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1、第十章 電力變壓器的運(yùn)行變壓器歷史 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律所使用的線圈法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律所使用的線圈,把兩個(gè)線圈纏把兩個(gè)線圈纏繞到一個(gè)鐵環(huán)上繞到一個(gè)鐵環(huán)上,已經(jīng)具備了變壓器的雛形。已經(jīng)具備了變壓器的雛形。 1882年高納德(年高納德(Gaulard)和吉伯斯(和吉伯斯(Gibbs)的交流供電)的交流供電系統(tǒng)獲得英國(guó)的專(zhuān)利。他們用一系統(tǒng)獲得英國(guó)的專(zhuān)利。他們用一種稱(chēng)為種稱(chēng)為“次級(jí)發(fā)電機(jī)次級(jí)發(fā)電機(jī)”(具有開(kāi)(具有開(kāi)口鐵心,是變壓器的前身)的設(shè)口鐵心,是變壓器的前身)的設(shè)備來(lái)升高或降低電壓。備來(lái)升高或降低電壓。變壓器歷史 1884年年9月由德利(月由德利(M.Dery)、伯拉錫()、伯拉錫(O.B

2、lathy)和吉拍)和吉拍勞斯基(勞斯基(K.Zipmovsky)在匈牙)在匈牙利的干茨(利的干茨(Gans)工廠制造出)工廠制造出來(lái),這臺(tái)單相變壓器,容量為來(lái),這臺(tái)單相變壓器,容量為1400MVA,具有一個(gè)閉合鐵心,具有一個(gè)閉合鐵心,鐵心柱外纏繞有繞組,電壓比為鐵心柱外纏繞有繞組,電壓比為120/72V,頻率為,頻率為40Hz,并在他,并在他們的專(zhuān)利申請(qǐng)中首次使用了們的專(zhuān)利申請(qǐng)中首次使用了“變變壓器壓器”這一術(shù)語(yǔ)。這一術(shù)語(yǔ)。 威斯汀豪斯購(gòu)買(mǎi)了年高納德和吉伯斯的交流電壓變換威斯汀豪斯購(gòu)買(mǎi)了年高納德和吉伯斯的交流電壓變換裝置及其專(zhuān)利,重新進(jìn)行了機(jī)械和電氣設(shè)計(jì),裝置及其專(zhuān)利,重新進(jìn)行了機(jī)械和電氣設(shè)

3、計(jì),1886年第一年第一個(gè)用于交流照明系統(tǒng)的變壓器投入使用并獲得成功。個(gè)用于交流照明系統(tǒng)的變壓器投入使用并獲得成功。變壓器歷史 隨著交流輸電系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大,輸電隨著交流輸電系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大,輸電距離越來(lái)越遠(yuǎn),而變壓器也成為現(xiàn)代電力生產(chǎn)的距離越來(lái)越遠(yuǎn),而變壓器也成為現(xiàn)代電力生產(chǎn)的基本單位基本單位,變電運(yùn)行也是電網(wǎng)的,變電運(yùn)行也是電網(wǎng)的最基本組成最基本組成。 19世紀(jì)世紀(jì)90年代,爆發(fā)了著名的年代,爆發(fā)了著名的 交直流大戰(zhàn)中,愛(ài)迪交直流大戰(zhàn)中,愛(ài)迪生偏愛(ài)安全的低電壓直流,而威斯汀豪斯則堅(jiān)持交流。生偏愛(ài)安全的低電壓直流,而威斯汀豪斯則堅(jiān)持交流。1897年年11月月15日,從

