第一篇:農村配電變壓器防雷措施的應用
農村配電變壓器防雷措施的應用
[摘要] 目前我國農村地區(qū)共有配電變壓器約124萬臺,由于大多位于低洼荒野之地,容易遭受雷擊受到損壞,每年雷擊變壓器占變壓器損壞的50%以上,不僅造成國家財產的損失,而且給廣大人民群眾的生產生活帶來極大的不便。文章結合實際情況,分析雷擊變壓器的原因,提出配電變壓器防雷的措施,在實際應用中收到良好效果。
[關鍵詞]配電變壓器;防雷措施
[作者簡介]王海彬,廣東電網公司茂名高州供電局助理工程師,研究方向:10kV及以下配電網,廣東 高州,525200
[中圖分類號]TM727.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1007-7723(2008)12-0149-0002
高州市農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積約3200平方公里,用電戶數130萬,目前共有2700多臺配電變壓器。由于高州為山區(qū)地形,土地遼闊,根據氣象臺的統(tǒng)計,全市年平均雷暴日數為90天,配電變壓器受雷擊損壞較為嚴重。這不僅給供電企業(yè)帶來極大的經濟損失,而且嚴重影響供電可靠性,給廣大人民群眾的生活生產帶來極大的不便。因此,為了防止雷電對配電變壓器的侵害,保證配電變壓器安全運行,有必要對配電變壓器防雷保護措施進行分析,從而有選擇性地采取適當的防雷保護措施,確保電力設施的安全可靠運行。
一、雷擊變壓器的分析
雷電是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層,或者是帶電的云層對大地之間迅猛放電的自然現(xiàn)象。這種迅猛的放電過程產生強烈的閃電并伴隨巨大的聲音。這就是我們常看到的閃電和雷鳴,自然界每年都有幾百萬次閃電,全球每年因雷擊造成人員傷亡、財產損失不計其數。最新統(tǒng)計資料表明,雷電造成的損失已經上升到自然災害的第三位。雷電電流平均約為20000A(甚至更大),雷電電壓大約是10的lO次方伏(人體安全電壓為36伏),一次雷電的時候大約為千分之一秒,平均一次雷電發(fā)出的功率達200億千瓦。雷電破壞主要有三種基本形式:直擊雷、感應雷和雷電波。每年5至9月都是雷擊的高發(fā)期,由此導致的變壓器損壞事故比例也是較大的。雷擊變壓器的繞組損壞是通過很高的電壓幅值,數十倍甚至數百倍的電壓,使繞組發(fā)生嚴重的損壞而變形。從燒壞的故障點可以明顯看出,痕跡較新,同時由于溫度過高,使油急劇膨脹,甚至噴出,油色呈黑色,有氣味。
雷擊損壞變壓器過去單純認為是雷電波進入高壓繞組引起,但理論分析和實際試驗表明:配變雷害事故的主要原因是由于配電系統(tǒng)遭受雷害時的“正反變換”的過電壓引起的,而反變換過電壓損壞事故尤甚。現(xiàn)就正反變換過電壓發(fā)展過程進行分析,討論配變的防雷保護。正變換過電壓。當低壓側線路遭受雷擊時,雷擊電流侵入低壓繞組經中性點接地裝置入地,接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產生壓降。這個壓降使得低壓側中性點電位急劇升高。它疊加在低壓繞組出現(xiàn)過電壓,危及低壓繞組。同時,這個電壓通過高低壓繞組的電磁感應按變比升高至高壓側,與高壓繞組的相電壓疊加,致使高壓繞組出現(xiàn)危險的過電壓。這種由于低壓繞組遭受雷擊過電壓,通過電磁感應變換到高壓側,引起高壓繞組過電壓的現(xiàn)象叫“正變換”過電壓。反變換過電壓。當高壓側線路遭受雷擊時。雷電流通過高壓側避雷器放電入地,接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產生壓降。這個壓降作用在低壓側中性點上,而低壓側出線此時相當于經電阻接地,因此,電壓絕大部分加在低壓繞組上了。又經電磁感應,這個壓降以變比升高至高壓側,并疊加于高壓繞組的相電壓上,致使高壓繞組出現(xiàn)過電壓而導致?lián)舸┦鹿?。這種由于高壓側遭受雷擊,作用于低壓側,通過電磁感應又變換到高壓側,引起高壓繞組過電壓的現(xiàn)象叫“反變換過電壓”。變壓器不同接線對正反變換過電壓的影響。(1)Yzn11接線。當低壓側線路落雷時,雷電流進入低壓側的兩個“半繞組”中,大小相等、方向相反,在每個鐵心柱上的磁通正好互相抵消,因而也就不會在高壓繞組中產生正變換過電壓。在高壓側線路落雷時,實際上由于變壓器結構和漏磁等原因引起磁路不對稱,因而磁通不可能完全抵消,正反變換過電壓仍然存在,但是較小,可認為有較好的防雷作用。(2)Yyn0接線。這種接法的變壓器是我國的一種標準接線。它有很多優(yōu)點:1)正常時能保持各相電壓不變,同時能提供380/220V兩種不同的電壓以滿足用戶要求;2)發(fā)生單相接地短路時,可避免另兩相電壓的升高;3)可避免高壓竄入低壓側的危險。因此,配電網中幾乎所有配變均采用此種接法。
