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变压器秘诀之运行方式
运行状态:变压器的断路器、隔离开关都处在合闸位置的运行工作状态;热备用状态:变压器只断开断路器,隔离开关仍在合闸位置的非运行工作状态;冷备用状态:变压器的断路器、隔离开关都在分闸位置的非运行工作状态;检修状态:变压器所有断路器、隔离开关已断开,并完成了装设地线,悬挂标示牌,设置临时遮栏等安全技术措施的非运行状态。
另外电压升高,磁通增大,使铁心饱和产生过激磁,造成变压器的电压、磁通波形畸变(形成峰波),高次谐波分量增加,因而增加电机和线路的附加损耗,产生系统的谐振过电压,破坏电气设备绝缘,同时高次谐波要干扰附近的通讯线路。
对变压器本身,由于电压升高会对变压器产生过激磁,变压器的过激磁必然引起变压器铁心过热,使铁心绝缘老化,降低变压器寿命甚至将变压器烧毁。
无励磁调压开关必须在停电条件下才能进行分接调档,调档时对单相开关要注意三相调档档位要一致,调档后一定要做变压比试验,确认三相档位一致时才能送电。
有载调压开关可以在带电的条件下进行分接调档,调档时应遵守如下规定:应逐级调压、调压时监视分接档位、电压、电流的变化。
三相变压器分相安装的开关,或单相变压器组的有载分接开关,宜三相同步操作。
有载调压变压器并联运行时,其调压操作应轮流逐级同步进行。
有载调压变压器与无励磁调压变压器并联运行时,两台变压器的分接电压应尽量接近。
无励磁调压±5%范围内变换分接,变压器容量不变;有载调压范围较大时,如±7.5%和±10%分接范围,在最大负分接时,即在-7.5%和-10%分接时,由于导线电流的限制,变压器容量应相应降低运行,如制造厂无规定通常降低2.5%和5%。
最高气温+40℃;最高年平均温度+20℃;最低气温-25℃(户外式)-5℃(户内式);水冷却器入水口最高温度+25℃。
3.5.1 变压器各部位的温升限值如下:-顶层油的温升限制为55K(全密封为60K)
-强油循环的变压器规定为40K-线圈的温升限值为65K-铁心及变压器内部金属表面为80K-套管接线端子连接处,空气中的温升不大于55K,在油中的温升不大于15K
3.5.2 变压器顶层油和绕组的温升限值如下:按照国标GB1094设计的变压器,A级绝缘的正常寿命承受温度值为98℃,保证正常寿命年平均气温是20℃,而线圈最热点与线圈平均温差规定是13K,所以线圈温升限值是98-20-13=65K。油正常运行的最高油温是95℃,最高气温是40℃,所以顶层油温升限值为95-40=55K。
3.5.3 高海拔或环境温度超过规定要求的地区的温升规定:在海拔高于1000m的地区运行时,绕组平均温升对自冷变压器(AN),每升高400m降低1K,风冷变压器(AF)每升高250m降低1K。
环境温度超过月均温30℃或年均温20℃时,变压器的顶层油、绕组、铁心温升限值应按超过部分的数值的多少降低。
b. 绕组温度计的控制设置(用户可自行调正),如用户无要求,可按如下规定设置:90~95℃时,温度报警。
70℃时,风冷散热器的风扇启动,强油风冷器辅助冷却器启动投入。115℃时,变压器跳闸。
由公式中可见温度在98℃基础上每增加6度,老化率增加一倍(98℃时老化率为1),寿命减半,这就是著名的6度法则,其变化规律如下表(按6度规律变化):
正常周期性负荷:与变压器设计中采用的额定负载是等效的,它的周期性高低负荷变化是可互相补偿的,即某段时间环境温度较高或超过额定电流,但可以由其他时间内的环境温度较低或低于额定电流所补偿,在热老化方面能够等效补偿。
