【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， kVA； SN—— 變壓器額定容量， kVA； P0—— 變壓器額定頻率下的空載損耗， kW； n —— 實(shí)際開(kāi)啟的冷卻器臺(tái)數(shù)； N —— 實(shí)際冷卻器總臺(tái)數(shù) Pk—— 變壓器繞組溫度為 75 186。C時(shí)的額定短路損耗， kW； Pk′ —— 變壓器開(kāi)啟 n組冷卻器允許的短路損耗， kW； P —— 變壓器額定容量下 運(yùn)行時(shí)，每組冷卻器的過(guò)負(fù)荷， kW。 變壓器開(kāi)啟部分冷卻器時(shí)，應(yīng)監(jiān)控上層油溫和溫升不超過(guò)規(guī)定值。 投入變壓器冷卻裝置時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： ①在投入強(qiáng)油風(fēng)冷裝置時(shí)，嚴(yán)禁先起動(dòng)潛油泵，后開(kāi)啟該組散熱器上下聯(lián)華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 管的閥門。停止強(qiáng)油風(fēng)冷裝置時(shí)，嚴(yán)禁在未停下潛油泵的情況下，關(guān)閉其閥門。這是為了防止將大量空氣抽入變壓器本體內(nèi)或損壞潛油泵軸承及葉輪。 ②在投入強(qiáng)油水冷裝置時(shí)，必須先啟動(dòng)潛油泵，待油壓上升后才可開(kāi)啟冷卻水門，且保持油壓高于水壓，以免冷卻器泄漏時(shí)水滲入油中，影響油的絕緣性能，進(jìn)而造成變壓器的故障。冷卻裝置停用時(shí)的操 作順序相反。 ③若變壓器運(yùn)行中投入某組強(qiáng)油風(fēng)冷裝置時(shí)，為防止瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，應(yīng)將其短時(shí)退出運(yùn)行 華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 四、 瓦斯保護(hù)動(dòng)作處理 4. 1 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào) 當(dāng)瓦斯保護(hù)的信號(hào)動(dòng)作時(shí)，值班人員應(yīng)立即處理，復(fù)歸音響信號(hào)，對(duì)變壓器進(jìn)行外部檢查。檢查項(xiàng)目為油枕中的油位及油色，變壓器的電流、電壓、溫度和聲音等的變化。此時(shí)如有備用變壓器，最好先把備用變壓器投入運(yùn)行，然后停用工作變壓器，以便查明瓦斯繼電器動(dòng)作的原因。瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因可能是因?yàn)V油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)入變壓器；或因 溫度下降和漏油致使油位緩慢降低；或是因變壓器故障而產(chǎn)生少量氣體；或是由于發(fā)生穿越性短路故障而引起；或是由于保護(hù)裝置的二次回路故障所引起。如經(jīng)外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有任何異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)。 變壓器故障時(shí)析出的氣體，能積聚在瓦斯繼電器內(nèi)，所以可用取樣瓶在瓦斯繼電器的放氣門處取樣，進(jìn)行試驗(yàn)，然后根據(jù)氣體的顏色和化學(xué)成分來(lái)鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)。 如果積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體中不含可燃性成分，且是無(wú)色無(wú)臭的，而在混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量又大于 16%，同時(shí)油的閃光點(diǎn)并不降低時(shí)，則說(shuō)明 是空氣浸入變壓器內(nèi)，此時(shí)變壓器仍可繼續(xù)運(yùn)行。如果氣體是可燃的，則說(shuō)明變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)停用變壓器進(jìn)行修理，然后根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質(zhì)來(lái)鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)。如氣體顏色為黃色不易燃的，則一氧化碳含量大于 12%時(shí)，則說(shuō)明固體絕緣物因過(guò)熱而，即木質(zhì)絕緣有損壞。如氣體顏色為灰色和黑色易燃的，且氫氣含量在 30%以下，故障溫度近于或大于油分解溫度時(shí)，有焦油味，閃光點(diǎn)顯著降低，則說(shuō)明因過(guò)熱而分解或油內(nèi)曾發(fā)生閃絡(luò)故障。如氣體顏色為淡灰色帶強(qiáng)烈臭味可燃的，則說(shuō)明絕緣材料故障，即紙或紙板有損壞。 