4、尼亞加拉大瀑布兩相交流發(fā)電機(jī)生日,從尼亞加拉大瀑布兩相交流發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)的1000馬力的交流電經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器變?yōu)槿嘟涣麟婑R力的交流電經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器變?yōu)槿嘟涣麟娸斔徒o輸送給26英里外的布法羅市,而低壓直流則不能傳輸如英里外的布法羅市,而低壓直流則不能傳輸如此遠(yuǎn)的距離,結(jié)束了交直流之爭(zhēng)。此遠(yuǎn)的距離,結(jié)束了交直流之爭(zhēng)。 1890年年AGE(原德國(guó)通用電氣公司)工廠的多里弗(原德國(guó)通用電氣公司)工廠的多里弗-多布羅夫斯基發(fā)明了三相變壓器。多布羅夫斯基發(fā)明了三相變壓器。變壓器的作用l輸送功率l變換電壓P1P2問(wèn) 題l假如你自己擁有一臺(tái)變壓器,你最關(guān)心它的假如你自己擁有一臺(tái)變壓器,你最關(guān)心它的什么參數(shù)

5、?什么參數(shù)?l你認(rèn)為變壓器實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)該注意那些問(wèn)題?你認(rèn)為變壓器實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)該注意那些問(wèn)題?本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容 l了解變壓器的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際了解變壓器的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際l掌握變壓器的掌握變壓器的負(fù)荷能力負(fù)荷能力的能力的原則和依據(jù)的能力的原則和依據(jù)l變壓器正常、事故過(guò)負(fù)荷能力的計(jì)算變壓器正常、事故過(guò)負(fù)荷能力的計(jì)算l自耦變壓器、分裂變壓器的運(yùn)行特點(diǎn)自耦變壓器、分裂變壓器的運(yùn)行特點(diǎn)l變壓器并列運(yùn)行條件變壓器并列運(yùn)行條件一個(gè)實(shí)際的工程問(wèn)題該站預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)較大,超過(guò)變壓器額定輸送容量。在近期不能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)建改造,該站預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)較大,超過(guò)變壓器額定輸送容量。在近期不能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)建改造,但又希望盡量不對(duì)用戶拉閘限電,減少

6、經(jīng)濟(jì)損失。但又希望盡量不對(duì)用戶拉閘限電,減少經(jīng)濟(jì)損失。充分利用變壓器充分利用變壓器的過(guò)負(fù)荷能力的過(guò)負(fù)荷能力如何確定允許過(guò)負(fù)如何確定允許過(guò)負(fù)荷的數(shù)值和時(shí)間荷的數(shù)值和時(shí)間變壓器結(jié)構(gòu)(內(nèi)部:內(nèi)部:鐵芯、繞組鐵芯、繞組)分接頭分接頭變壓器結(jié)構(gòu)(外部外部)潛油泵潛油泵線夾線夾引線引線套管套管風(fēng)扇風(fēng)扇套管油位套管油位儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜瓦斯繼電器瓦斯繼電器變壓器結(jié)構(gòu)(外部外部)油流繼電器油流繼電器分接頭機(jī)構(gòu)箱分接頭機(jī)構(gòu)箱油溫表油溫表油位表油位表變壓器的分類(lèi) 提問(wèn):提問(wèn):2 2、按相數(shù),分為哪幾類(lèi)?、按相數(shù),分為哪幾類(lèi)? 3 3、按繞組數(shù),分為哪幾類(lèi)?、按繞組數(shù),分為哪幾類(lèi)? 4 4、按調(diào)壓方式,分為哪幾類(lèi)?、按調(diào)

7、壓方式,分為哪幾類(lèi)? 5 5、有哪些冷卻形式?、有哪些冷卻形式? 1 1、按功能,分為哪幾類(lèi)?、按功能,分為哪幾類(lèi)? 無(wú)激磁無(wú)激磁 有激磁有激磁 主變主變 聯(lián)絡(luò)變聯(lián)絡(luò)變 廠用變廠用變 三相三相單相單相 雙繞組雙繞組 三繞組三繞組 自耦自耦低壓分裂繞組低壓分裂繞組 自然冷卻自然冷卻 風(fēng)冷(水冷)風(fēng)冷(水冷) 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(水冷)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(水冷) 強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻一、電力變壓器的負(fù)荷能力在規(guī)定的環(huán)境溫度下,長(zhǎng)期按該容量連續(xù)運(yùn)行,能獲得經(jīng)在規(guī)定的環(huán)境溫度下,長(zhǎng)期按該容量連續(xù)運(yùn)行,能獲得經(jīng)濟(jì)合理的效率和正常預(yù)期壽命(約濟(jì)合理的效率和正常預(yù)期壽命(約20203030年)。即變

