陳菊華
(重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶 408000)
電力變壓器是變電站的核心,負(fù)責(zé)電力的運輸和分配。電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備,一旦發(fā)生故障則可能導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。所以電力工作人員要加強對電力變壓器的運行維護(hù)和管理,全面系統(tǒng)地掌握其運行情況,并根據(jù)自己的經(jīng)驗和工作狀態(tài)判斷是否發(fā)生故障,防止發(fā)生較大的停電事故。
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組是初級線圈,其余的繞組是次級線圈。在發(fā)電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動,這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感效應(yīng),變換電壓,電流和阻抗的器件。
變壓器的過負(fù)荷運行,是指變壓器在運行時傳輸?shù)娜萘砍^了變壓器的額定容量。SN 為變壓器的額定容量,當(dāng)S>SN 時,則變壓器過負(fù)荷運行。變壓器過負(fù)荷一定是工作電流超過額定電流,這時變壓器的負(fù)載損耗急劇增加,勢必造成變壓器溫度升高,而變壓器溫度升高,對變壓器的運行及壽命危害極大。因此,必須對變壓器的過負(fù)荷運行加以限制。這種限制實際上是對變壓器繞組熱點溫度的控制。從這個基點出發(fā),變壓器過負(fù)荷可以分為以下三種情況。
變壓器雖然過負(fù)荷,但過負(fù)荷程度不大,且在過負(fù)荷前,變壓器負(fù)荷較輕,變壓器頂部油溫并不高,變壓器繞組的熱點溫度不會達(dá)到有危害的程度,這種過負(fù)荷是變壓器容許的。
變壓器的過負(fù)荷程度較大,使頂部油溫升高,變壓器繞組的熱點溫度可能達(dá)到有害的程度,但還未達(dá)到危險的程度,這時變壓器雖能繼續(xù)運行,但會使絕緣強度下降威脅變壓器的安全,影響變壓器的壽命。這種過負(fù)荷是必須加以限制的。
變壓器過負(fù)荷程度較大,時間較長,使變壓器頂部油溫已超過允許值,變壓器繞組的熱點溫度已達(dá)到危險程度。這時變壓器若繼續(xù)運行,熱點周圍的絕緣油會分解產(chǎn)生氣泡,絕緣強度嚴(yán)重下降,可能會導(dǎo)致變壓器的重大故障,這種過負(fù)荷是必須禁止的。
變壓器具有一定的過負(fù)荷運行的能力,其過負(fù)荷運行的能力與很多因素有關(guān),但主要應(yīng)該從環(huán)境溫度、負(fù)載曲線的填充系數(shù)及最大負(fù)荷的持續(xù)時間三個方面來考慮。
變壓器的過負(fù)荷能力直接受環(huán)境溫度的影響,因為變壓器的起始負(fù)載率和變壓器的熱時間常數(shù)決定過負(fù)荷率。環(huán)境溫度降低,則變壓器的過負(fù)荷能力將有所提高;反之環(huán)境溫度升高,變壓器的過負(fù)荷能力會降低。
在最大負(fù)荷持續(xù)時間一定時,負(fù)荷曲線填充系數(shù)越大,過負(fù)荷能力越低,反之則越高。
負(fù)荷曲線填充系數(shù)一定時,最大負(fù)荷持續(xù)時間越長,變壓器過負(fù)荷能力越低,反之則越高。
變壓器過負(fù)荷后的危害:①變壓器運行溫度升高,使變壓器內(nèi)部過熱,絕緣老化加劇,使變壓器的壽命減少;②變壓器溫度本身就是損耗,所以過載會帶來損耗加大,電能被浪費;③變壓器二次輸出電壓降低,使電能質(zhì)量得不到保障。
在電力變壓器投放使用后,技術(shù)工作人員就要通過變壓器的各種現(xiàn)象來判斷和分析變壓器是否處于正常工作狀態(tài)。要先從變壓器的油溫和油位開始檢查,在變壓器運行中負(fù)荷的大小和環(huán)境溫度的不同會使油溫發(fā)生變化,會使變壓器出現(xiàn)油溫過高的異?,F(xiàn)象。如果油溫正常,還需要檢測一下油位是否過低了,有可能是出現(xiàn)了變壓器的漏油。如果以上兩種情況都沒有發(fā)生,接下來就要檢查變壓器的聲音有無異常。如果聽到了“水沸聲”就可能是內(nèi)部短路或接觸不良;如果是“嗡嗡聲”則可能是變壓器正超負(fù)荷運行;如果出現(xiàn)“爆裂聲”就要馬上對變壓器進(jìn)行停止運行,因為出現(xiàn)這種聲音可能是變壓器內(nèi)部被擊穿了。
變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一,其是否安全穩(wěn)定運行,直接影像到供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行。為了使變壓器長期安全、正常、連續(xù)、穩(wěn)定運行,最大限度發(fā)揮變壓器的效率,變壓器一般應(yīng)按額定方式運行。