发电厂电气运行检修培训_项目3_电力变压器运行.ppt

2019/12/4,1,一、变压器原理及结构二、变压器允许运行方式三、变压器异常运行,项目三电力变压器运行,i2,u1,i1,e1,N1,N2,负载,电源,变压器根据电磁感应原理，将一种电压等级的交流电压和电流变换为同频率的另一种等级的电压和电流，实现电能的传递。,e2=u2,一、变压器原理及结构,1.变压器原理,2.变压器结构,降压变压器,升压变压器,功率传递方向,高压绕组,中压绕组,低压绕组,绕组设置方法：高压绕组放置外层（绝缘要求）升压变压器低压绕组放置中层（提高功率传递效率）,功率传递方向,三绕组变压器,2.变压器结构,NorthChinaElectricPowerUniversity,潜油泵,引线,套管,风扇,套管油位,储油柜,2.变压器结构,NorthChinaElectricPowerUniversity,2.变压器结构,3.电力变压器的铭牌,定义：反映变压器高、低压绕组的联结方式以及高、低压绕组对应线电动势的相位关系。,表示方法,联结方式：Yd;Dy;Yy;YNy;Dyn,相位关系：联结组别号表示,变压器接线组别,联结组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。,3.电力变压器的铭牌,时钟表示法高压绕组线电压相量作为分针指向12点，低压绕组线电压相量作为时针指向的点数就是三相变压器的联接组别号。,3.电力变压器的铭牌,变压器接线组别,例：Yd5表示二次侧线电动势滞后一次侧线电动势1500。,3.电力变压器的铭牌,变压器接线组别,我国常用电力变压器联结组Yyn0用于低压配电变压器（如10/0.4kV）Yd11用于中低压变压器（如35/10.5kV）YNd11用于高压变压器（如220/110kV）,3.电力变压器的铭牌,（1）单相变压器空载试验,试验接线图和等效电路,空载试验可以在任何一侧做，为了方便和安全，一般空载试验在低压侧进行。,4.变压器空载试验和短路试验,试验接线图,（2）三相变压器空载试验,试验分析,变压器空载损耗主要是铁芯损耗，此外包括少量的铜损和附加损耗。,变压器铁损与负载电流无关。电压偏离额定值时，由于磁路饱和的原因，空载电流和空载损耗将非线性地显著增大或减少。,与制造厂参数比较空载电流百分数、空载损耗应无明显变化。,（2）三相变压器空载试验,变压器变压比试验,（3）变压比试验,变压器压器在空载情况下，高压绕组的电压与低压绕组的相电压之比称为变压比。变压比试验是在变压器一侧施加电压，用仪表或仪器测量另一侧电压。,指变压器任意一侧绕组短路，从另一侧绕组加入额定频率的交流电压，使绕组内的电流为额定值时，测量短路阻抗和负载损耗。,负载试验,负载试验目的,二、变压器负载试验,计算和确定变压器是否满足并联运行条件；计算和试验变压器短路时的热稳定和动稳定；计算变压器的效率；计算变压器二次侧电压由于负载改变而产生的变化。,（4）变压器负载（短路）试验,为便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。短路试验将在降低电压下进行，使短路电流不超过1.2一次侧额定电流。,单相变压器负载试验,（4）变压器负载（短路）试验,三相变压器负载试验,（4）变压器负载（短路）试验,变压器负载损耗主要是铜损，此外包括少量的铁损和附加损耗。,变压器铜损与负载电流平方成正比，称为可变损耗。,与制造厂参数比较短路阻抗百分比、负载损耗应无明显变化。,负载试验分析,（4）变压器负载（短路）试验,5.变压器外特性,cos2=0.8（容性）,cos2=1（阻性）,cos2=0.8（感性）,负荷增加电压上升,变压器可采用改变分接头的方法来调节输出电压的高低，每个分接头的调整量在1%2.5%范围内。,负荷增加电压下降,效率反映了变压器运行的经济性，也是变压器的一个重要运行指标。,6.变压器的效率,P2变压器输出有功功率P1变压器输入有功功率,P1=P2+pFe+pCu,效率的定义：,m,变压器的效率曲线,将变压器最大效率设定在半载附近，可提高变压器全年的运行效率。,曲线分析：1.轻载时效率低（输出功率小）2.半载左右效率高3.满载时效率降低（铜损耗急剧增加）,6.变压器的效率,7.变压器的并联运行,各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；各变压器的连接组别相同；各变压器的短路阻抗标么值相等，且短路阻抗角也相等。,并联运行条件,变比不等的变压器并联运行,7.