8、壓器的年)。即變壓器的額定容量是指長(zhǎng)時(shí)間所能連續(xù)輸出的最大功率。額定容量是指長(zhǎng)時(shí)間所能連續(xù)輸出的最大功率。指變壓器在短時(shí)間內(nèi)所能輸出的功率。在一定條件下可指變壓器在短時(shí)間內(nèi)所能輸出的功率。在一定條件下可能超過(guò)額定容量。能超過(guò)額定容量。n變壓器的額定容量變壓器的額定容量n變壓器的負(fù)荷能力變壓器的負(fù)荷能力額定容量額定容量 額定電壓額定電壓額定變比額定變比 額定頻率額定頻率阻抗電壓百分?jǐn)?shù)阻抗電壓百分?jǐn)?shù)n變壓器的主要參數(shù)變壓器的主要參數(shù)n練習(xí):請(qǐng)做出變壓器電路模型!練習(xí):請(qǐng)做出變壓器電路模型!變壓器負(fù)荷超過(guò)額定容量運(yùn)行時(shí)的效應(yīng)變壓器負(fù)荷超過(guò)額定容量運(yùn)行時(shí)的效應(yīng) 繞組、線夾、引線、絕緣部分及油溫將會(huì)升高

9、;繞組、線夾、引線、絕緣部分及油溫將會(huì)升高; 鐵芯外的漏磁通密度將增加,使耦合的金屬部分出現(xiàn)渦流,鐵芯外的漏磁通密度將增加,使耦合的金屬部分出現(xiàn)渦流,溫度增高;溫度增高; 溫度增高使固體絕緣和油中的水分和氣體成分發(fā)生變化溫度增高使固體絕緣和油中的水分和氣體成分發(fā)生變化 套管、分接頭、電纜終端頭和電流互感器等受到較高的熱應(yīng)套管、分接頭、電纜終端頭和電流互感器等受到較高的熱應(yīng)力,安全裕度降低;力,安全裕度降低; 導(dǎo)體絕緣機(jī)械特性受高溫的影響,熱老化的累積過(guò)程加快,導(dǎo)體絕緣機(jī)械特性受高溫的影響,熱老化的累積過(guò)程加快,使變壓器的壽命縮短。使變壓器的壽命縮短。決定變壓器負(fù)荷能力大小和持續(xù)時(shí)間的因素決定變

10、壓器負(fù)荷能力大小和持續(xù)時(shí)間的因素電流和漏磁通增大電流和漏磁通增大絕緣材料的老化程度絕緣材料的老化程度電氣強(qiáng)度電氣強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度縮短變壓器壽命縮短變壓器壽命直接原因直接原因u決定變壓器負(fù)荷能力大小和持續(xù)時(shí)間的因素決定變壓器負(fù)荷能力大小和持續(xù)時(shí)間的因素2)2)在整個(gè)運(yùn)行期,變壓器總的絕緣老化是否超過(guò)正常值在整個(gè)運(yùn)行期,變壓器總的絕緣老化是否超過(guò)正常值 ,變壓器能否達(dá)到正常預(yù)期壽命。,變壓器能否達(dá)到正常預(yù)期壽命。 1)1)變壓器的電流和溫度是否超過(guò)規(guī)定的限值;變壓器的電流和溫度是否超過(guò)規(guī)定的限值;變壓器各部分的溫度增高變壓器各部分的溫度增高二、變壓器的發(fā)熱和冷卻二、變壓器的發(fā)熱和冷卻沿變壓器橫

