溫度到達或超過上、下限給定值時 , 其觸點會閉合 , 發(fā)出報警信號。
遙測溫度計也稱為電阻溫度計。它是利用電橋原理構成的 ,主要由兩個部件組成 , 一是 動圈式溫度指示儀表 ; 一是熱電阻檢測元件。熱電阻是裝在變壓器的箱蓋上的 , 溫度指示儀 則裝在控制室 , 兩者之間通過控制電纜或光纜連接起來 , 所以可以實現(xiàn)遙測測溫。
舉例說明主變壓器調(diào)壓控制屏上各元件的作用是什么 ?
答 : 以日立公司 500KV 主變壓器為例 :
(1) M01Eo" 就地一遠方 " 選擇把手 , 置于" 就地 " 位置時 , 在本屏調(diào)到分頭 ; 置于 " 遠方 " 時 , 在控制屏 ( 或監(jiān)控屏 ) 上調(diào)主變壓器分頭。
(2) MANUAL-AUTOMATIC。" 手動一自動 " 選擇把手 , 置于 " 手動" 位置時 , 在本屏通過升或降按鈕調(diào)主變壓器分頭: 置于 " 自動 " 位置時 , 由無功補償裝置自動調(diào)節(jié)主變壓器分頭。
(3) TAP CHANGER LomR 。將分頭 " 按鈕。
(4) TAP CHANWER RAISE 。" 升分頭 " 按鈕。
(5) HESEATINGo 步進遲緩信號燈。在主變壓器調(diào)壓過程中 , 如果完成一級的時間超過1Os 時此燈亮。
(6) OUT OF STEP 。調(diào)壓失步燈。每一組變壓器分頭位置不一致時此燈亮。
(7) IN PROGRESS 。在調(diào)壓過程中 , 從發(fā)調(diào)壓命令到分頭切換完畢之間此燈亮。
舉例說明主變壓器有載調(diào)壓裝置的操作方式有哪些 ?
答 : 以日立公司 500KV 變壓器為例 :
(1) 自動操作。由無功補償裝置自動控制。
(2) 遠方操作。由網(wǎng)調(diào)進行遠方遙控操作。
(3) 主控室集中操作。一是在主變調(diào)壓控制屏上操作 , 一個是在主控制屏或監(jiān)控屏上操作。
(4) 現(xiàn)場電氣操作。變壓器現(xiàn)場分相操作。
(5) 現(xiàn)場手動操作??咳斯ぴ谧儔浩鳜F(xiàn)場分相操作。正常運行時禁止在現(xiàn)場進行操作。
油在變壓器中起什么作用 ?
答 :變壓器的油箱內(nèi)充滿了變壓器油 , 變壓器油的作用一是絕緣 , 二是散熱。變壓器內(nèi)的絕緣油可以增加變壓器內(nèi)部各部件的絕緣強度 , 因為油是易流動的液體 , 它能夠充滿變壓 器內(nèi)部的任何空隙 , 將空氣排除 , 避免了部件因與空氣接觸受潮而引起的絕緣降低 ; 其次 , 因為油的絕緣強度比空氣大戶鄉(xiāng)人而增加了變壓器內(nèi)部各部件之間的絕緣強度 , 使繞組與繞組之間 , 繞組與鐵芯之間 , 繞組與之由箱蓋之間均保持良好的絕緣 ; 第三 , 可以使變壓器的繞組 和鐵芯得到冷卻 , 因為變壓器運行中 , 繞組與鐵芯周圍的油受熱后 , 溫度升高 , 體積膨脹 , 相對密度減小而上升, 經(jīng)冷卻后 , 再流入油箱的底部 , 從而形成了油的循環(huán) , 這樣 , 油在不 斷循環(huán)的過程中, 將熱量傳給冷卻裝置 , 從而使繞組和鐵芯得到冷卻 ; 第四 , 能使木材、紙 等絕緣物保持原有的化學和物理性能 , 使金屬得到防腐作用 , 能熄滅電弧。
常用變壓器油有幾種 ? 不同型號的變壓器油能否混合使用 ?
答 :常用的變壓器油有 3 種 , 其代號為 DB -10 、 DB -25 、 DB -45。
變壓器油是礦物油 , 由于它的成分不同 , 若將不同的變壓器油混合在一起 , 對油的安定 度有影響 , 會加快油質(zhì)劣化 , 所以不同型號的變壓器油一般不應混合使用。若因同型號油不足不得不混合使用時 , 則應經(jīng)過混油 ( 化學、物理 ) 試驗證明可以混合 , 方能混合使用。
變壓器油的閃點指的是什么 ?
