油浸式配电变压器优化选型 变压器如何做好保养

摘要：本文介绍了目前我国研制开发比较成熟的新型低损耗油浸式配变的技术特点，对不同型号配变的技术性能和投资经济效益进行了对比分析。提出了目前油浸式配变优化选型方案。
关键词：配变　技术特点　损耗　计算　选型 1　概述

　　改进配电变压器性能，降低损耗，提高配电系统效率，一直是电力行业的重要工作之一。由于油浸式配变是目前配变的主导产品，所以做好油浸式配变的降损节能工作，对整个配网的降损节能是至关重要的。20世纪90年代后期，随着市场经济的发展、变压器制造技术的不断进步和受到城乡电网改造工程的拉动，新材料、新工艺不断应用，新的低损耗配变相继开发成功，油浸式配变已出现了比S9系列更节能的S11系列。

2　各种新型低损耗配变的技术特点

　　目前我国研制开发比较成熟的新型油浸式低损耗配变主要有S11系列和非晶合金铁心配变。S11系列包括卷铁心和叠铁心两种，其中卷铁心又分平面卷铁心和立体卷铁心。下面对这些配变的技术特点进行简单地分析：

　　(1)　S11卷铁心配变(典型型号：S11－M.R)。这种配变20世纪90年代在我国开发研制，大的特点就是铁心由硅钢片不间断连续卷制而成，在片形上没有接缝。其主要优点是：

　　①硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%；

　　②连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%；

　　③卷铁心结构成自然紧固状态，无需夹件紧固，避免了因铁心加紧力所带来的铁心性能恶化，损耗增加；

　　④卷铁心自身是一个无接缝的整体，且结构紧凑，在运行时的噪音水平降低到30～45dB，大大优于国标要求(44～57dB)，保护了环境。因此，很适合于建筑物内和生活区安装使用。

　　⑤应用特殊夹件进行器身装配，使其抗短路能力优于叠片式铁心；

　　⑥铁心和线圈在专用设备上卷制，减少了由人工制造造成的质量波动，质量稳定可靠。

　　卷铁心变压器的缺点：①铁心退火工艺要求较高；②铁心和绕组维修较困难。

　　目前我国市场上主要供应的是平面卷铁心配变，平面卷铁心有"阶梯型"和"R型"两种结构。

　　(2)　S11叠铁心配变(典型型号：S11－M)。S11叠铁心配变是在新型S9系列产品结构设计的基础上进行开发的，其主要特点是铁心采用了高导磁、低损耗的优质高性能硅钢片，降低了空载损耗。

　　叠铁心生产使用时间长，生产工艺成熟，结构稳定。但由于采用人工叠片、叠装、拆插上铁轭等，产品质量容易受人为因素影响，造成质量波动。另外，由于结构所限，其噪声要比卷铁心配变大。

　　(3)　非晶合金配变(典型型号：SH11－M.R)。非晶合金配变因铁心采用非晶合金材料制成而得名。非晶合金材料是一种新型软磁材料，用它代替硅钢作为变压器铁心可大幅度降低变压器空载损耗和负载损耗。目前，非晶合金配变铁心一般也采用卷制式。非晶合金配变的主要特点是：

　　①非晶合金与硅钢片变压器相比空载损耗下降70%～80%，空载电流下降80%，节能效果显著；

　　②运行噪声性能同卷铁心配变；

　　③非晶合金对机械应力非常敏感，张引力和弯曲应力都会影响磁性能，结构设计特殊。

　　(4)　三种型号配变技术性能分析：

　　根据以上的技术特点，对S11－M、S11－M.R和SH11－M.R三种配变进行技术性能分析：

　　①空载损耗：S11－M和S11－M.R相同，SH11－M.R较前两者下降70%～80%；

　　②运行噪声：S11－M.R和SH11－M.R比S11－M降低7～10dB；

　　③生产工艺：S11－M生产工艺成熟，结构稳定；S11－M.R和SH11－M.R采用了新的卷铁心工艺，目前对S11－M.R型315kVA以上的大容量配变，国内铁心硅钢片的卷制和退火工艺与国外先进水平相比还有差距，在一定程度上影响了产品的质量。

