变压器的安装

发表时间:2020/8/18   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷11期   作者:白巍山
[导读] 变压器是电气工程中最常见的电气设备,
        摘要:变压器是电气工程中最常见的电气设备,它在运输、安装、调试中会出现一系列的问题,如何有效的提高变压器的安装质量和效率。研究变压器在各阶段可能发生的问题及解决办法,在复杂条件下提高变压器安装的应对策略。
        关键词:变压器;运输、安装、调试;出现的问题;处理办法;
           
前言
        电力系统里1KW发电量,通常配合5-8KVA变压器容量,因而变压器在电力系统数量很大。当前超高压、直流电网快速发展,经常出现巨型变压器,产生如何把大型变压器运到现场,进行安装、调试。
变压器概述
        变压器铭牌:变压器型式、相数、冷却方式、适用场所;额度容量Pe和条件容量、分接开关位置和分接电压、额度电流Ie1、额度频率f;变压器连接组别和线圈连接;空载电流I0和空载损耗P0,短路电流0和短路损耗PD;变压器总重量,运输重量G,油重量和心部重量;顶盖布置图;套管型电流互感器技术数据。
        电力变压器产品容量,采用R10系列,也就是容量按照的倍数增加,即20,30,40,50,63......千伏安容量较密,便于选用。
        大型变压器,,
        变压器Y/Y0(02、04、06、12组别)连接,适用于中、小容量的三柱铁芯变压器,用在照明、动力混合的低压配电系统(三相不平衡时流过中性线的电流不超过25%);Y/△(有01、03、05、11组别)连接(避免3次谐波磁通和3次谐波电动势的有害影响,没有零序磁通产生,感应出的一次和二次电动势曲线接近正弦波),这种形式的变压器应用较广。
        变压器简单计算
      
        变压器运输
        变压器运输:制造厂的装车、运输、施工现场卸车、二次搬运、变压器安装到位。变压器的运输,根据施工现场的具体条件补充和修订。运输变压器应当注意:电力变压器的翻倒;电力变压器的严重倾斜;电力变压器的附件损坏;运输过程的质量问题。
        应当注意电力变压器油箱的几何中心和重心并不吻合,一般有10mm左右的偏差,起吊过程发现油箱偏差,应落下进行调整。变压器卸车:起吊法;敷设斜面牵引法。
        运输过程中电力变压器允许最大倾斜角为150,变压器在水平方向的分力(考虑冲击力)
        
         电力变压器的安装   
        大型电力变压器:散热器、油枕、套管、分接开关的操作机构、底座、防爆管和净油器等附件,都是拆下来分别包装运输的;中、小型 电力变压器,只拆下少量附件或整体组装状态下的运输、安装。   
        电力变压器的绝缘是其与大气接触而受潮的过程,是水蒸气在绝缘表面凝结和渗透的过程,要防止绝缘受潮就是要防止:水蒸气在绝缘表面凝结。随时掌握大气的温度、相对湿度、变压器心部温度,采取措施,方可防止绝缘物从大气中吸湿 。绝缘油从大气中的吸潮量与空气的湿度和温度有关,湿度越大,温度越高,吸的潮湿愈多。对于绝缘不好的电力变压器,如果绝缘油的介质强度也不好,更换绝缘油或者进行油过滤,有可能解决问题。
        变压器运输过程受潮的唯一原因,是:
        1.油箱密封不严,这种情况受潮的程度决定于恢复油箱的密封时间及变压器所处的环境状况。不带油运输的变压器,需要长期放置时,应当从速往变压器注入合格的绝缘油。
        2.变压器心部受潮,进行变压器心部加热,使心部温度高于周围温度10-20度,还需选择在大气相对湿度比较小的时间进行抽芯检查
        3.变压器真空注油           
                                               
现场干燥电力变压器时,抽真空,有助于排除绝缘物中水和空气。
出现破坏油箱真空,油箱里面温度会发生短时的急剧下降,如果空气湿度大将出现水分凝结。
         进行电力变压器的真空注油和真空干燥时,空气应是干燥的、相对湿度不超过65%,潮湿环境让空气通过吸潮装置;在电力变压器的油箱构建一个空气流通的途径,以便排出潮湿空气,在真空破坏后加热油箱;真空注油保证油温高出周围10-20度,铁芯温度高于油温20-30度,油灌注关闭 温度稳定再缓缓破坏真空,放出多余的绝烟油。
        变压器严密性检查:变压器附件的严密性检查、变压器整体性严密性检查 ,应考虑压力、时间、温度等因素
        两种或两种以上不同来源的绝烟油混合使用,必须符合下列条件:
        1.相互混合的油的性质符合《电力变压器绝缘油的性质》的相关规定
        2.相互混合的油的物理性质相同或相近;主要是比重、凝固点、粘度、闪光点
        3.混合后,油的安定度必须符合规定
变压器瓷瓶发生火花放电可能性
空气的击穿:自由电子运行过程中可能是游离状态---汤姆逊第一游离系数;与分子碰撞成为负离子----电子附着系数,随着电场及压力变化,产生电子流,放出光子。电子自持放电的条件:                   
均匀电场电子自持放电条件:

