葉選成

摘 要： 電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行安全及供電質(zhì)量都有重要影響。本文將結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)電力變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的環(huán)境影響因素進(jìn)行分析，包括溫度、腐蝕氣體、粉塵、震源等方面的影響。在此基礎(chǔ)上，提出幾點(diǎn)電力變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的環(huán)境影響應(yīng)對(duì)措施，希望能夠提高電力變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 環(huán)境影響；電力變壓器；長(zhǎng)周期運(yùn)行

前言：

在電力系統(tǒng)中，變壓器設(shè)備的作用是實(shí)現(xiàn)高低電壓的轉(zhuǎn)化，從而保證低壓側(cè)用戶電氣設(shè)備的運(yùn)行安全。但是在變壓器的長(zhǎng)周期運(yùn)行過程中，會(huì)受到多方面的環(huán)境影響，導(dǎo)致設(shè)備老化或出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響其正常使用功能。一旦變壓器無(wú)法正常工作，不僅容易導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷，而且或使連接設(shè)備受損，引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重事故。因此，有必要對(duì)其環(huán)境影響因素及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行研究，為電力變壓器運(yùn)行維護(hù)管理提供依據(jù)，通過合理開展運(yùn)維管理，提升變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的安全儲(chǔ)備。

一、電力變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的環(huán)境影響因素分析

（一）溫度的影響

在電力變壓器的實(shí)際使用過程中，會(huì)受到環(huán)境溫濕度、粉塵、腐蝕氣體、附近震源等多方面的影響，導(dǎo)致其使用性能出現(xiàn)變化，容易引發(fā)電網(wǎng)故障，縮短變壓器的使用壽命。因此，對(duì)電力變壓器運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，是電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)中的重點(diǎn)工作。首先從溫度方面的影響來(lái)看，溫度升高會(huì)改變變壓器材料的性質(zhì)，比如變壓器絕緣材料會(huì)在高溫條件下加速老化，如果絕緣部分失效，就容易引發(fā)內(nèi)部短路等故障問題。嚴(yán)重時(shí)，變壓器內(nèi)部短路會(huì)導(dǎo)致其油體快速膨脹，增加油腔壓力，引發(fā)燃燒或爆炸危險(xiǎn)。因此，在日常的設(shè)備維護(hù)管理過程中，需要對(duì)變壓器環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并做好通風(fēng)和降溫措施，防止因變壓器溫度過高引發(fā)危險(xiǎn)事故[1]。

（二）腐蝕氣體的影響

在電力變壓器的運(yùn)行環(huán)境中，容易受到空氣中的腐蝕氣體影響，導(dǎo)致部件受損，失去原有作用，進(jìn)而引發(fā)故障問題。比如電力變壓器的樁頭或引線，如果受到腐蝕氣體侵蝕，會(huì)出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器異常發(fā)熱，容易誘發(fā)停電事故。在國(guó)家電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大下，電力工程施工和運(yùn)行環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，在許多惡劣的環(huán)境條件下，空氣中的腐蝕氣體含量較高，會(huì)嚴(yán)重縮短電力變壓器的使用壽命，影響其長(zhǎng)周期運(yùn)行。如果未提前做好相應(yīng)的防護(hù)措施，不僅會(huì)導(dǎo)致事故頻發(fā)，還會(huì)增加電力企業(yè)的運(yùn)行維護(hù)成本，為其帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)損失，必須提高對(duì)此類問題的重視[2]。

（三）粉塵的影響

粉塵污染也是電力變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要環(huán)境影響因素之一，在粉塵污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，電力變壓器容易出現(xiàn)閃絡(luò)事故，造成突然停電，嚴(yán)重影響變壓器裝置的正常運(yùn)行。根據(jù)電力設(shè)備運(yùn)維管理的相關(guān)規(guī)定，要保持電力變壓器工作環(huán)境的整潔，除了進(jìn)行日常的清掃外，對(duì)于粉塵污染嚴(yán)重區(qū)域，還需要采取加設(shè)隔離網(wǎng)等防護(hù)措施，從而阻斷粉塵污染途徑，確保電力變壓器的長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)行。但是從電網(wǎng)運(yùn)維管理的實(shí)踐情況來(lái)看，目前粉塵污染問題還未引起足夠的重視，容易因前期考慮不周，導(dǎo)致電力變壓器運(yùn)行質(zhì)量受到影響，增加后期的運(yùn)維檢修負(fù)擔(dān)[3]。

（四）震源的影響

電網(wǎng)中的電氣設(shè)備如果附近存在震源，容易在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，受震動(dòng)影響，出現(xiàn)接觸不良等問題，電力變壓器也不例外。而且運(yùn)行過程中的電氣設(shè)備相互也會(huì)產(chǎn)生一定影響，長(zhǎng)期工作在震動(dòng)環(huán)境下，會(huì)使電力變壓器的底座出現(xiàn)松動(dòng)。除了要合理設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)布置方案外，還要對(duì)周圍存在的震源進(jìn)行檢測(cè)，不能在電力變壓器附近安裝大型震動(dòng)設(shè)備。如果在選址范圍內(nèi)，已經(jīng)存在大型震動(dòng)設(shè)備，則需要重新進(jìn)行選址，否則會(huì)增加電力變壓器運(yùn)行的不穩(wěn)定因素。