二、配電變壓器防雷保護措施的應用在配電變壓器高壓側裝設避雷器。根據DLtT620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》規(guī)定:配電變壓器的高壓側一般應采用避雷器保護,避雷器應安裝在高壓熔斷器與變壓器間。避雷器的接地線和變壓器低壓側的中性點以及變壓器的金屬外殼三點應連接在一起接地,以充分發(fā)揮避雷器限壓作用和防止逆閃絡。這也是部頒推薦的防雷措施。在配電變壓器低壓側加裝普通閥型避雷器或金屬氧化物避雷器。用正反變換過電壓理論分析可得知產生正反變換過電壓是由于低壓繞組過電壓引起。因此,只要設法限制低壓繞組過電壓的幅值,正反變換過電壓就可得到限制。低壓側裝設避雷器就是用來限制低壓繞組過電壓的幅值,有了低壓避雷器,正反變換過電壓也就得到有效的抑制,從而也就可以保護高壓繞組。這種保護方式的接線為:變壓器高、低避雷器的接地線、低壓側中性點及變壓器金屬外殼四點連接在一起接地(或稱三點共一體)。對100kVA及以上的變壓器其電阻值應不大于4D,,對100kVA以下的變壓器其接地電阻應不大于10。低壓側所裝避雷器與變壓器的電氣距離應不超過5m,越近效果越好,一般可裝于變壓器低壓出線總開關或總保險絲的外側,與變壓器共用接地裝置。這樣,即使避雷器內部有問題造成接地短路,熔絲或連接引線也會熔斷將故障切除。高、低壓側接地分開的保護方式。這種保護方式的接線為高壓側避雷器單獨接地,低壓側不裝避雷器,低壓側中性點及變壓器金屬外殼連接在一起,并與高壓側接地分開接地。研究表明,這種保護方式利用大地對雷電波的衰減作用可基本上消除逆變換過電壓;而對正變換過電壓,計算表明,低壓側接地電阻從10降至2.5時,高壓側的正變換過電壓可降低約40%。若對低壓側接地體進行適當的處理,就可以消除正變換過電壓。該保護方式簡單、經濟,但對低壓側接地電阻要求較高,有一定的推廣價值。若某些地點雷電活動較劇烈,低壓線路較長,雷擊變壓器事故較多時,除在變壓器低壓倒出口安裝一級低壓避雷器以外,尚可在低壓倒出線20~40m左右(一檔)的地方再加裝一組避雷器,或將低壓絕緣子鐵腳接地,以提高保護的可靠性。只要避雷器與被保護設備的電氣距離不超
過5m,裝于變壓器低壓倒出線的一組避雷器不但能夠保護變壓器,尚可以同時保護一路或幾路低壓出線的總電度表及其他電氣設備。若變壓器低壓側中性點不接地,為了防止中性點電位升高時威脅人身和設備安全,尚必須在中性點加裝一低壓擊穿保險器接地。它主要有兩方面的作用:一是雷電波作用下,中性點出現(xiàn)危險的正、逆變換過電壓時,保險器擊穿,等于將中性點直接接地;二是當運行中變壓器絕緣擊穿,高壓竄入低壓系統(tǒng)時,保險器即自動放電,將低壓系統(tǒng)接地,保證低壓倒出用電安全。避雷器接地引下線越短越好。因為接地線越長,其電感值越大,在不大的雷電波陡度di/dt=10kA/US時,接地線上的壓降將會達到一個較大的數值。它和避雷器殘壓疊加作用在配變絕緣上,會大大加劇破壞性。所以對于高壓側,避雷器應裝于高壓跌落式熔斷器的下端。這樣不僅能減少接地引線的長度,也給避雷器安裝預試帶來方便(取下跌落式熔斷器,做好安全措施即可進行,不會影響高壓線路運行);其次,當避雷器質量不良,放電不能熄弧時,工頻續(xù)流使高壓跌落式熔斷器熔斷,熔管自動跌落,可避免因此造成對高壓線路供電的影響,減少線路的跳閘率。接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設備和線路遭受損壞、預防火災、防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運行。近年來,國內許多地區(qū)連續(xù)發(fā)生多起因接地網不滿足要求而引起的設備損壞事故。同時雷擊是導致電網事故的主要自然災害之一,雷擊引發(fā)的電網事故占總事故的50%以上。因此,良好的接地裝置應是防雷的重要技術措施。接地電阻實際是兩部分電阻之和,一部分是接地體金屬物的電阻,另一部分是整個大地的電阻也稱流散電阻。由于金屬接地體的電阻很小,因此接地電阻主要決定于流散電阻的大小。流散電阻主要由接地裝置的結構和土壤電阻率決定,土壤的電阻率越低,流散電阻也就越低。一些地區(qū)土壤電阻率較大,致使接地電阻值超出規(guī)程要求。因此,要采取多項措施降低接地電阻,常用的方法有更換土壤、采取深井式垂直埋地極、利用接地電阻降阻劑、采取伸長水平接地體等方法降低接地電阻。
