電力變壓器是變換電壓以達到輸配電能的電氣設(shè)備,而變壓器匝比是其中一項極為重要的參數(shù),它直接影響電網(wǎng)的安全運行,變壓器匝比測試儀就是專門用來測量變壓器匝比及分接點的儀器。
它以51系列單片機作為微處理器,采用組別切換電路,自動換檔電路,極性判別電路,使用起來方便可靠。通過兩路高精度的雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器及精密整流電路,程控增益放大器,精密互感器來保證整臺儀器的精度。經(jīng)多次現(xiàn)場測試證明,該儀器與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比,具有很高的精度及可靠性,使用方便,功能強大,適于在國內(nèi)電力部門推廣使用。
變壓器的基本結(jié)構(gòu)部件是由鐵芯、繞組和絕緣所組成。此外為了安全可靠的運行,還裝設(shè)有油箱、冷卻裝置、保護裝置。
下面分析各部件的作用:
(1)鐵芯:變壓器的鐵芯是磁力線的通路,起集中和加強磁通的作用,同時用以支持繞組。
(2)繞組:變壓器的繞組是電流的通路,靠繞組通入電流,并借電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
(3)油箱:油箱是油浸式變壓器的外殼,變壓器主體放在油箱中,箱內(nèi)充滿變壓器油。
(4)油枕:油枕也叫輔助油箱,它是由鋼板做成的圓桶形容器,水平安裝在變壓器油箱蓋上,用彎曲聯(lián)管與油箱連接,油枕的一端裝有油位指示計,油枕的容積一般為變壓器油箱所裝油體積的8%~10%。其作用是變壓器內(nèi)部充滿油,而由于油枕內(nèi)油位在一定限度,當(dāng)油在不同溫度下膨脹和收縮時有回旋余地,并且油枕內(nèi)空余的位置小,使油和空氣接觸的少,減少了油受潮和氧化的可能性,另外,儲油柜內(nèi)的油比油箱上部的油溫低很多,幾乎不和油箱內(nèi)的油對流。在油枕和油箱的連接管上裝有瓦斯繼電器,來反映變壓器的內(nèi)部故障。
(5)呼吸器:呼吸器內(nèi)裝有干燥劑即硅膠,用來吸收空氣中的水分。
(6)防爆管:防爆管安裝在變壓器的油箱蓋上。防爆管的頂端裝有一個玻璃片,當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障,產(chǎn)生高壓,油里面的氣體便沖破玻璃片排到油箱外,釋放壓力,從而保護變壓器油箱不被破壞。
(7)溫度計:溫度計安裝在油箱蓋上的側(cè)溫筒內(nèi),用來測量油箱內(nèi)的上層油溫。
(8)套管:套管是將變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。它既是引線對地(外殼)的絕緣,又擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。
(9)冷卻裝置:冷卻裝置是將變壓器在運行中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去的設(shè)備。
(10)凈油器:又稱溫差濾過器。它的主要部分是用鋼板焊成的圓筒形凈油罐,安裝在變壓器油箱的一側(cè),罐內(nèi)充滿硅膠、活性氧化鋁等吸附劑。在運行中,由于上層油和下層油之間的溫差,于是變壓器油從上向下流動經(jīng)過凈油器形成對流,油與吸附劑接觸,其中的水分、酸和氧化物等被吸收,使油得到凈化。延長油的使用期限。強油循環(huán)變壓器的凈油器是靠油流壓差使變壓器油流經(jīng)凈油泵,達到凈化的目的。
工作原理
根據(jù)變壓器的匝比數(shù)等于變壓器的初級與次級電壓比這一原理,通過在變壓器的初級加測試電壓,然后對其初級、次級電壓同時進行A/D轉(zhuǎn)換,再經(jīng)微處理器進行判檔轉(zhuǎn)入相應(yīng)的檔位進行測試、計算、存儲、顯示。
為了保持輸出電壓的穩(wěn)定,大型電力變壓器在額定匝比的基礎(chǔ)上,通常設(shè)有正負(fù)分接點,使匝比能夠上下微調(diào)。在用電高峰,電壓偏低時,通過調(diào)小分接點,使匝比變小,輸出電壓增大;在用電低峰,電壓偏高時,通過調(diào)大分接點,使匝比變大,輸出電壓降低。分接點之間是成比例的,這比例稱之為分接值。只要測出了匝比,知道了分接值和額定匝比,分接點也能隨之計算出來。
變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的電器沒備,它的安全運行直接關(guān)系到電網(wǎng)能否安全、高效、經(jīng)濟地運行。變壓器一旦故障,將造成的經(jīng)濟損失巨大。