11、截面的溫度分布沿變壓器橫截面的溫度分布鐵芯鐵芯低壓低壓繞組繞組高壓高壓繞組繞組油箱壁或散熱器油箱壁或散熱器油油)(0Ct9080706035空氣溫度空氣溫度鐵芯、高壓繞組、低壓繞組所產(chǎn)生的熱量都傳給油,它們的發(fā)熱互鐵芯、高壓繞組、低壓繞組所產(chǎn)生的熱量都傳給油,它們的發(fā)熱互不關(guān)聯(lián),只與本身?yè)p耗有。不關(guān)聯(lián),只與本身?yè)p耗有。發(fā)熱和冷卻過(guò)程發(fā)熱和冷卻過(guò)程變壓器的發(fā)熱和冷卻變壓器的發(fā)熱和冷卻 沿變壓器高度的溫度分布沿變壓器高度的溫度分布)(0Ct95755535h油箱壁油箱壁鐵芯鐵芯繞組繞組最熱點(diǎn)最熱點(diǎn):70%-75%:70%-75% 各部分的溫度差別很大。各部分的溫度差別很大。 大容量變壓器,需要采用

12、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷大容量變壓器,需要采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷( (水冷水冷) )、導(dǎo)向冷卻、導(dǎo)向冷卻方式。方式。最熱點(diǎn)最熱點(diǎn)變壓器的溫升計(jì)算 額定溫升額定溫升:變壓器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,在額定負(fù)荷時(shí)的溫升。:變壓器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,在額定負(fù)荷時(shí)的溫升。 在不同高度,繞組對(duì)油的溫差是一常數(shù)在不同高度,繞組對(duì)油的溫差是一常數(shù)g g繞組的上部,雜散損耗增加,其對(duì)油的溫繞組的上部,雜散損耗增加,其對(duì)油的溫差較大,繞組最熱點(diǎn)對(duì)油的溫升(差較大,繞組最熱點(diǎn)對(duì)油的溫升(BEBE)gg溫升溫升底層底層頂層頂層油油繞組繞組ABCD ENMavg變壓器溫升分布模型變壓器溫升分布模型g發(fā)熱不均發(fā)熱不均繞組和油的繞組和油的最大溫升最大溫

13、升繞組或油的繞組或油的平均溫升平均溫升繞組對(duì)空氣溫升繞組對(duì)空氣溫升 = = 繞組對(duì)油的溫升繞組對(duì)油的溫升 + + 油對(duì)空氣溫升油對(duì)空氣溫升avg: :整個(gè)繞組或全部油的平均溫升整個(gè)繞組或全部油的平均溫升 : :最熱處的溫升最熱處的溫升 從底部到頂部,油溫升和繞組溫升都呈從底部到頂部,油溫升和繞組溫升都呈線性增加線性增加North China Electric Power University變壓器各部分的允許溫升變壓器各部分的允許溫升溫升溫升底層底層頂層頂層油油繞組繞組ABCD ENMavgg自然油循環(huán)(自然油循環(huán)()油對(duì)空氣的平均溫升油對(duì)空氣的平均溫升44 44 N N點(diǎn)點(diǎn)頂層油對(duì)空氣的溫升

14、頂層油對(duì)空氣的溫升 55 55 B B點(diǎn)點(diǎn)繞組對(duì)油的平均溫升繞組對(duì)油的平均溫升 21 21 MNMN繞組對(duì)空氣的平均溫升繞組對(duì)空氣的平均溫升 6565M M點(diǎn)點(diǎn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),額定使用條件:最高氣溫國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),額定使用條件:最高氣溫+40+40度,最高日平均氣度,最高日平均氣溫溫+30+30度,最高年平均氣溫度,最高年平均氣溫+20+20度;最低氣溫度;最低氣溫-30-30度度avggav繞組(最熱點(diǎn))對(duì)空氣的溫升繞組(最熱點(diǎn))對(duì)空氣的溫升 E E點(diǎn)點(diǎn)繞組(最熱點(diǎn))對(duì)油的溫升繞組(最熱點(diǎn))對(duì)油的溫升 EBEB繞組最熱點(diǎn)的溫升大約比平均溫升高繞組最熱點(diǎn)的溫升大約比平均溫升高1313問(wèn)題:若環(huán)境溫度為問(wèn)題