配電變壓器的防雷措施多種多樣,各地配電變壓器運行方式、安裝地點等實際情況又不盡相同。搞好農村配變的防雷保護不僅有直接的經濟效益,還有很大的社會效益。因此,合理地選擇防雷保護措施,因地制宜,重視和加強配電變壓器的運行管理,定能收到提高配電變壓器防雷保護的效果。
第二篇:農村配電變壓器防雷技術
農村配電變壓器的防雷技術
2011-05-10 09:16:30 作者: 來源:電子工程世界
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雷擊損壞配變過去單純認為是雷電波進入高壓繞組引起,實際上這種認識帶有程度的片面性。理論分析和實際試驗表明:配變雷害事故的主要原因是由于配電系統(tǒng)遭受雷害時的“正反變換”的過電壓引起,而反變換過電壓損壞事故尤甚。
關鍵字:配電變壓器 [36篇]
雷擊損壞配變過去單純認為是雷電波進入高壓繞組引起,實際上這種認識帶有程度的片面性。理論分析和實際試驗表明:配變雷害事故的主要原因是由于配電系統(tǒng)遭受雷害時的“正反變換”的過電壓引起,而反變換過電壓損壞事故尤甚?,F(xiàn)就正反變換過電壓發(fā)展過程進行分析,討論配變的防雷保護。
1、正反變換過電壓
1.1正變換過電壓當低壓側線路遭受雷擊時,雷擊電流侵入低壓繞組經中性點接地裝置入地,接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產生壓降。這個壓降使得低壓側中性點電位急劇升高。它疊加在低壓繞組出現(xiàn)過電壓,危及低壓繞組。同時,這個電壓通過高低壓繞組的電磁感應按變比升高至高壓側,與高壓繞組的相電壓疊加,致使高壓繞組出現(xiàn)危險的過電壓。這種由于低壓繞組遭受雷擊過電壓,通過電磁感應變換到高壓側,引起高壓繞組過電壓的現(xiàn)象叫“正變換”過電壓。
1.2反變換過電壓當高壓側線路遭受雷擊時,雷電流通過高壓側避雷器放電入地,接地電流Ijd在接地電阻Rjd上產生壓降。這個壓降作用在低壓側中性點上,而低壓側出線此時相當于經電阻接地,因此,電壓絕大部分加在低壓繞組上了。又經電磁感應,這個壓降以變比升高至高壓側,并疊加于高壓繞組的相電壓上,致使高壓繞組出現(xiàn)過電壓而導致?lián)舸┦鹿?。這種由于高壓側遭受雷擊,作用于低壓側,通過電磁感應又變換到高壓側,引起高壓繞組過電壓的現(xiàn)象叫“反變換過電壓”。
2、變壓器不同接線對正反變換過電壓的影響
2.1Yzn11接線。當低壓側線路落雷時,雷電流進入低壓側的兩個“半繞組”中,大小相等,方向相反,在每個鐵心柱上的磁通正好互相抵消,因而也就不會在高壓繞組中產生正變換過電壓。在高壓側線路落雷時,實際上由于變壓器結構和漏磁等原因引起磁路不對稱,因而磁通不可能完全抵消,正反變換過電壓仍然存在,但是較小,可認為有較好的防雷作用。
2.2Yyn0接線
這種接法的變壓器是我國的一種標準接線。它有很多優(yōu)點:①正常時能保持各相電壓不變,同時能提供380/220V兩種不同的電壓以滿足用戶要求;②發(fā)生單相接地短路時,可避免另兩相電壓的升高;③可避免高壓竄入低壓側的危險。因此,配電網中幾乎所有配變均采用此種接法。
3、Yyn0接線配變的防雷保護
3.1高壓側裝設避雷器以防止雷擊過電壓。
3.1.1在配變高壓側裝設避雷器,能有效防止高壓側線路落雷時雷電波襲入而損壞配變,工程中常在配變高壓側裝設FS—10閥型避雷器。
3.1.2高壓側裝設避雷器后。避雷器接地線應與變壓器外殼以及低壓側中性點連接后共同接地,以充分發(fā)揮避雷器限壓作用和防止逆閃絡。
3.2低壓側裝設避雷器以限制正變換過電壓。
對于Yyn0配變,即使高壓側裝有避雷器,仍然不可避免來自高壓側進行波的反變換或來自低壓側進行波的正變換過電壓。
當低壓側裝設一組避雷器后,正反變換過電壓就可以受到限制。
用正反變換過電壓理論分析。產生正反變換過電壓是由于低壓繞組過電壓引起。因此,只要設法限制低壓繞組過電壓的幅值,正反變換過電壓就可得到限制。低壓側裝設避雷器就是用來限制低壓繞組過電壓的幅值,有了低壓避雷器,正反變換過電壓也就得到有效的抑制,從而也就可以保護高壓繞組。