變壓器在人們的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用,電力變壓器是傳輸、分配電能的樞紐,也是電力網(wǎng)的核心元件,其可靠運行不僅關(guān)系到廣大用戶的電能質(zhì)量,也關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全程度。
變壓器運行的正常直接影響用戶生產(chǎn)和生活用電,并關(guān)系到用電設(shè)備的安全。為了保證用戶能用上優(yōu)質(zhì)、安全的電能,必須保證配變送運行正常。
因此本文從保護配置的角度和日常運行管理的兩大方面來討論配電變壓器的安全運行,并分析配電變壓器常見的損壞原因。
變壓器的故障分析及處理方法是電工和電氣技術(shù)人員必須掌握的一門實用技術(shù)。熟悉而準(zhǔn)確地排除變壓器、電氣故障,是每個電氣工作人員必須具有的基本功。
這就要求電氣工作人員不僅需要掌握電工基本理論,而且還要不斷地積累實踐經(jīng)驗、從實踐中學(xué)習(xí)。
我們將從兩方面來探討變壓器的故障狀態(tài)。
變壓器投運前的檢測
作為配變運行管理人員,一定要做到勤檢查、勤維護、勤測量,及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理,采取各種措施來加強配電變壓器的保護,防止出現(xiàn)故障或事故,以保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行。
為保障變壓器的安全運行,變壓器投運前必須進行現(xiàn)場檢測,其主要內(nèi)容如下:
①變壓器本體、冷卻裝置及所有附件均完整無缺陷、不滲漏、油漆完整。
②變壓器油箱、鐵心和夾件外引接地線均可靠接地。
③儲油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統(tǒng)上的閥門均在開的位置,儲油柜油溫標(biāo)示線清晰可見。
④高壓套管的接地小套管應(yīng)接地,套管頂部將軍帽應(yīng)密封良好線的連接接觸良好并涂有電力脂。
⑤變壓器的儲油柜和電容式套管的油位正常,隔膜式儲油柜的集氣盒內(nèi)應(yīng)無氣體。
⑥有載分接開關(guān)的油位需略低于變壓器儲油柜的油位。
⑦進行各升高坐的放氣,使其完全充滿變壓器油,氣體繼電器內(nèi)應(yīng)無殘余氣體。
⑧吸濕器內(nèi)的吸附劑數(shù)量充足、無變色受潮現(xiàn)象,油封良好,能起到正常呼吸作用。
⑨無勵磁分按開關(guān)的位置應(yīng)符合運行要求,有載分接開關(guān)動作靈活、正確、封閉裝置動作正確;
⑩溫度計指示正確,整定值符合要求。
油浸式自冷變壓器上層油溫不宜經(jīng)常超過85℃,最高不得超過95℃(配電變壓器測溫孔插入溫度計可隨時測得運行變壓器的即時溫度),不得長期過負(fù)荷運行。
但在日負(fù)荷系數(shù)小于l(日平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比),上層油溫不超過允許值的情況下,可以按正常過負(fù)荷的規(guī)定運行,總過負(fù)荷值不應(yīng)超過變壓器額定容量的30%(室內(nèi)變壓器為20%)。
當(dāng)變壓器上層油溫超過95℃后,每增加5℃變壓器內(nèi)的絕緣(油等絕緣介質(zhì))老化速度要增加一倍,使用年限要相應(yīng)減少。
因此,必須避免長時間過負(fù)荷運行。冷卻裝置試運行正常。
進行冷卻裝置電源的自動投切和冷卻裝置的故障停運試驗。繼電保護裝置應(yīng)經(jīng)調(diào)試整定,動作正確。
變壓器投運前的檢測全部合格后,需對變壓器進行試投運并達到一定的指標(biāo)參數(shù)才算正常。
電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件,它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件,因此,必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。
?。?)油箱內(nèi)故障。繞組的閘間短路、相間短路、接地短路以及鐵芯的燒損等。這些故障將產(chǎn)生電弧,將引起絕緣物質(zhì)的劇烈汽化,從而可能引起爆炸。后果十分嚴(yán)重。
(2)油箱外部的故障。變壓器套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。
?。?)變壓器的不正常運行狀態(tài)。系統(tǒng)發(fā)生相間短路引起的中性點過電壓;過負(fù)荷;漏油引起的油面降低;過勵磁;變壓器各部分過熱和冷卻系統(tǒng)故障。