15、:若環(huán)境溫度為+20+20,則繞組熱點(diǎn)的溫度,則繞組熱點(diǎn)的溫度= =?運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明: :變壓器繞組的絕緣在變壓器繞組的絕緣在9898以下使用時(shí),變壓器的正以下使用時(shí),變壓器的正常壽命約為常壽命約為20203030年。年。 7823變壓器的負(fù)荷與額定負(fù)荷不同時(shí)各部分溫升計(jì)算變壓器的負(fù)荷與額定負(fù)荷不同時(shí)各部分溫升計(jì)算 繞組對(duì)油的溫升(繞組對(duì)油的溫升(BEBE段)段) tN額定負(fù)荷時(shí)額定負(fù)荷時(shí)R R:額定負(fù)荷下,短路損耗:額定負(fù)荷下,短路損耗/ /空載損耗,約為空載損耗,約為2 26 6x x:計(jì)算油溫的指數(shù),自然冷卻取:計(jì)算油溫的指數(shù),自然冷卻取0.80.8,強(qiáng)迫油循環(huán)取,強(qiáng)迫油循環(huán)取

16、0.90.91.01.0y y:計(jì)算最熱點(diǎn)溫升的指數(shù),也隨冷卻方式而不同,一般取:計(jì)算最熱點(diǎn)溫升的指數(shù),也隨冷卻方式而不同,一般取y=x y=x xtNtRRK)11(2負(fù)荷率負(fù)荷率K K(實(shí)際負(fù)荷(實(shí)際負(fù)荷/ /額定負(fù)荷)時(shí)額定負(fù)荷)時(shí)溫升溫升底層底層頂層頂層油油繞組繞組ABCD ENMavgg頂層油溫對(duì)空氣的溫升(頂層油溫對(duì)空氣的溫升(B B點(diǎn))點(diǎn))gN額定負(fù)荷時(shí)額定負(fù)荷時(shí)ygNgK2負(fù)荷率負(fù)荷率K K時(shí)時(shí)變壓器繞組熱點(diǎn)穩(wěn)定溫度的計(jì)算 (1 1)自然油循環(huán)冷卻)自然油循環(huán)冷卻 繞組熱點(diǎn)溫度繞組熱點(diǎn)溫度 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 頂層油溫對(duì)空氣溫升頂層油溫對(duì)空氣溫升 繞組對(duì)油溫升繞組對(duì)油溫升 ygN

17、xtNhKRRK220)11((2 2)強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻()強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻(OF) 繞組熱點(diǎn)溫度繞組熱點(diǎn)溫度 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 底層油溫對(duì)空氣溫升底層油溫對(duì)空氣溫升 頂部油溫對(duì)底部油溫之差頂部油溫對(duì)底部油溫之差 繞組對(duì)油溫升繞組對(duì)油溫升 ygNybNavNxbNhKKRRK2220 2)11((3 3)強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻()強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻(OD)在在 OF 基礎(chǔ)上,需要修正導(dǎo)線電阻的溫度變化基礎(chǔ)上,需要修正導(dǎo)線電阻的溫度變化 )(15. 0hNhhh三、變壓器的絕緣老化絕緣老化的主要原因:溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產(chǎn)物絕緣老化的主要原因:溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產(chǎn)物 變壓器的變壓器的預(yù)