4、安裝避雷器的具體要求
4.1正確的防雷接線。
4.2變壓器應安裝在高壓熔斷器與變壓器之間。
4.3避雷器防雷接地引下線采用“三位一體”的接地方法。即避雷器接地引下線、配電變壓器金屬外殼與低壓側中性點這三點連在一起,然后共同與接地裝置相連接。
4.4在多雷區(qū)、在變壓器低壓側出線出處應安裝一組低壓避雷器。
5、接地裝置的安裝
接地裝置安裝質量的好壞決定了為配電變壓器的防雷裝置是否起到良好的保護作用的關鍵,因此接地可靠,符合技術規(guī)范,才能很好地起分流作用,才能保護變壓器。
5.1高低壓側避雷器接地線、配變外殼和低壓側中性點應連接在一起共同接地(中性點不接地運行時,在中性點對地加裝擊穿保險器)
5.2接地電阻應滿足規(guī)程要求,對于100kVA以上的配變,Rjd≤4Ω;重復接地每臺不少于三處,每處Rjd≤10Ω。②對于100kVA及以下的配變,Rjd≤10Ω;重復接地每臺不少于三處,每處Rjd≤30Ω。
5.3避雷器接地引下線(即與配變外殼間的連線)越短越好。因為,即使0.6m長的接地線,其電感L約為1mH,在不大的雷電波陡度di/dt=10kA/μs時,接地線上的壓降也達Ldi/dt≈10kV這樣不小的數值。它和避雷器殘壓疊加作用在配變絕緣上,也將大大加劇破壞性。為此,對于高壓側,避雷器應裝于高壓跌落式熔斷器的下端。這樣不僅能減少接地引線的長度,也給避雷器安裝預試帶來方便(取下跌落式熔斷器,做好安全措施即可進行,不會影響高壓線路運行);其次當避雷器質量不良,放電不能熄弧時工頻續(xù)流使高壓跌落式熔斷器熔斷,熔管自動跌落,可避免因此造成對高壓線路供電的影響,減少線路的跳閘率。
6、結論
由以上分析可見,配變低壓側加裝避雷器是大有必要的,這也是我們以前認識上的不足。在配電變壓器低壓側加裝避雷器,對減少事故跳閘率,提高供電可靠性,具有重要的意義。因此,搞好農村配變的防雷保護不僅有直接的經濟效益,還有很大的社會效益。
第三篇:配電變壓器防雷保護措施分析
1前言
我國共有2400個縣級農村電網及280個城市電網,配電變壓器數量達數百萬臺,加之我國土地遼闊,且雷暴日偏多,如南方某些地區(qū)年雷暴日高達100~130日,配電變壓器受雷電波侵害較為嚴重,這不僅給供電企業(yè)帶來極大的經濟損失,而且嚴重影響供電可靠性。為此,為了防止雷電波對配電變壓器的侵害,保證配電變壓器安全運
行,有必要對配電變壓器防雷保護措施逐一分析,從而有選擇性的采取適當的防雷保護措施。
2配電變壓器防雷保護措施好范文版權所有
(1)在配電變壓器高壓側裝設避雷器。根據sdj7-79《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》規(guī)定:“配電變壓器的高壓側一般應采用避雷器保護,避雷器的接地線和變壓器低壓側的中性點以及變壓器的金屬外殼三點應連接在一起接地。”這也是部頒dl/t620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》推薦的防雷措施。
然而,大量研究和運行經驗均表明,僅在高壓側采用避雷器保護時,在雷電波作用下仍有損壞現(xiàn)象。一般地區(qū)年損壞率為1,在多雷區(qū)可達5左右,個別100雷暴日的雷電活動特殊強烈地區(qū),年損壞率高達50左右。究其主要原因,乃是雷電波侵入配電變壓器高壓側繞組所引起的正、逆變換過電壓造成的。正、逆變換過電壓產生的機理如下:
①逆變換過電壓。即當3~10kv側侵入雷電波,引起避雷器動作時,在接地電阻上流過大量的沖擊電流,產生壓降,這個壓降作用在低壓繞組的中性點上,使中性點電位升高,當低壓線路比較長時,低壓線路相當于波阻抗接地。因此,在中性點電位作用下,低壓繞組流過較大的沖擊電流,三相繞組中流過的沖擊電流方向相同、大小相等,它們產生的磁通在高壓繞組中按變壓器匝數比感應出數值極高的脈沖電勢。三相脈沖電勢方向相同、大小相等。由于高壓繞組接成星形,且中性點不接地,因此在高壓繞組中,雖有脈沖電勢,但無沖擊電流。沖擊電流只在低壓繞組中流通,高壓繞組中沒有對應的沖擊電流來平衡。因此,低壓繞組中的沖擊電流全部成為激磁電流,產生很大的零序磁通,使高壓側感應很高的電勢。由于高壓繞組出線端電位受避雷器殘壓固定,這個感應電勢就沿著繞組分布,在中性點幅值最大。因此,中性點絕緣容易擊穿。同時,層間和匝間的電位梯度也相應增大,可能在其他部位發(fā)生層間和匝間絕緣擊穿。這種過電壓首先是由高壓進波引起的,再由低壓電磁感應至高壓繞組,通常稱之為逆變換。