答 : 變壓器油的閃點是指油蒸汽與空氣的混合物用火一點就閃火的溫度。
變應器的鐵芯為什么要接地 ?
答 :運行中變壓器的鐵芯及其他附件都處于繞組周圍的電場內(nèi) , 如不接地 , 在外加電壓的作用下, 鐵芯及其他附件必然感應一定的電壓。當感應電壓超過對地放電電壓時 , 就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象。為了避免變壓器的內(nèi)部放電 , 所以要將鐵芯接地。
什么叫溫升 ? 變壓器溫升額定值是怎樣規(guī)定的 ? 為什么要限制變壓器的溫升 ?
答 :運行中 , 設備溫度比環(huán)境溫度高出的數(shù)值叫溫升。
變壓器溫升額定值 , 油為 55 ℃ , 線圈為 65 ℃。
因為變壓器繞組正常老化溫度為 98 ℃。運行中繞組最熱點溫升約比其平均溫升高 13OC,在環(huán)境溫度等于 20 ℃時, 按以上溫升標準設計的變壓器 , 其繞組最熱點溫度為20+65+l3=98 ℃ , 恰與繞組正常老化溫度一致。而變壓器過負荷時 , 其各部分溫升將超過額定值 , 使! 變壓器的絕緣老化加速。一般認為 , 繞組絕緣溫度比 98 ℃每高 6 ℃ , 其壽命老化損失將增加一倍。因此 , 對變壓器的過負荷時間必須加以限制 , 否則會影響變壓器的壽命。
為什么將變壓器繞組的溫升規(guī)定為 65 ℃ ?
答 : 變壓器在運行中要產(chǎn)生鐵損和銅損 , 這兩部分損耗全部轉(zhuǎn)化為熱量 , 使鐵芯和繞組發(fā)熱、絕緣老化 , 影響變壓器的使用壽命 , 國標規(guī)定變壓器繞組的絕緣多采用 A 級絕緣葉因此規(guī)定了繞組的溫升為 65 ℃。
為什么變壓器上層油溫不宣經(jīng)常起過 85 ℃ ?
答 : 上層油溫的允許值應遵守制造廠的規(guī)定 , 對自然油循環(huán)自冷、風冷的變壓器最高利得超過 95 ℃ , 為了防止變壓器油劣化過速 , 上層油溫不宜經(jīng)常超過 85 ℃。這是因為溫度劉 高 , 油的氧化速度增大 , 油的老化越快。根據(jù)試驗得出 , 當平均溫度每升高 10 ℃時 , 油劇 劣化速度就會增加1.5~2 倍。當然 , 規(guī)定再低一些對油的運行雖然有利 , 但卻限制了變品 器的出力。為了兼顧二者 , 因此 , 變壓器油溫不宜經(jīng)常超過 85 ℃。
什么是變壓器的過負荷 ? 變壓器過負荷運行有哪幾類 ?
答 : 變壓器的過負荷是指變壓器運行時 , 傳輸?shù)墓β食^變壓器的額定容量??煞譃?:
(1) 允許過負荷。頂部油溫不太高 , 繞組熱點溫度還無損害 , 過負荷并不太大 , 負荷制況穩(wěn)定, 但時間不宜太長。
(2) 限制過負荷。過負荷程度較重 , 頂部油溫升高 , 繞組熱點溫度有一定危害 , 頂部淚度還未達到 140 ℃ , 但時間不能太長。
(3) 禁止過負荷。過負荷很大 , 運行時間很長 , 頂部油溫很高 , 繞組熱點溫度也達到角險程度。
什么是變壓器的正常過負荷 ? 變壓器正常過負荷運行的依據(jù)是什么 ?
答 :所謂正常過負荷系指不影響變壓器壽命的過負荷。其含義是變壓器在運行中 , 負載是經(jīng)常變化的 , 在高峰負荷期, 變壓器可能短時過載 , 在低谷期 , 變壓器欠載。因此 , 低谷期損失小 , 可延長使用壽命; 高峰期損失大 , 而縮短使用壽命。這樣低谷可以補償高峰 ,而不影響變壓器的使用壽命。變壓器正常過負荷運行的依據(jù)是變壓器絕緣等值老化原則。即變壓器在一段時間內(nèi)時正常過負荷運行 , 其絕緣壽命損失大 , 在另一段時間內(nèi)低負荷運行 , 其絕緣壽命損失小 , 兩者絕緣壽命損失互補 , 保持變壓器正常使用壽命不變。如在一晝夜內(nèi) , 高峰負荷時段 , 變壓器過負荷運行 , 繞組絕緣溫度高 , 絕緣壽命損失大 ; 而低谷負荷時段, 變壓器低負荷運行 , 繞組絕緣溫度低 , 絕緣壽命損失小 , 因此兩者之間絕緣壽命損失互相補償。同理 , 在夏季 , 變壓器一般為過負荷或大負荷運行 , 冬季為低負荷運行 , 兩者的絕緣壽命損失互為補償。因此 , 若過負荷運行的變壓器總的使用壽命無明顯變化 , 則可以正常過負荷。
什么是變壓器的事故過負荷 ?