当空间间隙串联电阻很大,空间电流密度不足以使间隙的电场畸变,放电为微弱光亮;电阻减小,空间电流密度增加到10-5 -104安/cm2时产生辉光放电;电阻较小,电流密度能够让一部分区域温度升高,形成高温导电通道,产生电弧。
   气体放电,当电子束里的电子数<108 ,气体发生自持放电到稳定放电
            当电子束里的电子数≥108 ,电场发生畸变,可以观察到光点
            当电子束里的电子数≥1013 ,气体发出强光
当绝缘子表面污秽、受潮可能发生闪络,实践表明降露、毛毛雨、下大雾,污染绝缘子会发生闪络,同时与空气湿度有关系。
     污秽而又潮湿的绝缘子,可能出现潮湿层中发出的能量使绝缘子发热。绝缘子表面受潮时的电阻: 
Ρn:潮湿污秽层的体积电阻率;
L:沿绝缘子表面的漏电路径的长度;
Q:潮湿污秽层的截面;
D:绝缘子直径
△:污秽层厚度
流过瓷瓶的泄露电流
式中:   
绝缘子为均匀污秽时,耗散功率沿绝缘子表面的分布也不是均匀的,直径越小,耗散功率越大。
     潮湿层中发出的能量使绝缘子发热,于是其表面电导率增大,耗散功率也随之增大,潮湿层温度进一步上升。
当潮湿和蒸发达到平衡时,临界电场强度为:    (伏/厘米)
当电流在10-3安及更大时,放电具有下降的伏安特性,其温度约为30000C。
瓷瓶绝缘材料不均匀存在集中缺陷时并微小有裂纹,可能出现爆炸事故。重要场合必须对瓷瓶作高压闪络试验。
        污秽的绝缘受潮时产生间歇小电弧状态而不破坏设备运行,绝缘选择正确才能存在。              
        当IY≥Iup可能发展成为闪络,绝缘子的极限泄露电流值不足以用来判断绝缘子是否发生闪络的危险,而决定于瓷瓶表面烘干及局部闪络形成的条件
        泄露电流的极值电压                     
        电压超过极值电压一旦发生小电弧,即发生闪络
        通过上面的分析,瓷瓶的形状是影响瓷瓶放电的主要因素、瓷瓶表面积、瓷瓶绝缘材料的内部缺陷以及瓷瓶的运行持续时间、瓷瓶两端电压、气候因素、瓷瓶的日常维护等造成瓷瓶放电故障出现或瓷瓶爆炸。
        防止固体液体介质的击穿
        固体介质的击穿:热击穿;电击穿
        液体击穿影响因素:水分、气泡、纤维和杂志、电场的均匀程度、电压作用时间。
        绝缘的预防性试验:
        1.破坏性试验(耐压试验)-----设备监造过程,采用同条件试块。
        2.非破坏性试验----测量绝缘电阻、泄露电流、介质损失tgδ、绝缘表面电压分布     

 

电压比试验:采用0.1级电压比电桥测量电压比和线圈;双电压表法
线圈联接组测定:有直流法、交流法和电桥法。
线圈直流电阻测定:采用电桥法(电阻在10欧以上采用单臂电桥,电阻在10欧一下采用双臂电桥),试验通电电流注意不超过线圈额定电流20%;注意电流稳定接入电流表,断开电流前先断开电压表。大型变压器需要考虑加入阻尼电阻,缩短电流稳定时间。
绝缘特性测量:采用2500V兆欧表测量高压部分绝缘电阻,采用500V兆欧表测量低压部分绝缘电阻,绝缘电阻R60随温度变化而变化

泄露电流试验:对一定的电压等级的被试物以相应的试验电压通入,用微安表来指示电流值。它对绝缘本身的弱点更容易显示出来。
介质损失角测量:绝缘内功率损失的参数,反应整个绝缘分布性缺陷;如果绝缘缺陷不是分布性缺陷,反应就不灵敏。对于体积大,缺陷为集中缺陷时,不选用该方法。应用该方法应注重历史性比较
短路试验:检查短路损耗和阻抗电压。大型变压器不应低于额定电流的25%进行试验
空载试验:测量空载电流和空载损耗,判断铁芯质量和线圈是否短路。
外加高压试验(交流耐压试验、直流耐压试验):可准确考验绝缘的裕度,有效反应比较危险的集中缺陷。检查变压器主绝缘,非试验线圈和油箱接地,试验前变压器静置一段时间。35KV静置24h;60-110KV静置36h;110KV静置72h且真空注油。
        1.交流耐压试验:对固体有机绝缘,在较高的交流电压作用时,弱点更加发展。试验电压按情况不同分别对待。实验中:1.)注意试品的电压升高(试品容抗与变压器的漏抗放生串联谐振);2.)波形失真及改善---当波形不是正弦波时,电压有效值改变,需要调整;对人员、设备进行保护
        2.直流耐压试验:交流耐压试验的补充,适用于大电容设施,绝缘中存在汽泡的物质,结合泄露电流进行判断。
及其它试验:感应高压试验、温升试验、冲击电压试验、突发短路试验、零序阻抗测定
变压器运行
  
        参考文献
        [1]温英才,曾王杰,吴斌.变压器中性点隔直装置电流突变异常分析[J].电力安全技术,2020,22(04):40-42.
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