②正變換過電壓。所謂正變換過電壓,即當雷電波由低壓線路侵入時,配電變壓器低壓繞組就有沖擊電流通過,這個沖擊電流同樣按匝數比在高壓繞組上產生感應電動勢,使高壓側中性點電位大大提高,它們層間和匝間的梯度電壓也相應增加。這種由于低壓進波在高壓側產生感應過電壓的過程,稱為正變換。試驗表明,當低壓進波為10kv,接地電阻為5ω時,高壓繞組上的層間梯度電壓有的超過配電變壓器的層間絕緣全波沖擊強度一倍以上,這種情況,變壓器層間絕緣肯定要擊穿。
(2)在配電變壓器低壓側加裝普通閥型避雷器或金屬氧化物避雷器。這種保護方式的接線為:變壓器高、低避雷器的接地線、低壓側中性點及變壓器金屬外殼四點連接在一起接地(或稱三點共一體)。
運行經驗和試驗研究表明,對絕緣良好的配電變壓器,僅在高壓側裝設避雷器時,仍有發(fā)生由于正、逆變換過電壓造成的雷害事故。這是因為高壓側裝設的避雷器對于正變換或逆變換過電壓都是無能為力的。正、逆變換過電壓作用下的層間梯度,與變壓器的匝數成正比,與繞組的分布有關,繞組的首端、中部和末端均有可能破壞,但以末端較危險。低壓側加裝避雷器可以將正、逆變換過電壓限制在一定范圍之內。
(3)高、低壓側接地分開的保護方式。這種保護方式的接線為高壓側避雷器單獨接地,低壓側不裝避雷器,低壓側中性點及變壓器金屬外殼連接在一起,并與高壓側接地分開接地。
研究表明,這種保護方式利用大地對雷電波的衰減作用可基本上消除逆變換過電壓,而對正變換過電壓,計算表明,低壓側接地電阻從10ω降至2.5ω時,高壓側的正變換過電壓可降低約40。若對低壓側接地體進行適當的處理,就可以消除正變換過電壓。
該保護方式簡單、經濟,但對低壓側接地電阻要求較高,有一定的推廣價值。
配電變壓器防雷保護措施多種多樣,除以上列舉的以外,還有在配電變壓器鐵心上加裝平衡繞組抑制正逆變換過電壓;在配電變壓器內部安裝金屬氧化物避雷器等等。
3配電變壓器防雷保護措施應用
通過以上分析,可以看出,各種防雷保護措施各有其特點,各地應根據雷暴日雷電活動強度來合理選擇適當的防雷保護措施。好范文版權所有
(1)在平原等少雷區(qū),配電變壓器年損壞率較低,可只采用配電變壓器高壓側裝設避雷器的方式。
(2)在一般雷電日地區(qū),推薦采
第四篇:配電變壓器節(jié)能降耗措施的探討
配電變壓器節(jié)能降耗措施的探討
趙彥順
國電靖遠發(fā)電公司,甘肅白銀市平川區(qū)電力路,730919 摘要:隨著我國經濟的快速發(fā)展,用電量逐年增加,作為電力系統(tǒng)實現(xiàn)電能輸送與分配的重要設備之一, 變壓器的用量也勢必不斷增長, 降低變壓器損耗是降低電網線損的關鍵。變壓器的節(jié)能措施涵蓋在變壓器生產、使用、運行等各個方面。本文首先分析了變壓器運行的損耗及制造中的降耗措施,然后從配變損耗增大原因及在變壓器的選型、配置、運行方式、無功補償和管理等7各方面?zhèn)€方面探討了變壓器的節(jié)能降耗措施。關鍵詞:配電網;變壓器;節(jié)能降耗 1 引言:變壓器是電網中運用最普遍的設備之一,它貫穿于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、變、配、用各個環(huán)節(jié)。一般說來,從發(fā)電到用電需要經過3~5次的電壓變換過程,其中變壓器必然產生有功和無功損耗,其電能總損耗約占發(fā)電量的10%。尤其在配電網中,增加配變布點的要求使得配電變壓器的數量和總容量非常龐大, 在配電網線損中配電變壓器損耗占了60%以上。在整個電力系統(tǒng)中,變壓器中占了相當比例。因此,提高配變的運行效率、降低配網損耗具有極為重大的意義。變壓器的損耗分析及在制造工藝上應采取的措施
變壓器運行時從電網吸收功率,其中很小一部分消耗在原繞組的電阻和鐵心上。其余部分通過電磁感應傳給副繞組,副繞組獲得的電磁功率又有很小一部分消耗在副繞組的電阻上,其余的傳給負載。其中消耗在電阻上的叫銅耗,消耗在鐵心上的叫。變壓器的損耗就包括鐵損和銅損。鐵耗與鐵芯的材質有關,與負荷大小無關,其值基本上是固定的;銅耗與變壓器的負載密切相關,近似與負荷電流的平方成正比。
2.1 降低空載損耗,改進鐵心結構。
空載損耗雖然只占變壓器總損耗的20%~30%,但它不是隨負載變化而變化的損耗。對于年最大負載利用小時較低的中小型變壓器來說,降低空載損耗的意義更為重大。變壓器空載損耗為Po=KcPcGc,要降低空載損耗,就必須降低鐵心質量Gc、單位損耗Pc、工藝系數Kc。
改進措施
(1)采用優(yōu)良的硅鋼片。硅鋼片越好,則單位