长期急救周期性负荷:要求变压器长时间在环境温度较高,或超过额定电流下运行,这种负荷方式可能持续几星期或几个月,将导致变压器的老化加速,但不直接危及绝缘强度的安全。
短期急救负载:要求变压器短时间大幅度超额定电流运行,这种负载可能导致绕组热点温度达到危险的程度,使绝缘强度暂时下降。
b. 长期急救周期性负载的运行规定:变压器在这种负荷方式下运行,将导致变压器的老化加速,虽不直接危及绝缘的安全,但将在不同程度上缩短变压器寿命,应尽量减少这种负荷方式。此时的平均相对老化率大于1(甚至远大于1)。长期急救周期性负荷下,超额定电流运行时,允许超过的负载系数K2和时间,按GB/T15164《油浸式电力变压器负载导则》规定,查第三篇第16条的负载表(表7—表30)。共给出4种类型变压器的6个持续时间的日寿命损失表。
按这些日寿命损失表,既可以得出变压器在急救负载周期间的寿命损失,也可以得出K1、K2的负载图,用以计算或查出允许超过的负载系数K2和时间。
c. 短期急救负载的运行规定:短期急救负载下运行,使变压器短时间大幅度超额定电流运行,这种负载方式可能导致热点温度达到危险程度,相对老化率远大于1。所以应尽量压缩负荷、减少时间,一般规定不允许超过0.5h,0.5h内的短期急救负载系数K2,可以在长期急救周期性负载表中或在运行规程《DL/T572-95》中的表3中查到。
SH——变压器的额定容量(kVA) Pk——变压器负载损耗(kW) P'k——变压器开启n组冷却器允许负载损耗(kW)其中P'k=nP-P0 n——开启的冷却器组数 P0——变压器空载损耗(kW) P——变压器负载运行时每组冷却器的负荷(kW) P=(P0+ Pk)/(N-1) N——实装冷却器的数量
在额定负载的75%以上时,或顶层油温达55℃时,或绕组温度达70℃时,再自动投入辅助冷却器,其数量由下式得出:N2=N-(N1+N3), N2——辅助冷却器台数。当运行中的冷却器发生故障时,自动投入备用冷却器。
强油循环冷却的变压器(使用冷却器散热的变压器),不允许全部停用冷却器,空载和轻负载时也需根据计算投入少台量的冷却器(空载时只允许短时不投冷却器)。原因是强油冷却变压器的冷却效率与油流速有关,尤其是导向强油冷却变压器的油流路径是导向的,无油泵送油,不能将变压器内部的热量散出来。
运行中的强油冷却变压器当全部冷却器切除时,只允许带额定负载运行20min,如20min后顶层油温未达到75℃,则允许达到75℃,但这种状态下的运行最长不得超过1小时。强油冷却变压器,当冷却器的风扇停止运转,潜油泵仍在运转时,变压器允许运行时间按油面温升不超过53K控制。
强油冷却变压器,当变压器潜油泵停止运转,风机仍在运转时,变压器不允许带负载运行,允许空载运行,此时空载运行的温升,可按非强油变压器空载运行时的油面温升规定值(50K)进行控制。
b.变压器运行效率最高的条件是:当变压器的可变损耗(负载损耗)与不变损耗(空载损耗)相等时,变压器效率最大,即β2·P=Po 时,效率最大,此时变压器的负载率(负载系数)
其中:S——全负荷(千伏安) SN——台变压器的额定容量(千伏安) n——已运行的变压器的台数 P0——变压器空载有功损耗(千瓦) Q0 ——变压器空载无功损耗(千瓦) Pk——变压器负载有功损耗(千瓦) Qk——变压器负载无功损耗(千瓦) k——无功经济当量(千瓦小时/千乏小时)对于区域线路供电35~110kV级变压器,系统负荷最小时取0.06,系统负荷最大时取0.1。当总负荷下降时,应解列一台变压器的经济点条件是:
首先按公式:
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