变压器的并联运行,由于变比不等，变压器二次侧的电压不相等，空载运行时，在变压器一、二次绕组产生环流。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗。当变压器负载运行时，环流对变压器实际电流产生影响，从而影响变压器的负荷分配。,联结组别不同时的并联运行,联接组号不同的变压器，虽然一次侧、二次侧额定电压相同，但二次侧电压相量的相位至少相差300。,30,Yy0与Yd11两变压器并联时二次侧电压相量,由于短路阻抗很小，将在两变压器绕组中产生很大的空载环流，其值将达到额定电流的5.2倍，这是绝对不允许的。,7.变压器的并联运行,短路阻抗不等时变压器的并联运行,变压器分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。,7.变压器的并联运行,2019/12/4,27,1.变压器的允许温度和温升2.变压器运行电压允许范围3.变压器的过负荷运行,二、变压器允许运行方式,2019/12/4,28,油浸式变压器上层油温一般不应超过下表规定。当冷却介质温度较低时，上层油温也相应降低。自然循环冷却变压器的上层油温一般不宜经常超过85。,变压器允许温度,1.变压器的允许温度和温升,2019/12/4,29,变压器的允许温升,油浸式变压器上层油温与周围环境温度的差值称为允许温升。,1.变压器的允许温度和温升,2019/12/4,30,温度和温升的区别,为什么既要监视温度又要监视温升？变压器内部的散热能力与周围环境温度的变化并不成正比，周围环境温度虽降低很多，但其内部散热能力却提高很少，变压器绕组的温度可能超过允许值。,1.变压器的允许温度和温升,2019/12/4,31,变压器的运行电压一般不应高于105的运行分接电压。有特殊规定的变压器，允许在不超过ll0的额定电压下运行。无励磁调压变压器在额定电压5范围内改换分接位置运行时，其额定容量不变。如为-7.5和-10分接时，其容量按制造厂的规定。,2.变压器运行电压允许范围,2019/12/4,32,3.变压器的过负荷运行,变压器的正常过负荷运行,变压器正常过负荷运行规定变压器正常过负荷可以经常使用，其允许值可以根据变压器的正常过负荷曲线确定。当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。,2019/12/4,33,3.变压器的过负荷运行,变压器的正常过负荷运行,油浸式变压器正常过负荷可参照下述规定确定：全天满负荷运行的变压器，不宜过负荷运行。油浸风冷和油浸自冷式变压器，其总过负荷值，不宜超过变压器额定容量的30；强油循环风冷式变压器，不宜超过20。变压器在过负荷运行时，应投入全部工作冷却器，必要时应投入备用冷却器。,2019/12/4,34,变压器的事故过负荷,3.变压器的过负荷运行,变压器在事故过负荷下运行时，绕组热点温度迅速升高，绝缘强度暂时下降。此时，应投入包括备用冷却器在内的全部冷却器。当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。油浸式变压器事故过负荷的允许值可按规程或厂家规定执行，变压器事故过负荷情况下，应尽量压缩负载，减少时间，一般不宜超过0.5小时。,2019/12/4,35,1.变压器常见异常及故障原因2.变压器异常及事故处理相关规定3.变压器常见异常现象及处理,三、变压器异常运行,（1）19952004年变压器故障部位统计,1.变压器常见异常及故障原因,（2）19952004年变压器故障原因统计,1.变压器常见异常及故障原因,1.变压器常见异常及故障原因,（3）2008年国家电网变压器非计划停电原因统计,（4）2008年国家电网变压器事故跳闸原因统计,1.变压器常见异常及故障原因,变压器绕组故障占变压器总故障的比例较大，问题突出。变压器铁心过热，包括多点接地，硅钢片段间短路和零序磁通导致铁心夹件过热等。线圈导电流回路的过热，主要是分接开关接触不良，引出线接头松动等。变压器套管故障，包括电容芯劣化，受潮和接头发热等。有载分接开关故障，包括接触不良和元件老化等操作失灵。冷却器故障有渗漏（渗出油，漏入空气）、有金属颗粒、油泵和风扇机械故障等。储油柜胶囊呼吸不畅，压力释放装置和瓦斯继电器误动等。高压电抗器特有的铁心和夹件过热，线圈绝缘损坏和局部放电也时有发生。,综合分析,1.变压器常见异常及故障原因,2.变压器异常处理相关规定,DL/T-2010电力变压器运行规程,（1）变压器运行中发现不正常现象时，应设法尽快消除，并报告上级和做好记录；（2）当变压器附近的设备着火、爆炸或发生其他情况，对变压器构成严重威胁时，应立即将变压器停运。