3　各种新型配变投资效益分析

　　(1)　计算典型配变空载消耗。由于S11－M和S11－M.R的价格和空载损耗都相当，所以下面只选用S11－M.R进行比较，见表1所示，其他容量的配变均可采用上述方法计算。

表1　配变年空载消耗电费

型号 容量(kVA) 配变空载损耗(kW) 空载电流(%) 总空载损耗(kW) 耗能(kW·h) 电费(元) 配变价格(元) S9-M   0.29 1.6 0.45 3942 1813.32 10980 S11-M.R 100 0.2 0.35 0.25 2058.6 946.96 12520 SH11-M.R   0.06 0.7 0.13 1138.8 523.85 25355 S9-M   0.67 1.1 1.01 8904.54 4096.06 21840 S11-M.R 315 0.48 0.26 0.56 4922.24 2264.23 24900 SH11-M.R   0.14 0.4 0.27 2330.16 1071.87 46487

　　(2)　计算典型配变投资综合效益。采用S11－MR和SH11－MR配变代替S9配变的综合经济效益对比如表2所示，其中方案1是S11－M.R代替S9，方案2是SH11－M.R代替S9。

表2　综合经济效益对比表

型号 S(kVA) A(元) I(元) G₁(元) G₂(元) G₇(元) G₈(元) G₁₀(元) G₁₃(元) G₁₅(元) G₂₀(元) 方案1 100 866.36 1540 -690.97 142.47 4067.08 4806.95 6464.53 8290.59 9591.86 12625.85 方案2 1289.47 14375 -13111.32 11870.85 -6029.55 -4928.34 -2907.74 256.62 2193.40 6709.12 方案1 315 1831.86 3060 -1264.78 497.47 8795.79 10360.20 13230.73 17726.12 20477.57 26892.74 方案2 3024.21 24647 -21683.27 -18773.98 -5074.31 -2491.64 2247.3 9668.71 14211.07 24801.86

4　结论

　　(1)　SH11－M.R配变的空载损耗比S11－M、S11－M.R降低70～80%，运行性能优异，是配变理想的发展方向，但由于其价格过高，投资经济效益不如后两者，目前只能试点采用。

　　(2)　S11－M.R和S11－M配变比S9－M配变空载损耗降低了30%左右，投运两年内收回差价投资，投资见效快，具有良好的经济效益。

　　(3)　S11－M.R配变的综合运行性能要优于S11－M配变，所以应优选S11－M.R。但由于S11－M.R型315kVA及以上大容量配变的制作尚未十分成熟，所以目前315kVA及以上大容量配变应选用S11－M型。

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一． 声音异常     变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下几方面故障：     电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。     变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大。     变压器夹件或螺丝钉松动。声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压又无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺丝钉松动，导致硅钢片振动增大。     变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电或电接不良，则会发出“吱吱”或“噼啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器马上进行停用检测。     变压器绕组发生短路。声音中夹杂着水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火。这时，应立即停用变压器进行检查。     变压器外壳闪络放电。当变压器绕组高压引起出线相互间或它们对外壳闪络放电时，会出现此声。这时，应对变压器进行停用检查。 二． 气味，颜色异常     防爆管防爆膜破裂：防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低。     套管闪络放电，套管闪络放电会造成发热导致老化，绝缘受损甚至此起爆炸。     引线（接线头）、线卡处过热引起异常；套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等，接触面发生氧化严重，使接触过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭破坏。     套管污损引起异常；套管污损产生电晕、闪络会发生臭氧味，冷却风扇，油泵烧毁会发出烧焦气味。     另外，吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿剂变色。 三．油温异常     发现在正常条件下，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升（在冷却装置运行正常的情况下），则可判断为变压器内部出现异常。主要为：     内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组砸间或层间短路，线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修。     冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不佳、散热器阀门没有打开、温度计指示失灵等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。 四．油位异常     变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍，应不定期地进行巡视和检查，其中主要表现有以下两方面。     1、假油位：油标管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道气孔堵塞。     2、油面低：变压器严重漏油；工作人员因工作需要放油后未能及时补充；气温过低且油量不足，或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。 

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