电力变压器日常维护及运行成本分析

刘茜茜

摘要：电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，为保证供电的可靠性，必须加强电力变压器的日常维护以及降低其运行成本。本文介绍普通变压器日常维护以及瓦斯保护的注意事项，对变压器运行成本进行分析，并提出降低运行成本的措施。

关键词：电力变压器 维护 瓦斯保护 运行成本

Abstract: in the power system of power transformer is one of the important electrical equipment, to ensure the reliability of the power supply, must strengthen the daily maintenance of power transformer and reduce the operation cost. This paper introduces general transformer daily maintenance and matters needing attention of gas protection, operation cost of transformer are analyzed, and puts forward the measures to reduce running cost.

Key words: electric power transformer maintenance gas protection operation costs

中图分类号：TM41文献标识码：A 文章编号：

电力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备，在系统中起着升压、降压的作用，实现电能输送和分配，满足生产的需要，是电力系统是不可缺少的重要设备，占有极其主要的地位。目前在我国电力系统中大量普及使用油浸式变压器，电力部门的重点工作也就是保护变压器的安全运行。由于瓦斯保护具有安装接线简单、灵敏度高、动作迅速、能反映变压器油箱内部发生的各种故障优点，判断故障的性质及严重程度可以通过观察瓦斯继电器排气孔收集的气体的颜色、气味、化学成分、可燃性等。我国《继电保护自动装置安全技术规程》中规定：400kV及以上户内油浸式变压器、800kV及以上户外油浸式变压器必须装设瓦斯保护”。在电力系统运行中，节能降耗是非常重要的，配电变压器是电力系统末端配电网中传输、分配电能的重要电气设备，其总的数量和容量都很庞大，如果节能降耗显著，可大大提高经济效益。变压器经济运行是在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上，通过合理选择变压器的型式和容量，充分利用现有设备和资金，括改善功率因数、合理调整变压器的容量与负荷、选择最佳运行方式、控制变压器的台数、选用节能型变压器等，达到减损降耗，节约电能并延长变压器使用寿命的目的。

一、 变压器的日常维护

（一）普通变压器常规维护

随着电力改革的推，电网容量、电压等级的提高，确保供电可靠性和保证供电质量是供电部门的主要工作。作为电力系统中不可或缺的重要设备，变压器正常工作与否直接影响电网的安全稳定运行，因此，要保证电力系统的稳定，就必须要确保变压器的可靠运行。近年来大型变压器发生的绝缘事故大都与其局部放电有关。局部放电又称游离，也就是静电荷流动的意思，发生静电游离一般在静电荷在绝缘较弱的位置，在电场较强的区域并不形成绝缘击穿，这种静电荷流动的现象称为局部放电。变压器油内存在着大量的正、负离子和极性分子，油带正电的产生是由于绝缘纸板对油中的负离子和极性分子有吸附作用，使油中电荷产生了定向移动，当开动油泵后，在器身内部流速较快的区域，油中的正离子被流动的油带走，使正、负离子产生分离。固体绝缘材料带负电，其带有电量相等、符号相反的电荷。在相同条件下，而含水量多，电荷密度则降低；油中含水量少，电荷密度会增加。油的含气量越大，油的绝缘强度越低，越容易产生放电，从而危及油的绝缘性能。在产品设计时，留有绝缘裕度，认真分析绝缘结构的电场分布，适当选择优质的绝缘材料是避免局部放电的很好方法。对于感应耐压和冲击耐压试验后的变压器，为了不会因耐压后分解出来的气泡造成局部放电的假现象，一定要静放一段时间再做局部放电试验，在局部放电试验中，当放电量超出标准值时，应找出放电部位，以便进行处理。一般来说，局部放电产生的原因有两种：第一，制造和工艺处理不当，如绝缘油的含气量过高形成气隙，或含水量过高分解生成气隙，金属部件带有尖角、毛刺或绝缘混进杂质和局部带有缺陷等；第二，结构不合理，使绝缘内部电场分布不均匀，可能使油隙或局部固体绝缘发生局部放电或沿固体绝缘表面放电。国内采用超声波方法对变压器局部放电定位的测试技术，已应用于实际中，并取得了良好的效果。