答 :在電力系統(tǒng)發(fā)生事故時 , 為了保證對重要用戶的連續(xù)供電 , 允許變壓器在短時間內(nèi) 過負荷運行 , 稱為事故過負荷。變壓器在事故狀態(tài)下過負荷運行 , 不考慮起始負荷倍數(shù)和年等值環(huán)境溫度 , 只考慮變壓器的冷卻方式和當時的環(huán)境溫度。
在事故過負荷狀態(tài)下 , 將加速絕緣老化 , 減少變壓器的壽命 , 但因這種損失要比對用戶停電帶來的損失小得多 , 因此在經(jīng)濟上仍然是合理的。
變壓器正常運行時 , 其運行參數(shù)的允許變化范圍如何 ?
答 :(1) 變壓器在運行中絕緣所受的溫度越高 , 絕緣的老化也越快 , 所以必須規(guī)定絕緣 的允許溫度。一般認為 : 油浸變壓器繞組絕緣最熱點溫度為 98 ℃時 , 變壓器具有正常使用壽命 , 約20~30 年。
(2) 上層油溫的規(guī)定。上層油溫的允許值應遵循制造廠的規(guī)定 ,對自然油循環(huán)自冷、風 冷的變壓器最高不得超過 95 ℃ , 為防止變壓器油劣化過速 , 上層油溫不宜經(jīng)常超過 85 ℃ ;對強油導向風冷式變壓器最高不得超過 80 ℃ ; 對強迫油循環(huán)水冷變壓器最高不得超過 75 ℃。
(3) 溫升的規(guī)定。上層油溫與冷卻空氣的溫度差 ( 溫升 ), 對自然油循環(huán)自冷、風冷的變壓器規(guī)定為 55 ℃ , 而對強油循環(huán)風冷變壓器規(guī)定為 40 ℃。
(4) 線圈溫度規(guī)定。一般規(guī)定線圈最熱點溫度不得超過 105 ℃ , 但如在此溫度下長期運行 , 則變壓器使用年限將大為縮短 , 所以此規(guī)定僅限于當冷卻空氣溫度達到最大允許值且變 壓器滿載的情況。
(5) 電壓變化范圍。規(guī)程規(guī)定變壓器電源電壓變動范圍應在其所接分接頭額定電壓的 ± 5% 范圍內(nèi) , 其額定容量也保持不變, 即當電壓升高 ( 降低 )5% 時 , 額定電流應降低 ( 升高 )5%。變壓器電源電壓最高不得超過額定電壓的 10% 。
什么是變壓器的空載運行 ?
答 :變壓器的空載運行是指變壓器的一次繞組接入電源 , 二次繞組開路的工作狀況。此時 , 一次繞組中的電流稱為變壓器的空載電流。空載電流產(chǎn)生空載磁場。在主磁場 ( 即同時交鏈一、二次繞組的磁場 ) 的作用下 , 一、二次繞組中便感應出電動勢。變壓器空載運行 時 , 雖然二次側(cè)沒有功率輸出 , 但一次側(cè)仍要從電網(wǎng)吸取一部分有功功率 , 來補償因磁通飽和 , 在鐵芯內(nèi)引起的磁滯損耗和渦流損耗 , 簡稱鐵耗。磁滯損耗的大小取決于電源的頻率和鐵芯材料磁滯回線的面積 ; 渦流損耗與最大磁通密度和頻率的平方成正比。另外還存在空載電流引起的銅耗。對于不同容量的變壓器 , 空載電流和空載損耗的大小是不同的。
什么是變壓器的負載運行 ?
答 :變壓器的負載運行是指一次繞組接上電源 , 二次繞組接有負載的運行形式。此時二次繞組便有電流 i2 流過 , 產(chǎn)生磁通勢 i2 嶼 , 該磁通勢將使鐵芯內(nèi)的磁通趨于改變 , 使一次 電流 il 發(fā)生變化 , 但是由于電源電壓 u1 為常值 , 故鐵芯內(nèi)的主磁通φm始終應維持常值, 所以 , 只有當一次繞組新增電流 Ai1 所產(chǎn)生的磁通勢ω lAil 和二次繞組磁通勢 i2ω2 相抵消時 , 鐵芯內(nèi)主磁通才能維持不變 , 即 : ω 1Ail+ ω 2i2=0, 稱為磁通勢平衡關系。變壓器正是通過一、二次繞組的磁通勢平衡關系 , 把一次繞組的電功率傳遞到了二次繞組 ,實現(xiàn)能量轉(zhuǎn) 換。
什么是變壓器的分列運行 ?