如果通過(guò)上述分 析對(duì)變壓器內(nèi)部的潛伏性故障還不能作出正確判斷時(shí)，則可采用氣相色譜分析方法來(lái)作出適當(dāng)?shù)呐袛唷＠鐚?duì)油進(jìn)行色譜分析時(shí)，可從氫、烴類、一氧化碳、二氧化碳、乙炔含量的變化（間隔作幾次）來(lái)判斷變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)。一般氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳、二氧化碳含量變化不大時(shí)，為裸金屬（如分接開(kāi)關(guān)故障）過(guò)熱性故障。如一氧化碳、二氧化碳含量急劇增加時(shí)，為固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板損壞）過(guò)熱性故障。如除華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 氫和烴類氣體外，乙炔含量很高時(shí)，為放電性故障（匝間短路放電，鐵芯多點(diǎn)接地放電等）。 氣體中可燃性氣體成分占總體積的 20%25%以上時(shí)，氣體可以點(diǎn)燃。氣體的點(diǎn)燃和油的閃光點(diǎn)降低可以直接判斷變壓器的故障的嚴(yán)重性。因此，在瓦斯繼電器放氣門處進(jìn)行氣體點(diǎn)燃試驗(yàn)，是運(yùn)行人員監(jiān)視變壓器安全運(yùn)行的方便方法。但是在檢查氣體是否可燃時(shí)，需特別小心，不要將火靠近瓦斯繼電器的頂端，而要在其上面 56 厘米處。氣體可用專用的容器收集，并作試驗(yàn)。氣體顏色的鑒定必須迅速進(jìn)行，否則經(jīng)一定時(shí)間后，由于有色物質(zhì)沉淀顏色即會(huì)消失。 如檢查結(jié)果在瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體是不可燃的且又不是空氣時(shí)，則必須檢查油的閃光點(diǎn)，若閃光點(diǎn)比額定閃光點(diǎn)或較過(guò)去的記錄降低 5 186。C 以上時(shí) ，則說(shuō)明變壓器內(nèi)部已有故障，必須停用變壓器進(jìn)行檢查。 若瓦斯繼電器所發(fā)的信號(hào)是因油分解的空氣而動(dòng)作，則值班人員應(yīng)放出瓦斯繼電器內(nèi)積聚的空氣，并應(yīng)注意本次信號(hào)與下次信號(hào)動(dòng)作的間隙時(shí)間。如果信號(hào)越來(lái)越稀，則不久信號(hào)即可消失，說(shuō)明變壓器無(wú)問(wèn)題；如果信號(hào)動(dòng)作的間隙時(shí)間逐次縮短，就表示變壓器所屬短路器即將跳閘，此時(shí)，值班人員應(yīng)將瓦斯保護(hù)的跳閘回路切斷，并報(bào)告上級(jí)值班人員進(jìn)行處理，但此時(shí)如有備用變壓器，則應(yīng)換備用變壓器投入運(yùn)行。 瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘 瓦斯保護(hù)動(dòng)作使變壓器跳閘的原因有： （ 1）變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故 障； （ 2）油位下降太快； （ 3）保護(hù)裝置二次回路有故障； （ 4）在某種情況下，如果變壓器修理后投入，油中空氣分離出來(lái)得太快，亦可能使斷路器跳閘。 當(dāng)瓦斯保護(hù)動(dòng)作使變壓器跳閘時(shí)，值班人員應(yīng)先將備用變壓器投入，然后將工作變壓器斷開(kāi)并進(jìn)行外部檢查。檢查油枕、防爆門、散熱器法蘭盤和導(dǎo)油管等處是否噴油，變壓器蓋子與外殼間的盤根是否因油膨脹而損壞（順著外科流油），個(gè)焊接縫是否裂開(kāi)，變壓器外殼是否鼓起，最后分析氣體性質(zhì)是否可燃，以及采用氣相色譜法進(jìn)行分析，以鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)。根據(jù)分析結(jié)果，華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 應(yīng)作如下處理： （ 1）不準(zhǔn)合閘。 如氣體可燃或在檢查中發(fā)現(xiàn)一種外部異常現(xiàn)象（不論其輕重 ） ，則變壓器未經(jīng)內(nèi)部檢查，均不得合閘。因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部損壞很嚴(yán)重時(shí)，其外部的征象也可能并不明顯。 （ 2）可以合閘。 如氣體為空氣，且變壓器外部有無(wú)異?，F(xiàn)象，而又查明了瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因，證明變壓器內(nèi)部無(wú)故障，此時(shí)變壓器可不經(jīng)內(nèi)部檢查而投入運(yùn)行。 如果變壓器有瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)或差動(dòng)保護(hù)時(shí)，則可退出瓦斯保護(hù)，即將瓦斯保護(hù)跳閘回路斷開(kāi)，然后將變壓器投入運(yùn)行。