二、電力變壓器長(zhǎng)周期運(yùn)行的環(huán)境影響應(yīng)對(duì)措施

（一）對(duì)電力變壓器額定運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制

從上述分析過程中可以看出，環(huán)境因素對(duì)于電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)影響較大，是多種事故的直接誘發(fā)因素。從電力變壓器的本質(zhì)來(lái)看，作為一種靜止電能轉(zhuǎn)換裝置，其主要作用是實(shí)現(xiàn)升壓或降壓，確保電力輸配過程的合理性，對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量有較高要求。需要確保電力變壓器在長(zhǎng)周期運(yùn)行過程中的運(yùn)行穩(wěn)定性，以此為目標(biāo)更新相關(guān)的工藝技術(shù)和保護(hù)措施，盡可能的減少突發(fā)性運(yùn)行故障。電力變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行需要電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工、運(yùn)維檢修等各方面工作共同提供保障，對(duì)于變壓器維護(hù)檢修管理而言，需要通過對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保其始終運(yùn)行在額定狀態(tài)下。主要監(jiān)測(cè)和控制內(nèi)容包括：（1）額定容量，單位為kVA，是變壓器在額定電壓和額定電流下的持續(xù)輸送容量；（2）額定電壓，單位為kV，是變壓器在長(zhǎng)周期運(yùn)行下，能夠承受的工作電壓，同時(shí)要適應(yīng)電網(wǎng)的電壓變化需求，通過改變高壓繞組匝數(shù)，調(diào)整低壓側(cè)的輸出電壓；（3）額定電流，單位為A，是變壓器處于額定容量下的允許通過電流。

（二）對(duì)電力變壓器空載損耗和負(fù)載損耗的控制

電力變壓器受環(huán)境因素影響，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化，除了對(duì)其額定參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還要掌握變壓器空載損耗、負(fù)載損耗等方面的參數(shù)情況。其中，空載損耗的單位為kW，是變壓器在額定頻率下運(yùn)行，繞組端施加額定電壓時(shí)，其他繞組開路吸取的有功功率，主要與變壓器的鐵芯性能、制造工藝等有關(guān)?？蛰d電流一般用額定電流百分?jǐn)?shù)表示，是額定電壓下，二次側(cè)空載時(shí)的一次繞組通過電流。變壓器的負(fù)載損耗則是二次繞組短路時(shí)，一次繞組通過額定電流產(chǎn)生的消耗功率。在二次繞組短路時(shí)，一次繞組電壓逐漸升高，當(dāng)其短路電流接近額定值時(shí)，在一次繞組施加的電壓，用額定電壓百分?jǐn)?shù)表示，即阻抗電壓。通過對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，可以更好的反映出變壓器運(yùn)行受環(huán)境因素影響出現(xiàn)的變化。

（三）對(duì)電力變壓器溫升與冷卻的控制

在各類環(huán)境影響因素中，溫度對(duì)電力變壓器的影響較為突出，由此引發(fā)的事故后果也較為嚴(yán)重，需要加強(qiáng)對(duì)變壓器溫升和冷卻的控制。電力變壓器的繞組溫度或上層油溫與環(huán)境溫度之差，是變壓器的繞組升溫/油面升溫。比如油浸式變壓器的繞組升溫要求控制在65K以內(nèi)，上層油面的升溫要控制在55K以內(nèi)。如果在運(yùn)行監(jiān)測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)變壓器溫升接近于上限值，需要及時(shí)采取降溫措施，目前變壓器降溫措施較多，包括強(qiáng)迫風(fēng)冷和水冷措施等。室內(nèi)安裝的變壓器還要做好通風(fēng)措施，充分考慮空間散熱能力，同時(shí)要對(duì)負(fù)荷水平進(jìn)行控制，不能長(zhǎng)時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

（四）其他環(huán)境影響應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于環(huán)境因素可能引發(fā)的其他變壓器故障問題，也需要提前制定應(yīng)對(duì)措施，加強(qiáng)日常的運(yùn)行維護(hù)管理。比如溫度影響可能導(dǎo)致變壓器絕緣材料老化受損，在變壓器維護(hù)檢修過程中，要根據(jù)絕緣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行判斷，并及時(shí)更換老化的絕緣材料。比如額定電壓10kV的變壓器絕緣水平要求高壓雷電沖擊下的耐受電壓在200kV以上，工頻耐受電壓在85kV以上。對(duì)于被腐蝕氣體侵蝕的樁頭和接線等部件，也要及時(shí)進(jìn)行熱縮或更換，防止引發(fā)停電事故。此外還要做好防雷保護(hù)措施，定期對(duì)防雷裝置使用狀態(tài)進(jìn)行檢查。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行有重要影響，需要全面分析其長(zhǎng)周期運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境影響因素，并提前采取防護(hù)措施。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換受損部件，使其保持在正常運(yùn)行狀態(tài)下，從而滿足電力穩(wěn)定供應(yīng)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]黃華.電力變壓器負(fù)載損耗的影響因素及設(shè)計(jì)偏差分析[J].電力與能源，2018，39（04）：482-485+495.

[2]張祎瑋.電力變壓器檢修技術(shù)及其實(shí)驗(yàn)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（12）：71-72.

[3]烏祖虹.電力變壓器經(jīng)濟(jì)壽命模型及應(yīng)用實(shí)例[J].科技風(fēng)，2018（09）：98-99.