（3）当发生危及变压器安全的故障，而变压器的有关保护装置拒动时，应立即将变压器停运。,（4）变压器有下列情况之一者，应立即停运；若有备用变压器时，应尽可能先将备用变压器投入运行。变压器声响明显增大，很不正常，内部有爆裂声；严重漏油或喷油，使油面下降到低于油位计的指示限度；套管有严重的破损和放电现象；变压器冒烟着火；干式变压器温度突然升至1200C。,2.变压器异常处理相关规定,3.变压器常见异常现象及处理,（1）变压器异常声音处理,正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起硅钢片的磁致伸缩，铁心的接缝与叠层之间的磁力作用及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。,变压器正常运行声音,若变压器响声比平常增大而均匀时，应检查电网电压情况，确定是否为电网电压过高引起，如中性点不接地电网单相接地或铁磁共振等，另一种也可能是变压器过负荷、负载变化较大引起。,变压器异常运行声音及处理,若变压器声响较大而嘈杂时，可能是变压器铁心、夹件松动的问题，此时仪表一般正常，变压器油温与油位也无大变化，应将变压器停运，进行检查。,（1）变压器异常声音处理,若变压器声音夹有放电的“吱吱”声时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。若是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，可见到电晕或蓝色、紫色的小火花，应在清除套管表面的脏污，再涂RTV涂料或更换套管。如果是器身的问题，把耳朵贴近变压器油箱，则可能听到变压器内部由于有局部放电或电接触不良而发出的“吱吱”或“噼啪”声，此时应停止变压器运行，检查铁心接地或进行吊罩检查。,变压器异常运行声音及处理,（1）变压器异常声音处理,若声响中夹有水的沸腾声时，可能是绕组有较严重的故障或分接开关接触不良而局部严重过热引起，应立即停止变压器的运行，进行检修。当响声中夹有爆裂声时，既大又不均匀，可能是变压器的器身绝缘有限击穿现象。应立即停止变压器的运行，进行检修。响声中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器的某些部件因铁心振动而造成机械接触。如果是箱壁上的油管或电线处，可增加距离或增强固定来解决。另外，冷却风扇、油泵的轴承磨损等也发出机械摩擦的声音，应确定后进行处理。,变压器异常运行声音及处理,（1）变压器异常声音处理,油温异常升高判断,通过比较安装在变压器上的几只不同温度计读数，并充分考虑气温、负荷的因素，判断是否为变压器温升异常。在正常气温和负荷不变的情况下，温度比平常高10以上应汇报调度。,（2）变压器油温异常处理,允许温度,油温异常升高检查处理,检查变压器的负载和冷却介质的温度，并于在同一负载和冷却介质下正常的温度核对；核对温度测量装置；检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况。若温度升高是由于冷却系统的故障，且在运行中无法修理者，应将变压器停运修理；若不能立即停运修理，则值班人员应按现场规程的规定调整变压器的负载至允许温度下的相应容量。在正常负载和冷却条件下，变压器温度不正常并不断上升，且经检查证明温度指示正确，则认为变压器已发生内部故障，应立即将变压器停运。变压器在各种超额定电流方式下运行，若顶层油温超过105时，应立即降低负载。,（2）变压器油温异常处理,（3）变压器油位异常处理,当发现变压器的油面较当时油温所应有的油位显著降低时，应查明原因。并采取措施。当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常，需打开放气或放油阀时，应先将重瓦斯改接信号。变压器油位因温度上升有可能高出油位指示极限，经查明不是假油位所致时，则应放油，使油位降至与当时油温相对应的高度，以免溢油。,变压器的油面正常变化决定于变压器油温的变化，如果变压器油温变化正常，而油位的变化不正常或不变，则说明是假油位。运行出现假油位的原因可能是油标管堵塞、油枕呼吸器堵塞，在处理时应将重瓦斯改接信号。,（4）变压器过负荷处理,全天满负荷运行的变压器，不宜过负荷运行。油浸风冷和油浸自冷式变压器，其总过负荷值，不宜超过变压器额定容量的30；强油循环风冷式变压器，不宜超过20。变压器在过负荷运行时，应投入全部工作冷却器，必要时应投入备用冷却器。