（二）应用瓦斯保护注意事项

应用瓦斯保护，在日常的维护工作中，要注意十项工作。第一，瓦斯保护运作后，如果是遇到变压器已跳闸停电的情况，必须进行绝缘试验，对变压器作外观检查，再确认变压器绝缘正常。瓦斯气体分析又未发现有故障，继电器本身引起的误跳闸，或系外部穿越性故障，才可重新将变压器突然运行；第二，调换瓦斯继电器、散热器、强迫油循环装置以及套管等工作应当从底部注油，空气排尽才可以投入运行，然后将重瓦斯保护投入运行，新装变压器在空载试运行期间或者变压器在冲击合闸，重瓦斯保护必须投入跳闸；第三，变压器运行中发现油面突然降低或者突然升高时，应查明原因，禁止打开各种放气油阀门，以防止保护误运作跳闸；第四，瓦斯保护应同其他保护一样对待，均应严格按照操作规程的有关规定执行投跳闸、接信号或停用；第五，为了避免水分侵入，外变压器应保证瓦斯继电器的端盖有可靠保护；第六，当重瓦斯保护运作后，立即从瓦斯继电器中收集气体和油样，无论变压器跳闸与否，都应迅速进行瓦斯成分的分析和色谱分析，尽快查明原因以确定故障性质；第七，瓦斯保护跳闸实验用的探针其外罩在运行中不准旋下，在现场应有明显的标志，在外罩涂以红漆，以示警告；第八，变压器在带电状态下进行滤油、注油，开闭热虹吸阀门，将重瓦斯保护从跳闸位置改接为信号位置并采取措施防止大量空气进入，待空气排尽，无信号示警发生时，再将重瓦斯保护从信号位置改接为跳闸位置；第九，当变压器轻瓦斯保护运作信号运作时间间隔逐渐缩短时，应尽快查明原因，很可能是变压器内部有故障，可能会跳闸，作好记录，并立即向上级领导汇报；第十，当运作后变压器仍在继续运行中，重瓦斯保护接在信号位置，尽快转换和限制负荷，立即汇报调度和上级领导，将变压器紧急停电，进行检查试验。

二、 电力变压器运行成本分析

（一）变压器经济运行的基本工作原理

一台变压器在传输功率过程中其自身必然要产生负载损耗和空载损耗两部分功率损耗，其中负载损耗随变压器负荷量的变化呈平方关系变化，空载损耗在电压稳定时基本不变。变压器分别变压器并列运行分摊低压负荷、独立带全部低压负荷与变压器损耗的特性存在着曲线关系，最佳经济运行转折点可以通过变压器参数计算出来。在居民小区中受供电半径和空间的限制，一般可选择每两台变压器集中在一起，在满足供电可靠性要求的前提下，为节约投资，高压可改为单母线、单进线运行，节约了一半高压进线电缆，甚至还可以不设进线开关。由于居民用电昼夜差别悬殊，峰谷差别可在5倍以上，夏季高温时更加显著，白天负荷较低时可由变压器带全部低压负荷，晚上负荷升高时由两台变压器独立带自己的低压负荷可解决居民昼夜用电的差别问题。假设两台变压器容量相同、参数相近，当变压器单独运行和变压器并列运行，可以通过计算确定综合功率损耗，以找出运行转折点，从而作出最经济运行方案。

（二）变压器油成本控制

电力行业一直关注着变压器油在供应以及运输质量状况控制方面的问题，电力行业变压器油的供应方、需求方、使用方不断探讨和研究在控制变压器油在注入变压器之前油的指标前提下，降低变压器油在储运方面的成本问题。如变压器厂需要大容量的存储罐，影响仓储管理，提高成本；变压器厂需要大量的人力、物力倒卸变压器油，影响生产成本；变压器厂用户覆盖全国网络，变压器油涉及的长途运输影响油品品质，从而加大成本投入。在这种情况下，变压器绝缘油作为保障电力工业持续快速发展的一部分，油处理应当向专业化方向发展。加强变压器油的净化、再生技术的应用，控制好变压器绝缘油的质量管理加强运输供应储存方面的工作，保证低成本，质量的绝缘油供应。在成本控制方面，还应当通过健全专业变压器油处理服务商的服务网络；减少化验工作及费用的重复；避免因现场安装工期延误对运输车、运输设备带来的滞留损失；减少大容量的存储罐带来的仓储管理费用；避免油罐污染和长途运输影响变压器油品质等方法达到控制成本的目的。

（三）选择变压器经济运行方式，改善运行条件

需双回路电源供电的单位，一般采用两台技术参数相同的配电变压器组成单母线分段的主接线方式用于低压配电系统，容量选择遵循当其中一台变压器退出运行时，另一台变压器的容量能满足全部一级负荷和二级负荷用电要求的原则。变压器A或B单台运行的运行方式，这符合在满足工艺用电要求的前提下，合理分配负载，尽量使每台变压器负载率一致或接近的设计原则；而变压器A和B同时运行使得供电安全、可靠，凡配置两台变压器的变电所基本都采用分列运行方式。综合功率损耗在实际运行中可根据变压器的负载变化情况动态调整运行方式，在不同负载情况下进行经济运行方式的选择，使其運行在最佳状态，，以利节能。变压器运行条件的改善包括降低变压器运行温度和提高负载功率因数两个方面，一般说来，变压器运行温度每降低1℃时，负载损耗可下降0.32%，变压器宜安装在通风良好，环境温度较低的地方，以通过降低变压器运行的环境温度，提高经济效益。提高变压器负载的功率因数，使变压器的有功损耗和无功消耗都随之下降变压器绕组的电阻随着温度升高而增大，也是降低变压器运行成本的重要方法。