損耗Pc越小。(2)改進貼心結構和工藝,降低工藝系數Kc。當硅鋼片一定時,單位損耗一定,而降低鐵心質量時,磁通密度增大,單位損耗成二次方的增大,空載損耗反而上升,所以只能降低工藝系數Kc。2.2 降低負載損耗,改進絕緣結。負載損耗占總損耗的70%~80%,數值很大。變壓器的負載損耗近似為繞組的電阻損耗。表示為Pk=KmδGm(?)即負載損耗與鐵芯損耗于導線質
量Km、電流密度δ、電導率Gm有關。降低措施:
(1)降低電導率Km,采用電導率高的銅線。(2)降低導線重量時,電流密度成二次方增大,負載損耗反而上升。降低電流密度,可以降低負載損耗,但導線重量增大,浪費了材料。
(3)從減少匝數出發(fā),可以降低負載損耗,但增大了鐵心質量。
因此,直接改變變壓器導電體數據來降低負載損耗是有困難的,除了適當降低電流密度外,只有從改善絕緣結構、縮小絕緣的體積。提高繞組填充系數著手,來減少繞組尺寸,以減少負載漏損耗。2.3 降低其他損耗,改進其他結構。
設計中應將繞組安匝調整得很平衡,控制了繞組的漏磁通。這就降低了郵箱等結構件中的雜散損耗;在變壓器油油箱上還采用波紋油箱代替管式散熱器,從而體改了散熱效率;鐵軛絕緣采用整體絕緣,繞組出頭和外表加強綁扎,對繞組繞制尺寸加以嚴格規(guī)定,這些都有助于提高繞組的機械強度。
3.造成變壓器損耗增大的外部原因
3.1 溫度過高
電力變壓器的溫升每超過8℃,壽命將減少一半。如果它的運行溫度超過變壓器繞組絕緣允許的范圍,絕緣迅速老化,甚至使繞組擊穿,燒毀變壓器。所以要降低電力變壓器運行溫度實現(xiàn)節(jié)能。3.2 三相電流不平衡。
負序電流最大不能超過正序電流的5%。如果變壓器繞組為YO接線,在中線流過的電流不應超過變壓器的額定電流的25%。否則損耗將加大。
3.3 高次諧波 在電力系統(tǒng)中各種高次諧波會造成電能損耗,對于電力變壓器要減少或消除供電系統(tǒng)的高次諧波。
3.4 負載率太低或太高低
當負載太小時,變壓器無功損耗加大,功率因數變差;當變壓器過負荷運行時,會造成變壓器過熱,且有功損耗加大。一般情況下,電力變壓器運行的負載在60~70%Se時處于理想狀態(tài),此時變壓器損耗較小,運行費用較低。
3.5 安裝地點不夠合理,供電半徑較大
按照運行規(guī)程及設計規(guī)程要求,配電變壓器應設置在負荷中心,供電半徑不大于500m,但實際運行中,有部分變壓器供電半徑接近或超過了500m,特別一些供水企業(yè),一些水泵的供電線路最遠的達到了1O00m以上,造成末端電壓過低,設備啟動困難。建設性措施
4.1 合理選擇變壓器型號,加快高能耗變壓器更新改造
我國S7 系列變壓器是20世紀80 年代后推出的,其空載損耗和短路損耗均較高。目前推廣應用的是S11 系列變壓器及非晶合金變壓器、新一代干式變壓器等低損耗變壓器。目前全國在網運行的1980年以前生產的老式配電變壓器仍有2.5 kVA,與S9 系列變壓器相比,它們的損耗高出40%,全年多損耗電能近100 億kW·h,從環(huán)保方面看,相當于7000多萬桶原油產生的能量,每年向大氣排放大量二氧化硫和二氧化碳。此外,由于這批變壓器使用時間大都已超過20 年,絕緣層老化、維修不方便,事故隱患不斷。因此,更換高損耗配變帶來的節(jié)能效益是非??捎^的,且有利于增強配網運行的可靠性。
4.2 合理選擇變壓器容量及安裝地點
一般電力變壓器的空載損耗和負載損耗之比大約在1/4~1/3之間,因此,當變壓器負載率在50%~70%時,變壓器的運行效率最高。故應根據配變所供負荷的特點,計算負荷變化的范圍,在同時考慮技術和經濟兩因素的前提下,合理地配置變壓器的容量及臺數,這樣既可減少基本電費,提高運行效率,又能降低變壓器損耗。
隨著變壓器制造技術的不斷提高,其空載損耗和負載損耗都有大幅下降。但是,在變壓器的發(fā)展過程中,空載損耗的下降速度遠遠超過負載損耗的下降速度,這是在磁性材料的制造技術方面進展較
快的結果。隨之而來的一個變化是,變壓器的經濟
運行容量明顯下降,以非晶合金變壓器為例,其經濟運行容量下降到了20%~30%,且隨著變壓器容量的增大,節(jié)能效率也逐步提高。因此,在工程選型時非晶合金變壓器的容量宜大些。對于季節(jié)性負荷較強的地區(qū),如果配變處于輕載的時間較長,其空載損耗將成為電能損耗的主要部分。因此,在這類地區(qū)宜采用非晶合金變壓器。4.3 正確選擇變壓器安裝位置
