提高电力变压器可靠性的措施.pdf

第4 3 卷第 1 0 期 2 0 0 6 年 1 0 月 到浮 2 7 I浅 ORA M R V o l . 4 3 O c t o b e r No . 1 0 2 0 0 6 提高电力变压器可靠性的措施 张利国 ( 广东电网公司梅州供电局， 广东 梅州 5 1 4 0 2 1 ) 我国电力变压器发展的历史与国外相比还较 短， 对一些技术问题尚没有完全成熟的解决办法， 加 上种种外部条件的影响，在变压器的质量和可靠性 方面， 从设备订货到投人运行还存在着一些值得注 意的问题需要采取一些必要的措施加以解决。 1订货时 应注意的问题 ( 1 ) 对变压器的性能指标( 如空载损耗、 负载损 耗、 温 .升限值等) 应符合我国的技术标准， 避免因过 高的标准影响到变压器可靠性。、 ( 2 ) 对变压器的运输重量及外尺寸的限制应该 仔细核实， 在允许的情况下， 尽可能给变压器厂提供 条件来增加设计的裕度， 以提高变压器运行的可靠 性。 2 产品设计的原则与改进 ( 1 ) 设计时应充分考虑我国的具体条件及工艺 和材质的分散性， 在关键的部位应留有足够的裕度。 在设计的先进性和产品的可靠性有矛盾时，应首先 保证可靠性。 ( 2 ) 鉴于近几年来在生产运行中比较多地出现 了高压绕组和低压绕组之间场强最高处发生放电故 障， 对变压器的主绝缘( 高一 低或高一 中) 的尺寸应选 择较大的绝缘裕度。因为变压器的端部绝缘出现过 较多故障，尤其是自藕降压变的中压端部有载调压 结构， 其端部电场分布复杂， 所以要考虑增大绝缘距 离和改进绝缘结构。 ( 3 ) 在大容量变压器的低压绕组采用换位导线 时、应充分考虑导线的强度和刚度与短路应力的配 合以及导线膨胀对油道散热的影响。应有措施增加 刚度和强度， 降低电流密度， 留有足够的裕度。 ( 4 ) 油流静电是威胁变压器运行安全的重要因 素之一， 设计时要合理选择和验算绕组各部位的油 流流速， 以避免油流的剧烈扰动。 导油管进人绕组的 部位应避开局部高电场区， 最大流速应尽可能降低 到0 . 8 n v s 以下。在降低油流速度的同时， 必须考虑 绕组温度场的分布。 合理调整油流分配， 使各部位的 温升在规定的范围内。 ( 5 ) 变 压 器 各 部 位的 机 械 强 度 a . 绕组抗短路机械强度。鉴于极少可能对电力 变压器进行短路试验， 因此， 保证其耐短路冲击的能 力， 主要靠设计。 设计时着重注意低压绕组内侧的支 撑及在绕组共享压板的结构中保证各绕组轴向均匀 压紧。 b . 变压器抗运输冲撞的能力。加强机械强度上 的薄弱环节，提高变压器在运输过程中耐冲撞能 力。 ( 6 ) 油箱磁屏蔽在防止油箱局部过热和减少附 加损耗方面起着重要的作用。要注意防止磁屏蔽本 身的局部过热。 当采用硅钢片磁屏蔽时， 应着重注意 其表面尖角对电场的畸变，在电场的较强处应覆盖 静电屏蔽以改善电场。 3 提高产品制造工艺的措施 ( 1 ) 密封性不好不仅渗漏油， 而且可能导致进水 受潮， 还会使安装后的真空处理质量不高， 吸收的水 分不能有效排出，直接影响到绝缘的耐电强度及运 行寿命。 根据G B / T 6 4 5 1 - 1 9 9 9 三相油浸式电力变压 器技术参数和要求 的规定， 总装后真空处理阶段油 箱内的残压达到1 3 3 P a 以下，并保持2 4 h以上。因 此， 建议增加钢板预处理设备， 把所有 的法兰联接面 改为有足够刚度的加工面， 以保证真空处理质量。 ( 2 ) 杂质是影响电气绝缘强度的主要因素， 制造 厂要进一步采取措施减少杂质进人变压器内 部的可 能性， 提高变压器的清洁度。 在套管型互感器的器身 装配、 变压器的器身装配、 引线装配、 变压器静电板 的包扎、 绝缘垫块的配置、需要进行机加工的绝缘 件、变压器绕组导线包纸和变压器绕组绕制等工序 需设防尘措施。 另外， 应实现绝缘加工与金属加工的 彻底隔离， 保证附件的清洁， 并对油箱焊接完整体喷 砂等。 ( 3 ) 绕组压紧工艺对绕组绝缘强度及抗短路冲 万方数据 击强度的影响很大。 建议完善绕组恒压干燥工艺， 在 绕组套装过程中严格控制各绕组轴向尺寸，注意不 要因过压紧而损伤匝间绝缘。 ( 4 ) 变压器油中的颗粒( 如纤维、 金属颗粒、 灰尘 等) 污染度会对变压器的安全运行造成很大的危害。 建议用精密滤油机作为净油手段。 ( 5 ) 铁心采用不叠上铁扼工艺以降低空载损耗。 ( 6 ) 静电环的包扎必须紧实圆滑， 其中铝箔及金 属化皱纹纸不得悬浮， 包扎时要随时用万用表测量， 导线与铝箔必须保证通路。 第4 3 卷 ( 2 ) 在出厂时在变压器上必须装设冲撞记录器， 对三维方向加速度做连续记录。 铁路承运方面， 应支 持装设冲撞记录器。 ( 3 ) 变压器充氮。 运输过程中应装设压力表及充氮 装置， 押运时经常检查氮气压力的状态， 必要时补氮。 ( 4 ) 建议对发运、 承运、 接收三方的责权利进一 步作出明确规定。 4 .材料、 组件及附件的特殊要求 ( 1 ) 成型绝缘件、 绝缘纸板是超高压变压器的关 键绝缘材料， 目 前存在的问题较多。 问题的主要原因 是成型件人厂无检测手段， 只能凭肉眼外观检查， 厚 度不易保证， 纸板中松软起层现象难以发现。 ( 2 ) 铜导线的表面质量直接影响到匝绝缘的电 气强度。 建议用无氧铜作为导线原料， 对导线的表面 光洁度严格检查。 ( 3 ) 套管制造厂应该切实提高套管的质量。 其主 要措施有: a . 高压套管尾部与变压器内部的绝缘屏障系统 密切相关， 应由双方共同研究， 改进屏蔽系统的设计 并且根据实际情况， 提出对套管绝缘水平的要求。 b . 套管厂应在电容式套管出厂试验时进行油中 溶解气体色谱分析， 并提供试验报告。 c . 在密封件的选用上， 应进行对比试验， 确定较 理想的材料。 5 运输方面 ( 1 ) 鉴于因运输冲撞引起变压器损坏的事故屡 有发生， 要求铁路部门严格按规章执行， 杜绝运输中 严重冲撞情况的发生。安装部门在卸车和运输就位 过程中应严格要求， 避免发生对变压器的严重冲击。 在运输、 装卸、 安装使用的各个环节上， 应加强对变 压器冲撞情况的交接验收， 并作好验收记录。 6 安装要求 . ( 1 ) 为了确保变压器的 安装质量， 建议实 施卖方 质量负责的安装方式。 ( 2 ) 安装过程中应尽量减少水分进人变压器绝 缘， 以确保投运的安全。 7 调试及运行的要求 ( 1 ) 为防止油流静电对变压器绝缘的损坏， 对冷 却器的运行方式建议如下: a . 启用时， 应逐台启用， 尤其对运行中停运一段， 时间后再投人的变压器，应注意依据负载和温升情 况， 逐台投人。 b . 投人冷却器的台数， 应根据负载和温度来确 定。不允许将备用冷却器和工作冷却器一起投人。 ( 2 ) 新变压器在投运时的油中溶解气体色谱试 验的取样周期应按规程执行， 应从实际带电起就将 其纳人色谱监督范围。必要时， 用X D K型高效吸附 剂对变压器油进行吸附， 以降低变压器油的介损值， 使其符合国家标准的要求。 参考文献: 1 贺以 燕. 关于提高变压器可靠性的思考 J . 变压器， 1 9 9 6 , 3 3 ( 7 ) ; 2 - 5 . 2 杨漪百， 戴景寰， 孙启宏. 电力系统可靠性分析基础及应 用 M . 北京: 水利电力出版社， 1 9 8 6 3 黄幼茹， 费诩群， 刘华， 等. 2 2 0 k V及以上变压器可靠性分 析田. 变压器, 1 9 9 7 , 3 4 ( 4 ) : 3 - 5 . 2 0 0 7 年度 变压器 杂志即将开始征订。 请广大读者尽快到当 地邮局办理订阅手续， 切勿错过订期。 本刊 邮发代号为8 - 3 4 。 另外， 2 0 0 7 年度 变压器 杂志广告征订工作也已 经开始， 请广大客户尽快与本刊广告发行 部联系。由于本刊较好的广告版面有限， 欲订从速。 变压器 杂志编辑部 万方数据