,油浸式变压器正常过负荷运行规定,变压器在事故过负荷下运行时，绕组热点温度迅速升高，绝缘强度暂时下降。此时，应投入包括备用冷却器在内的全部冷却器。当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。油浸式变压器事故过负荷的允许值按厂家规定执行，变压器事故过负荷情况下，应尽量压缩负载，减少时间，一般不宜超过0.5小时。,变压器事故过负荷运行规定,（4）变压器过负荷处理,（5）变压器冷却系统异常处理,冷却装置故障运行方式,油浸（自然循环）风冷变压器和干式风冷变压器，风机停止工作时，允许的负载和运行时间，应按制造厂的规定；油浸风冷变压器当冷却系统部分风扇故障停运后，顶层油温不超过650C，允许带额定负载运行,强油循环风冷却器和水冷却器。在运行中，当冷却系统发生故障切除全部冷却器时，变压器在额定负载下允许运行时间不小于20min。当油面温度尚未达到75时，允许上升到75，但冷却器全停的最长运行时间不得超过1h。对于同时具有多种冷却方式（如ONAN、ONAF或OFAF），变压器应按制造厂规定执行。冷却装置部分故障时，允许负载和运行时间应参考制造厂家规定。,变压器油流故障-一组冷却器的油流继电器停止单组冷却器故障-单组冷却器风扇和油泵均停运冷却器全停-所有冷却器风扇和油泵均停运,强油循环变压器冷却器故障类型,（5）变压器冷却系统异常处理,立即向调度和运行负责人汇报情况，说明当前油温、油位、负荷情况。同时立即投入备用冷却装置（或者检查备用冷却装置是否正确投入）。立即分析检查故障原因，排除故障，恢复正常冷却方式。不能排除的，申报缺陷，请专业人员处理。出现冷却装置故障期间，运行人员应密切监视主变压器的温度和负荷，随时向调度汇报。出现冷却装置全停时，按主变压器运行规程规定，超过冷却装置故障条件下规定的限值时，采取减负荷或停电等措施。,变压器冷却器故障的处理原则,（5）变压器冷却系统异常处理,变压器油流故障,现象：警铃响，主控屏发出“冷却器故障”或“备用冷却器投入”等信号，现场检查油流指示器在停止位置。可能原因：（1）油流管道堵塞；（2）油闸门未开；（3）油泵故障或未运转；（4）油流指示器故障；处理：（1）到现场检查油路阀门位置是否在正常位置；（2）冷却器回路是否正常，油泵是否运转正常；（3）油流指示器是否完好无异常；（4）加强对变压器监视；（5）将异常情况汇报，通知专业人员检查处理。,（5）变压器冷却系统异常处理,单组冷却器故障,（1）风扇或油泵三相电源有一相断线，使电动机缺相运行，电流增大，热继电器动作切断电源，或使电机烧坏。处理：检查电源、复归热继电器、更换电机（2）热继电器定值过小而误动作。处理：调整增大定值，复归热继电器（3）风扇或油泵本身轴承或机械故障。处理：投入备用冷却器后，更换处理风扇或油泵。（4）控制回路中相应的控制继电器故障，或者回路断线，如端子松动、接触不良等。处理：查找故障点，尽快恢复。,（5）变压器冷却系统异常处理,原因：冷却器全停，说明工作、备用电源发生故障。（1）备用电源失压；处理：检查备用电源是否有电，断路器是否合上。（2）工作电源监视继电器因故不动作；处理：手动投入备用电源，切换到备用电源段工作。（3）备用电源自动投入装置本身故障未动作；处理：手动合上备用电源开关。（4）备用电源供电回路有故障，或者空开容量过小，自动投入又断开。处理：检查消除故障点，换足够容量的空开。,主变冷却器全停故障,（5）变压器冷却系统异常处理,压力释放阀动作而变压器的气体继电器和差动保护等电气保护未动作时，应立即取变压器本体油样进行色谱分析，如果色谱正常，则怀疑压力释放阀动作是其他原因引起。（1）检查变压器本体与储油柜连接阀是否已开启、吸湿器是否畅通、储油柜内气体是否排净，防止由于假油位引起压力释放阀动作。（2）检查压力释放阀的密封是否完好，必要时更换密封胶垫。（3）检查压力释放阀升高座是否设放气塞，如无应增设，防止积聚气体因气温变化发生误动。（4）如条件允许，可安排时间停电，对压力释放阀进行开启和关闭动作试验。,（6）变压器压力释放阀动作处理,压力释放阀动作，且瓦斯保护动作跳闸时，在未查明原因，故障未消除前不得将变压器投入运行。,套管严重渗漏或瓷套破裂时，变压器应立即停运。套管油位异常下降或升高，包括利用红外测温装置检测油位，确认套管发生内漏（即套管油与变压器油已连通），应安排吊套管处理。当确认油位已漏至金属储油柜以下时，变压器应停止运行，进行处理。套管有放电声时，应将变压器停止运行，并对该套管做试验，确认没有引起套管绝缘故障，对末屏可靠接地后方可将变压器恢复运行。大气过电压、内部过电压等，会引起