淺析變壓器的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行及維護(hù)

陳菊華

（重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 408000）

引 言

電力變壓器是變電站的核心，負(fù)責(zé)電力的運(yùn)輸和分配。電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，一旦發(fā)生故障則可能導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。所以電力工作人員要加強(qiáng)對(duì)電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)和管理，全面系統(tǒng)地掌握其運(yùn)行情況，并根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和工作狀態(tài)判斷是否發(fā)生故障，防止發(fā)生較大的停電事故。

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組是初級(jí)線圈，其余的繞組是次級(jí)線圈。在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感效應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。

一、變壓器的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

變壓器的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，是指變壓器在運(yùn)行時(shí)傳輸?shù)娜萘砍^(guò)了變壓器的額定容量。SN 為變壓器的額定容量，當(dāng)S＞SN 時(shí)，則變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。變壓器過(guò)負(fù)荷一定是工作電流超過(guò)額定電流，這時(shí)變壓器的負(fù)載損耗急劇增加，勢(shì)必造成變壓器溫度升高，而變壓器溫度升高，對(duì)變壓器的運(yùn)行及壽命危害極大。因此，必須對(duì)變壓器的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行加以限制。這種限制實(shí)際上是對(duì)變壓器繞組熱點(diǎn)溫度的控制。從這個(gè)基點(diǎn)出發(fā)，變壓器過(guò)負(fù)荷可以分為以下三種情況。

（一）允許過(guò)負(fù)荷

變壓器雖然過(guò)負(fù)荷，但過(guò)負(fù)荷程度不大，且在過(guò)負(fù)荷前，變壓器負(fù)荷較輕，變壓器頂部油溫并不高，變壓器繞組的熱點(diǎn)溫度不會(huì)達(dá)到有危害的程度，這種過(guò)負(fù)荷是變壓器容許的。

（二）限制過(guò)負(fù)荷

變壓器的過(guò)負(fù)荷程度較大，使頂部油溫升高，變壓器繞組的熱點(diǎn)溫度可能達(dá)到有害的程度，但還未達(dá)到危險(xiǎn)的程度，這時(shí)變壓器雖能繼續(xù)運(yùn)行，但會(huì)使絕緣強(qiáng)度下降威脅變壓器的安全，影響變壓器的壽命。這種過(guò)負(fù)荷是必須加以限制的。

（三）禁止過(guò)負(fù)荷

變壓器過(guò)負(fù)荷程度較大，時(shí)間較長(zhǎng)，使變壓器頂部油溫已超過(guò)允許值，變壓器繞組的熱點(diǎn)溫度已達(dá)到危險(xiǎn)程度。這時(shí)變壓器若繼續(xù)運(yùn)行，熱點(diǎn)周圍的絕緣油會(huì)分解產(chǎn)生氣泡，絕緣強(qiáng)度嚴(yán)重下降，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器的重大故障，這種過(guò)負(fù)荷是必須禁止的。

二、變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的能力及危害

變壓器具有一定的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的能力，其過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的能力與很多因素有關(guān)，但主要應(yīng)該從環(huán)境溫度、負(fù)載曲線的填充系數(shù)及最大負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間三個(gè)方面來(lái)考慮。

（一）環(huán)境溫度

變壓器的過(guò)負(fù)荷能力直接受環(huán)境溫度的影響，因?yàn)樽儔浩鞯钠鹗钾?fù)載率和變壓器的熱時(shí)間常數(shù)決定過(guò)負(fù)荷率。環(huán)境溫度降低，則變壓器的過(guò)負(fù)荷能力將有所提高；反之環(huán)境溫度升高，變壓器的過(guò)負(fù)荷能力會(huì)降低。

（二）填充系數(shù)

在最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間一定時(shí)，負(fù)荷曲線填充系數(shù)越大，過(guò)負(fù)荷能力越低，反之則越高。

（三）最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間

負(fù)荷曲線填充系數(shù)一定時(shí)，最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，變壓器過(guò)負(fù)荷能力越低，反之則越高。

變壓器過(guò)負(fù)荷后的危害：①變壓器運(yùn)行溫度升高，使變壓器內(nèi)部過(guò)熱，絕緣老化加劇，使變壓器的壽命減少；②變壓器溫度本身就是損耗，所以過(guò)載會(huì)帶來(lái)?yè)p耗加大，電能被浪費(fèi)；③變壓器二次輸出電壓降低，使電能質(zhì)量得不到保障。

三、變壓器維護(hù)的主要內(nèi)容

在電力變壓器投放使用后，技術(shù)工作人員就要通過(guò)變壓器的各種現(xiàn)象來(lái)判斷和分析變壓器是否處于正常工作狀態(tài)。要先從變壓器的油溫和油位開(kāi)始檢查，在變壓器運(yùn)行中負(fù)荷的大小和環(huán)境溫度的不同會(huì)使油溫發(fā)生變化，會(huì)使變壓器出現(xiàn)油溫過(guò)高的異?，F(xiàn)象。如果油溫正常，還需要檢測(cè)一下油位是否過(guò)低了，有可能是出現(xiàn)了變壓器的漏油。如果以上兩種情況都沒(méi)有發(fā)生，接下來(lái)就要檢查變壓器的聲音有無(wú)異常。如果聽(tīng)到了“水沸聲”就可能是內(nèi)部短路或接觸不良；如果是“嗡嗡聲”則可能是變壓器正超負(fù)荷運(yùn)行；如果出現(xiàn)“爆裂聲”就要馬上對(duì)變壓器進(jìn)行停止運(yùn)行，因?yàn)槌霈F(xiàn)這種聲音可能是變壓器內(nèi)部被擊穿了。

結(jié) 語(yǔ)

變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，其是否安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接影像到供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了使變壓器長(zhǎng)期安全、正常、連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度發(fā)揮變壓器的效率，變壓器一般應(yīng)按額定方式運(yùn)行。