油浸变压器运行时温度的基础知识

张南工业知识 2025-03-17 15:40:39
高压电工上岗技能:变压器的安全运行要求:油浸变压器运行时温度的基础知识

原创 成套自学网管理员

变压器的安全运行要求

一、油浸变压器运行时温度的规定;

二、运行中变压器温升过高的原因及处理方法;

三、变压器设定允许温度的原因;

四、变压器的允许温升;

五、检查变压器油颜色的方法;

六、检查变压器响声的方法;

一、油浸变压器运行时温度的规定;

油浸变压器运行的最高温度为85℃,此温度即为高温报警温度。在此温度下,变压器虽可继续运行,但需加强监视。当变压器温度持续升高至最高临界温度(极限温度)95℃时,必须降低用电负荷,以防事故发生。

二、运行中变压器温升过高的原因及处理方法

当变压器环境温度不变,负荷电流不变而温度不断上升时,说明变压器运行不正常,通常造成变压器温度过高的主要原因及处理方法如下。

1、由于变压器绕组的匝间或层间短路,会造成温度过高,一般可以通过在运行中监听变压器的声音进行粗略的判断。也可取变压器油样进行化验,如果发现油的绝缘和质量变坏,或者瓦斯保护动作,可以判断为变压器内部有短路故障。经查证属于变压器内部故障,应对变压器进行大修。

3、变压器分接开关接触不良时,使得接触电阻过大,甚至造成局部放电或过热导致变压器温度过高。可通过轻瓦斯是否频繁动作及信号指示来判断:还可以通过变压器取油样进行化验分析:也可用直流电桥测量变压器高压绕组的直流电阻来判断故障分接开关接触不良的处理方法是:将变压器吊芯,检修变压器的分接开关。

4、变压器铁芯硅钢片间绝缘损坏,导致变压器温度过高。通过瓦斯是否频繁动作、变压器绝缘油的闪点是否下降等现象加以判断。处理方法:对变压器进行吊芯检查。若铁芯的穿心螺栓的绝缘套管的绝缘层损坏也会造成变压器温度升高,判断与处理方法可照此进行。

三、变压器设定允许温度的原因;

变压器在运行过程中,会产生铜损与铁损,致使线圈和铁芯发热。其允许温度取决于所采用绝缘材料的耐热强度。油浸式电力变压器的绝缘属于 A 级,绝缘材料为经过浸渍处理的有机材料,诸如纸、木材以及棉纱等,该类绝缘材料的允许温度为 105℃。

在变压器中,温度最高的部件是线圈,其次为铁芯,而变压器油温相对最低。线圈匝间的绝缘采用电缆纸,实际可测量的是线圈传导出的平均温度,因此运行时线圈温度应不超过 95℃。

电力变压器的运行温度对其输出容量和使用寿命有着直接的影响。若温度长时间超出允许值,变压器绝缘易受损,使用寿命将会缩短。变压器使用年限的减少通常可依据“八度规则”进行计算,即温度每升高 8℃,使用年限减半。试验结果显示:当变压器绕组最热点温度始终维持在 95℃时,变压器可连续运行 20 年;若绕组温度升至 105℃,使用寿命则降至 7.5 年;若绕组温度达到 120℃,使用寿命仅为 2.3 年。由此可见,变压器的使用寿命主要取决于绕组的运行温度。

四、变压器的允许温升;

变压器绕组温度受负载大小与环境温度影响。变压器温度与环境温度之差称为温升。对于A级绝缘的变压器,当环境温度达到40℃(最高环境温度)时,国家标准规定绕组温升为65℃,上层油温允许温升为45℃。只要上层油温和温升不超过规定值,就能确保变压器在规定的使用年限内安全运行。

允许温度等于允许温升加上40℃。当环境温度超过40℃时,散热变得困难,不允许变压器满负荷运行。即使环境温度低于40℃有利于散热,线圈的散热能力因结构材料限制无法提高,也不允许超负荷运行。例如,当环境温度降至0℃以下时,如果让变压器过负荷运行而上层油温保持在90℃以下(未超过允许值95℃),由于线圈散热能力无法提升,最终会导致线圈温度升高、发热,超出允许值。

以一台油浸自冷式变压器为例,在32℃的环境温度下,其上层油温为60℃,未超过95℃的限制,此时上层油的温升为28℃(60℃-32℃=28℃),小于允许温升45℃,因此变压器可以正常运行。然而,若环境温度升至44℃,上层油温达到99℃,尽管上层油的温升仅为55℃(99℃-44℃=55℃),没有超过温升限定值,但上层油温却超过了允许值,故不允许继续运行。同样地,在-20℃的环境温度下,上层油温为45℃,虽然小于95℃,但上层油的温升增至65℃(45℃-(-20)℃=65℃),已超过温升限定值,也不允许运行。因此,只有当上层油温和温升值均不超过允许值时,才能保证变压器的安全运行。

五、检查变压器油颜色的方法;

检查变压器油的颜色是巡视工作中的关键环节,可通过油枕上的油标管内的油进行细致观察。

油的颜色:新油通常呈现浅黄色,氧化后颜色会逐渐加深。若运行中油的颜色迅速变暗,则表明油质已发生劣变。新油在玻璃瓶中应为透明状,并带有紫色荧光,否则可能意味着存在机械杂质和游离碳。

透明度:变压器油应具备良好的透明度,若出现浑浊或不透明现象,同样提示油质可能存在问题。

气味:变压器油本身应无异味,或仅带有轻微的煤油味。若闻到其他异常气味,如烧焦味、酸味或乙炔味等,则分别表明油在干燥过程中过热、严重老化或内部产生过电弧。其他异味可能是由容器材质等因素引起的。

六、检查变压器响声的方法;

变压器在正常运行状态下,通常会发出均匀的嗡嗡声,此乃交变磁通引发铁芯振颤所致。若运行过程中出现其他声响,则表明声音异常。

变压器异常声响的主要成因如下:其一,变压器长期处于过载运行状态,绕组受高温影响而被烧焦,甚至出现绝缘脱落,进而导致匝间或层间短路。其二,线路发生短路且保护失灵,致使变压器长时间承受大电流冲击,绕组遭受强大电磁力作用而发生位移或变形,同时温度急剧升高,造成绝缘损坏。其三,变压器受潮、绝缘油含水分,或者在修理绕组时绝缘未充分浸透等情况,均会致使绝缘性能下降,甚至引发匝间短路。其四,绕组接头与分接开关接触不良。其五,变压器遭遇雷击,而防雷装置设置不当或失效,使绕组承受强大电流冲击。

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