18、期壽命預(yù)期壽命:當(dāng)變壓器絕緣的機(jī)械強(qiáng)度降低到其初始值:當(dāng)變壓器絕緣的機(jī)械強(qiáng)度降低到其初始值的的15%-20%, 15%-20%, 變壓器的壽命終止。變壓器的壽命終止。在在8080140140范圍內(nèi),變壓器的預(yù)期壽命范圍內(nèi),變壓器的預(yù)期壽命PAez直接直接變壓器繞組熱點(diǎn)的溫度變壓器繞組熱點(diǎn)的溫度溫度系數(shù)溫度系數(shù)常數(shù)常數(shù)熱老化定律在額定負(fù)荷和正常環(huán)境溫度下,熱點(diǎn)溫度的正常基準(zhǔn)值為在額定負(fù)荷和正常環(huán)境溫度下,熱點(diǎn)溫度的正常基準(zhǔn)值為9898,變,變壓器能獲得正常預(yù)期壽命壓器能獲得正常預(yù)期壽命20203030年,此時(shí)變壓器的老化率假定為年,此時(shí)變壓器的老化率假定為1 1。 正常預(yù)期壽命:正常預(yù)期壽命:

19、98pNAez任意溫度任意溫度時(shí)的時(shí)的相對(duì)預(yù)期壽命相對(duì)預(yù)期壽命: )98(PNezzz熱老化定律 相對(duì)老化率相對(duì)老化率(相對(duì)預(yù)期壽命的倒數(shù))(相對(duì)預(yù)期壽命的倒數(shù)): )98(Pe用基數(shù)用基數(shù)2 2代替代替e e: P693. 0ln2lne693. 010.69398)(P2為為66左右左右熱老化定律(絕緣老化的熱老化定律(絕緣老化的66規(guī)則):規(guī)則):繞組溫度每增加繞組溫度每增加66,老化率加倍。,老化率加倍。 )98(2等值老化原則 實(shí)際繞組的溫度受氣溫和負(fù)荷波動(dòng)的影響變化很大實(shí)際繞組的溫度受氣溫和負(fù)荷波動(dòng)的影響變化很大問(wèn)題:如何獲得變壓器的正常預(yù)期壽命?問(wèn)題:如何獲得變壓器的正常預(yù)期壽命

20、?未充分利用負(fù)荷能力未充分利用負(fù)荷能力C)(0時(shí)間98達(dá)不到正常預(yù)期壽命達(dá)不到正常預(yù)期壽命最高允許溫度最高允許溫度C)(0時(shí)間98時(shí)間C)(0982t等值等值少損耗的壽命少損耗的壽命C)(0時(shí)間981t2t多損耗的壽命多損耗的壽命等值老化原則等值老化原則:使變壓器在一定時(shí)間間隔等值老化原則:使變壓器在一定時(shí)間間隔T T(一年或一晝夜)內(nèi)(一年或一晝夜)內(nèi)絕緣老化所損耗的壽命等于一常數(shù)。絕緣老化所損耗的壽命等于一常數(shù)。 98PT0PTedtet常數(shù)12h0.5 T=24h1 yeart (h/y)0tPeT T時(shí)間內(nèi)損時(shí)間內(nèi)損耗的壽命耗的壽命 P 98e=恒溫恒溫9898運(yùn)行運(yùn)行時(shí)損耗的壽命時(shí)損

21、耗的壽命(常數(shù)(常數(shù)) ) 絕緣老化率絕緣老化率絕緣老化率:變壓器在某一段時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)際所損耗的壽命對(duì)繞絕緣老化率:變壓器在某一段時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)際所損耗的壽命對(duì)繞組溫度維持恒定組溫度維持恒定9898時(shí)所損耗壽命的比值。時(shí)所損耗壽命的比值。 T0)98(P98PT0PdteT1Tedtett預(yù)期壽命縮短預(yù)期壽命縮短 1負(fù)荷能力未充分利用負(fù)荷能力未充分利用 結(jié)論結(jié)論:在一定時(shí)間間隔內(nèi),維持變壓器的老化率在一定時(shí)間間隔內(nèi),維持變壓器的老化率接近于接近于1 1,是制定變壓器負(fù)荷能力的主要依據(jù)。,是制定變壓器負(fù)荷能力的主要依據(jù)。 1P 98etPeTtPe變壓器負(fù)荷超過(guò)額定容量運(yùn)行時(shí)的限制配電變壓器:配電