變壓器應盡量安裝在負荷中心,或最大負荷點。依照《中國南方電網城市配電網技術導則》,宜將供電半徑控制在以下范圍:A類供電區(qū)為150m,B類供電區(qū)為250m,C類供電區(qū)為400m,以確保末端電壓達到規(guī)程要求。且配電布線宜呈網狀結構,應盡量避免采用鏈狀或樹狀結構。在工廠中,應將變壓器室及低壓配電中心就近設置在最大的動力設備附近。
4.4 做好交接試驗,把好入網關
由于近幾年材料價格上漲以及變壓器生產廠商技術水平、生產工藝參差不齊,生產出來的新變壓器性能參數不一定達到技術條件,主要表現(xiàn)為變壓器空載損耗較大。該部分變壓器的入網,必定增加損耗。供電部門在投運前一定要對變壓器的參數進行全面檢測。
4.5 合理調整變壓器運行方式 4.5.1 合理調整變壓器電壓
變壓器的空載損耗和運行電壓的平方成正比,負載損耗和運行電壓的平方成反比。變壓器在額定電壓下運行,以其產生的損耗為基準,通過調整變壓器分接開關,使其運行電壓在1.07U~0.95U 范圍內。運行實踐表明:當變壓器處于輕載或空載運行,運行電壓必然要升高,此時空載損耗占主導地位,因此必須通過調整分接開關,降低輸入電壓,這不僅可保證供電電壓質量,而且還有利于降低空載損耗;反之,在供電高峰期變壓器處于滿載運行,其運行電壓必然下降,此時負載損耗占主導地位。4.5.2 調整三相負荷平衡,建立負荷不平衡運行管理。
不平衡電流的存在,不僅增加了變壓器損耗,也增加了低壓線路損耗,所以應建立不平衡度考核制度,高度重視不平衡度調整工作,應定期測量變壓器三相負荷,及時調整負荷接入方式,力求變壓器三相電流平衡。4.5.3 優(yōu)化變壓器運行 由于變壓器并聯(lián)運行有很多優(yōu)點,所以大型企業(yè)一般都有多臺變壓器同時運行。在運行中根據實際負荷大小安排變壓器臺數,合理分配負荷,將有效地降低企業(yè)的電能損耗和運行成本。對于低壓側存在聯(lián)絡關系的系統(tǒng),只需通過操作低壓開關即可實現(xiàn)運行方式的轉換,相比之下,單純新增或更換變壓器不僅工作量大,而且經濟性不高,甚至在較多情況下效果還不如低壓側聯(lián)絡的方式。在低壓配變之間距離較近時,可在規(guī)劃配變時增加低壓側聯(lián)絡線路,在同時考慮供電可靠性和經濟性的情況下,選擇合理線徑的低壓聯(lián)絡線,這種方式尤其適用于住宅小區(qū)供電。
4.6 采用無功補償提高功率因數
配電變壓器的效率不僅隨著輸送有功功率的變化而變化,還隨著負荷功率因數的變化而變化,通常功率因數低時,變壓器效率相應地也降低。對于變壓器進行無功補償,提高其功率因數,可以大大減少無功功率在變壓器上的傳輸,從而減少變壓器上的損耗。這種方法節(jié)效果顯著,通常會在功率因數較低時采用。此外,無功功率補償還可降低高壓電網的線損,提高變壓器的負載能力,并改善用戶的電壓質量。
4.7 加強配變的管理
在經濟發(fā)達的城市,一個區(qū)供電局的配變規(guī)??蛇_數千臺,這些配變的型號、容量和運行狀態(tài)各不相同,在實際工作中應加強如下幾個方面的管理:(1)開展配變資產清查工作,清理高能耗和運行時間長的殘舊配變,并及時進行更換。(2)加強配變運行數據的管理,掌握配變負載率的發(fā)展趨勢,整理出過載配變和即將過載的配變,制定相應的方案并做好設計,及時在配網規(guī)劃中立項實施改造。
(3)對于為解決重、過載而新增的配變,應合理設置其布點,在緩解配變重、過載的同時減小低壓供電半徑。我國節(jié)能配電變壓器發(fā)展概述
5.1 S7型變壓器的出現(xiàn)
變壓器產品的創(chuàng)新開發(fā)以達到節(jié)能降耗的目的成為變壓器行業(yè)發(fā)展的一個必然的趨勢。八十年代,我國推廣了第一代節(jié)能產品S7型變壓器。5.2 S9型變壓器的出現(xiàn)
由于變壓器制造技術的不斷進步,新技術、新材料、新工藝的采用,沈陽變壓器研究所于94年
首先推出了10kV級新S9型變壓器,節(jié)能效果顯著,迅速得到行業(yè)內各廠家以及用。S9系列(1998年標準)被稱為我國第二代低損耗節(jié)能變壓器,S9與S7型產品相比,空載損耗平均下降10.25%,空載電流下37.7%,負載損耗平均降低22.4%,且結構合理外型美觀。
5.3 S11型變壓器的出現(xiàn) 2002年,沈陽變壓器研究所進行了S11系列變壓器設計,S11是既S9的改進產品,它的主要優(yōu)點:一是S11型卷鐵芯變壓器的空載損耗比同容量的S9降低了25%~30%;二是機械強度高,安匝分布平衡,產品的抗短路能力好;三是是變壓器取消了儲油柜。該系列產品外形美觀,體積小,是理想的免維護優(yōu)質產品。電力部門于98年3月12日的發(fā)文,要求淘汰S7型變壓器,改善S9型、推廣S11型變壓器。