如無(wú)上述保護(hù)裝置時(shí)，瓦斯保護(hù)也不準(zhǔn)用，應(yīng)把故障查明并消除后，變壓器才允許運(yùn)行。 如果變壓器 裝有差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，而在運(yùn)行中由于其中一種保護(hù)動(dòng)作而把變壓器斷開(kāi)，但是并沒(méi)有明顯的故障征象，而另一種保護(hù)又未動(dòng)作，這時(shí)，如果因?yàn)樽儔浩鞯臄嚅_(kāi)影響了用戶的正常供電時(shí)，則容許把變壓器再投入一次。 色譜分析 法 變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，絕緣油裂解產(chǎn)生氣體，只有當(dāng)油中氣體飽和后，才能從瓦斯繼電器反映出來(lái)。按過(guò)去沿用的瓦斯氣點(diǎn)燃檢查法，往往不能確定故障原因，造成誤判斷。在這種情況下我采用色譜分析法判斷變壓器內(nèi)部故障，可以直接從絕緣油中分析各特征氣體濃度的大小來(lái)確定變壓器內(nèi)部是否有故障。 我國(guó)對(duì)變壓器內(nèi)部故 障氣體各特征氣體濃度的標(biāo)準(zhǔn)值有規(guī)定，超過(guò)這個(gè)值要用三比值法進(jìn)行分析，判定出故障原因。 [8]由于氣體的擴(kuò)散，使絕緣油在故障變壓器內(nèi)不同部位所含氣體各特征氣體濃度不同。應(yīng)用氣體擴(kuò)散原理，在故障變壓器的關(guān)鍵部位抽取油樣，分析各個(gè)取樣點(diǎn)的氣體濃度，判斷變壓器內(nèi)部故障部位。對(duì)于在運(yùn)行中的變壓器，通過(guò)色譜分析檢查出早期故障時(shí)，特征氣體微有增長(zhǎng)或穩(wěn)定在一定范圍時(shí)，采用氣體追蹤分析的方法監(jiān)控設(shè)備。當(dāng)特征氣體增長(zhǎng)很快或含量達(dá)到一定值時(shí)，說(shuō)明故障發(fā)展迅速，必須立即停止運(yùn)行，對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩，查找故障部位。特征氣體在液體中的擴(kuò)散 是在整臺(tái)變壓器油中，從密度大的區(qū)域向密度小的區(qū)域轉(zhuǎn)移；其擴(kuò)散速度愈快，說(shuō)明該組特征華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 氣體濃度愈高。根據(jù)這一理論，可以推出一個(gè)規(guī)律：故障點(diǎn)的特征氣體含量高，擴(kuò)散的速度越快；距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，特征氣體含量越低，擴(kuò)散速度也越慢。 色譜法判斷故障的常用方法 ： ① 按油中溶解的特征氣體含量分析數(shù)據(jù)與注意值比較進(jìn)行判斷 特征氣體主要包括總烴 (C1～ C2)、 C2H H CO、 CO2 等。變壓器內(nèi)部在不同故障下產(chǎn)生的氣體有不同的特征，可以根據(jù)絕緣油的氣相色譜測(cè)定結(jié)果和產(chǎn)氣的特征及特征氣體的注意值，對(duì)變壓器等設(shè)備有無(wú) 故障及故障性質(zhì)作出初步判斷。 ② 根據(jù)故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率判斷 有的設(shè)備因某些原因使氣體含量超過(guò)注意值，不能斷定故障；有的設(shè)備雖低于注意值，如含量增長(zhǎng)迅速，也應(yīng)引起注意。產(chǎn)氣速率對(duì)反映故障的存在、嚴(yán)重程度及其發(fā)展趨勢(shì)更加直接和明顯，可以進(jìn)一步確定故障的有無(wú)及性質(zhì)。它包括絕對(duì)產(chǎn)氣速率和相對(duì)產(chǎn)氣速率兩種，判斷變壓器故障一定要用絕對(duì)產(chǎn)氣速率。 ③ 三比值法判斷 只有根據(jù)各特征氣體含量的注意值或產(chǎn)氣速率注意值判斷可能存在故障時(shí)，才能用三比值法判 斷其故障的類型。部頒《導(dǎo)則》采用國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)提出的特征氣體比值的三比值法作為判斷變壓器等充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法。此方法中每種故障對(duì)應(yīng)的一組比值都是典型的，對(duì)多種故障的聯(lián)合作用，可能找不到相應(yīng)的比值組合，此時(shí)應(yīng)對(duì)這種不典型的比值組合進(jìn)行分析，從中可以得到故障復(fù)雜性和多重性的啟示。例如，三比值為 121 或 122 可以解釋為放電兼過(guò)熱。 ④ 故障嚴(yán)重程度與發(fā)展趨勢(shì)的判斷 在確定設(shè)備故障的存在及故障類型的基礎(chǔ)上，必要時(shí)還要了解故障的嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)制定處理措施，防止設(shè)備發(fā)生損壞事 故。對(duì)于判斷故障的嚴(yán)重程度與發(fā)展趨勢(shì)，在用 IEC 三比值法的基礎(chǔ)上還有一些常用的方法，如瓦斯分析、平衡判據(jù)和回歸分析等。 ⑤ 目前國(guó)內(nèi)常用的測(cè)定儀器及其特點(diǎn) 華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛的色譜儀有國(guó)產(chǎn)的 GC900SD 型、國(guó)外生產(chǎn)的島津 GC14B型與惠普 HP6890 型氣相色譜儀，這兩種色譜儀性能優(yōu)良、靈敏度高，但價(jià)格昂貴，且需通過(guò)改裝才能滿足測(cè)試要求。而采用 BSZ 系列變壓器油色譜在線裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器油的異常情況，但只能測(cè)定油中烴類氣體，對(duì)H CO、 CO2 的含量不能測(cè)定。此 外，便攜式油中氣體測(cè)試儀正在不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用，較成熟的有日本 POD410 型油中氣體測(cè)試儀與加拿大 HYDRAN103 型油中氫氣測(cè)試儀。這些儀器操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，在現(xiàn)場(chǎng)就可進(jìn)行油樣測(cè)定，但不能對(duì)油中氣體的 7 個(gè)組分全部進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定精度稍差。 華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 五、變壓器自動(dòng)跳閘處理 5. 1 變壓器過(guò)負(fù)荷 為防止過(guò)負(fù)荷跳閘，首先要了解變壓器的過(guò)負(fù)荷能力。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)其額定容量。但是，變壓器并非總在最大負(fù)荷下運(yùn)行，在許多時(shí)間內(nèi)變壓器的實(shí)際負(fù)荷遠(yuǎn)小于額定容量，因而使得變壓 器在不降低規(guī)定使用壽命條件下具有一定的短期過(guò)負(fù)荷能力。 （ 1） 正常過(guò)負(fù)荷 正常過(guò)負(fù)荷是指在系統(tǒng)正常情況下，以不損害變壓器繞組絕緣和使用壽命為前提的過(guò)負(fù)荷。 [8]正常過(guò)負(fù)荷每天都可能發(fā)生，隨著外界因數(shù)的變化（如負(fù)荷的增加或系統(tǒng)電壓的降低等），特別是在高峰負(fù)荷時(shí)段，可能出現(xiàn)的負(fù)荷。 在實(shí)際運(yùn)行中，變壓器的負(fù)荷和 環(huán)境溫度是經(jīng)常變化的。當(dāng) 負(fù)荷較輕或環(huán)境溫度較低時(shí)，絕緣材料的老化速度減緩； 出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷或環(huán)境溫度較高時(shí)，絕緣材料的老化速度加速。因此，在不降低變壓器預(yù)期使用壽命條件下，上述兩種運(yùn)行方式可以互相補(bǔ)償。 由于變壓 器晝夜負(fù)荷變化而允許的過(guò)負(fù)荷由變壓器日運(yùn)行負(fù)荷曲線的填充系數(shù)和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)數(shù)所決定。填充系數(shù) ? 定義為變壓器平均負(fù)荷和 Sav與最大負(fù)荷 Smax 之比： maxSSav?? [9] （ 51） 根據(jù)填充系數(shù)決定的自然油冷雙繞組變壓器的過(guò)負(fù)荷能力如表 52所示。 例如：若 ? =，變壓器可在 20%過(guò)負(fù)荷情況下持續(xù)運(yùn)行 4h。 表 51 自然循環(huán)油冷雙繞組變壓器的允許過(guò)負(fù)荷百份數(shù) 日負(fù)荷曲線填充系數(shù) ? 最大負(fù)荷在下列持續(xù)時(shí)間下 ,變壓器過(guò)負(fù)荷的百分?jǐn)?shù) 2h 4h 6h 8h 10h 12h 28 23 14 24 20 15 12 20 17 10 16 14 10 8 12 10 6 7 6 5 4 華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 8 4 10 7 3 6 2 7 — 3 — 3 2 — 當(dāng)變壓器在夏季處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在冬季則可允許有一定過(guò)負(fù)荷能力。規(guī)程規(guī)定，如果夏季最大負(fù)荷低于變壓器的額定容量，每降低 1%則冬季可過(guò)負(fù)荷 1%，但最大過(guò)負(fù)荷量不得超過(guò) 15%。 上述兩種情況允許的過(guò)負(fù)荷值可以相加使用。對(duì)于設(shè)置在戶外，年平均溫度不超過(guò) 5 186。C，最高溫度不超過(guò) 40186。C 的自然循環(huán)油冷變壓器，總過(guò)負(fù)荷不得超過(guò) 30%，戶內(nèi)總過(guò)負(fù)荷不得超過(guò) 20%。 變壓器正常過(guò)負(fù)荷注意事項(xiàng)： ①存在較大缺陷的變壓器 ,如冷卻系統(tǒng)不正常 ,嚴(yán)重漏油 ,色譜