答 : 分列運行是指兩臺變壓器一次母線并列運行 , 二次母線用聯(lián)絡斷路器聯(lián)絡。正常運 行時 , 聯(lián)絡斷路器是分斷的 , 這時變壓器通過各自的二次母線供給各自的負荷。
這種運行方式的特點是在故障狀態(tài)下的短路電流小。
什么是變壓器的并列運行 ? 變壓器并列運行有哪些優(yōu)點 ?
答 :并列運行是指兩臺變壓器一次母線并列運行 , 正常運行時兩臺變壓器通過二次母線聯(lián)合向負荷供電?;蛘哒f二次母線的聯(lián)絡斷路器總是接通的。變壓器并列運行優(yōu)點有 :
(1) 保證供電的可靠性。當多臺變壓器并列運行時 , 如部分變壓器出現(xiàn)故障或需停電檢修 , 其余的變壓器可以對重要用戶繼續(xù)供電。
(2) 提高變壓器的總效率。電力負荷是隨季節(jié)和晝夜發(fā)生變化的, 在電力負荷最高峰時 , 并列的變壓器全部投入運行 , 以滿足負荷的要求 ; 當負荷低谷時 , 可將部分變壓器退出 運行 , 以減少變壓器的損耗。
(3) 擴大傳輸容量。一臺變壓器的制造容量是有限的 , 在大電網(wǎng)中 , 要求變壓器輸送 11大的容量時 ,只有采用多臺變壓器并列運行來滿足需要。
(4) 提高資金的利用率。變壓器并列運行的臺數(shù)可以隨負荷的增加而相應增加 , 以減少 初次投資 , 合理利用資金。
兩臺變壓器并列運行的條件是什么 ?
答 :
(1) 變壓比相等 , 僅允許相差± 0.5%;
(2) 接線組別相同 ;
(3) 阻抗電壓的百分數(shù)相等 , 僅允許相差± 10%;
(4) 容量比不得超過 3:10
變壓器正常運行的條件是什么 ?
答 :
(1) 變壓器完好。主要包括變壓器本體完好 , 無任何缺陷 ; 各種電氣性能符合規(guī) 定 ; 變壓器油的各項指標符合標準 , 油位正常 , 聲響正常 ; 各輔助設備 ( 如冷卻裝置、調(diào) 11 裝置、套管、氣體繼電器、壓力釋放閥等 ) 完好無損 , 其狀態(tài)符合變壓器的運行要求。
(2) 變壓器額定參數(shù)符合運行要求 , 主要包括 : 電壓、電流、容量、溫度等 , 輔助設 4; 要求的額定運行參數(shù) ( 如冷卻器工作電源 , 控制回路所需的工作電源等 ) 也應滿足要求。
(3) 運行環(huán)境符合要求。主要包括變壓器接地良好 , 各連接接頭緊固 ; 各側(cè)避雷器工作正常 ; 各繼電保護裝置工作正常等?!?
(4) 冷卻系統(tǒng)完好。
變壓器運行中有哪些現(xiàn)象屬于異常狀態(tài) ?
答 : 變壓器在運行中出現(xiàn)下列情況之一者屬于異常狀態(tài) :
(1) 嚴重漏油。
(2) 油位過低。
(3) 油位過高。
(4) 油枕、套管上看不到油位。
(5) 變壓器油碳化。
(6) 絕緣油定期色譜分析試驗有乙 : 快或氫氣 , 總短超標且不斷趨于嚴重。
(7) 變壓器內(nèi)部有異常聲音。
(8) 有載調(diào)壓分接開關調(diào)壓不正?;瑱n , 無載分接開關直流電阻數(shù)值異常。
(9) 變壓器套管有裂紋或較嚴重破損 , 有對地放電聲 , 接線樁頭接觸不良有過熱現(xiàn)象。
(10) 氣體繼電器連續(xù)報警 , 且間隔趨短 , 氣體繼電器內(nèi)氣體不斷集聚。
(11) 在同樣環(huán)境溫度和負荷下 , 變壓器溫度不正常 , 且不斷上升。
(12) 其他如冷卻系統(tǒng)等有不正常情況。