5.4 非晶合金變壓器
隨著科技發(fā)展,各種新型變壓器不斷涌現(xiàn),變壓器鐵芯材料不斷更新,非晶合金以及其它新合金材料得到廣泛使用;非非晶合金帶材具有同向的軟磁材料、損耗低(約為硅鋼片的20%~30%)、電阻率高(約為硅鋼片的3倍)、后繼工藝處理方便、制造工藝環(huán)保的優(yōu)點。但也有厚度薄、硬度大、退貨后材料易碎等缺點。在2001年的11月上海工業(yè)博覽會上首次出現(xiàn)了630KVA非晶合金鐵心的干式變壓器。非晶合金鐵心變壓器分為非晶合金三相配變變壓器、非晶合金組合式變壓器、非晶合金單相配變變壓器、非晶合金地下室配變變壓器、非晶合金地下室路燈變壓器、非晶合金干式變壓器。5.5 干式變壓器的發(fā)展
上個世紀五、六十年代在中國出現(xiàn)了B級絕緣的國外叫做《OVDT》的敞開、通風冷卻干式變壓器。
70年代,上海和北京變壓器廠相繼開發(fā)出厚絕緣帶石英粉填料的在真空狀態(tài)澆注的環(huán)氧樹脂包封干式變壓器,但厚絕緣難以解決開裂問題,也發(fā)生了一些事故。
正在人們對環(huán)氧樹脂干式變壓器技術產生懷疑時,順德變壓器廠成功地從德國引進不帶石英填料的純環(huán)氧樹脂薄絕緣(1-3mm)技術,它的出現(xiàn),使我國的干式變壓器的技術得到迅速發(fā)展。
在本世紀初,上海GE公司采用美國技術研究開發(fā)出H級絕緣的帶填料的薄絕緣環(huán)氧樹脂真空澆注干式變壓器,這種變壓器具有體積小、質量輕、防火防潮的優(yōu)點。在20世紀70年代后期,上海ABB公司制造了無模成型的“雷神”型纏繞玻璃纖維絲加強樹脂包封繞組的干式變壓器,它具有機械強度高、阻燃性好、無模成型成本低的優(yōu)點。
因干式變具有防火、防爆、免維護,無污染,體積小的優(yōu)點,近年來得到了大量應用。結束語。
總之,變壓器在節(jié)能降耗的方面,具有很大的節(jié)能潛力。應合理選用、配置、管理配電變壓器。隨著電力負荷的增長,配變的數量和容量也逐步增加,除了在工藝上采用新型節(jié)能材料、在規(guī)劃運行時降低變壓器損耗之外,還必須加強配變的管理,充分挖掘配變降損措施。
參考文獻
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第五篇:農村配電變壓器加油注意事項
農村配電變壓器加油注意事項
在對農村運行的配電變壓器進行日常巡視檢查中,常會發(fā)現(xiàn)一些變壓器內變壓器油油位不在規(guī)定范圍內,為保證變壓器能夠正常安全運行,需要及時查找原因后給變壓器加油,加油時需要注意以下幾點:
一、要了解變壓器缺油的危害性
當變壓器內的油下降到變壓器外殼以下時,油和空氣的接觸面增大,油極易吸收水分,氧化變質,使油的耐壓強度降低,破壞線圈的絕緣性能。缺油嚴重時,使變壓器導電部位對地或相與相之間的絕緣降低,造成相間或對地擊穿放電,繼續(xù)使用會使油溫急劇上升,縮短變壓器的壽命甚至燒毀變壓器。
二、查找缺油原因和處理辦法
在沒有外力的作用下,缺油一般是因變壓器滲漏油造成的:
1.上端蓋箱滲油,應緊固上端蓋大螺絲。
2.從檔位開關滲出的,應擰開檔位開關蓋,緊固里面的固定螺絲。
3.絕緣墊老化的,應盡快更換。
三、加油前
1.先看變壓器里是哪個型號的油,然后到正規(guī)商店購買相同型號的變壓器油。
2.加油應選在干燥的晴天中午進行,要用清潔、干燥的容器。
3.加油前應先打開變壓器底部取樣閥,取出少量變壓器油樣,現(xiàn)場進行簡單質量鑒定,如果油樣顏色較重,含有雜質,應先送去化驗,油樣合格后再給變壓器加油。
4.加油前要把油枕底部螺母擰開,放掉油枕內少量的存油。
四、加油時
1.擰開油枕上部加油口的密封蓋,并把周圍的灰塵和雜質擦掉。
2.把加油容器口對準加油口,然后緩慢加入,油加到油標的1/4到3/4之間。
3.把油枕上部加油口的密封蓋擰上,注意擰得不能太緊,以保證通氣孔能與大氣暢通。
以上工作必須在變壓器停止運行后,采取必要的安全措施,兩人共同進行。
五、加油后
1.如果加的油較少,為了能使在加油時進入的空氣盡快排出,最好在2小時后使變壓器投入運行;如果加油超過變壓器內總油的1/4,應在6~8小時后投入運行。
2.對沒有用完的油,會在存放過程中逐漸受潮而不合格,所以不能長期存放,應盡快使用。