22、變壓器: 2.5MVA 100MVA100MVA不同容量變壓器,過(guò)負(fù)荷的效應(yīng)不同不同容量變壓器,過(guò)負(fù)荷的效應(yīng)不同只需考慮熱點(diǎn)溫度和熱老化只需考慮熱點(diǎn)溫度和熱老化漏磁通的影響很大漏磁通的影響很大漏磁通的影響不是關(guān)鍵,但必須考漏磁通的影響不是關(guān)鍵,但必須考慮冷卻方式的不同慮冷卻方式的不同變壓器負(fù)荷超過(guò)額定容量運(yùn)行時(shí)的限制浙江玉環(huán)電廠浙江玉環(huán)電廠1000MVA變壓器變壓器變壓器負(fù)荷類(lèi)型(1) (1) 正常周期性負(fù)載正常周期性負(fù)載: :在一個(gè)周期內(nèi)在一個(gè)周期內(nèi), ,某段時(shí)間內(nèi)環(huán)境溫度較高某段時(shí)間內(nèi)環(huán)境溫度較高, ,或變壓器帶高負(fù)荷運(yùn)行或變壓器帶高負(fù)荷運(yùn)行, ,可由其它時(shí)間內(nèi)環(huán)境溫度較低或較輕的可由其它

23、時(shí)間內(nèi)環(huán)境溫度較低或較輕的負(fù)荷所補(bǔ)償負(fù)荷所補(bǔ)償, ,整個(gè)周期內(nèi)變壓器的老化率不大于整個(gè)周期內(nèi)變壓器的老化率不大于1 1 。(2) (2) 長(zhǎng)期急救周期性負(fù)載長(zhǎng)期急救周期性負(fù)載: :由于系統(tǒng)內(nèi)有部分變壓器長(zhǎng)期停運(yùn)由于系統(tǒng)內(nèi)有部分變壓器長(zhǎng)期停運(yùn), ,使使運(yùn)行的變壓器可能在幾周或幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期帶較高負(fù)荷甚至運(yùn)行的變壓器可能在幾周或幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期帶較高負(fù)荷甚至超過(guò)額定電流運(yùn)行超過(guò)額定電流運(yùn)行, ,從而導(dǎo)致變壓器加速老化從而導(dǎo)致變壓器加速老化, ,但變壓器絕緣不能但變壓器絕緣不能因?yàn)闊崃踊蚪^緣強(qiáng)度下降的原因而發(fā)生擊穿。因?yàn)闊崃踊蚪^緣強(qiáng)度下降的原因而發(fā)生擊穿。(3) (3) 短期急救負(fù)載短期急

24、救負(fù)載: :由于系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生一個(gè)或多個(gè)事故由于系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生一個(gè)或多個(gè)事故, ,造成運(yùn)行變?cè)斐蛇\(yùn)行變壓器嚴(yán)重地超額定負(fù)載壓器嚴(yán)重地超額定負(fù)載, ,導(dǎo)線熱點(diǎn)溫度可能達(dá)到危險(xiǎn)的程度導(dǎo)線熱點(diǎn)溫度可能達(dá)到危險(xiǎn)的程度, ,并導(dǎo)并導(dǎo)致暫時(shí)的絕緣強(qiáng)度下降。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較看致暫時(shí)的絕緣強(qiáng)度下降。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較看, ,系統(tǒng)仍需要系統(tǒng)仍需要短時(shí)采用這種方式。但為避免變壓器發(fā)生故障短時(shí)采用這種方式。但為避免變壓器發(fā)生故障, ,短期急救負(fù)載運(yùn)短期急救負(fù)載運(yùn)行時(shí)間一般應(yīng)小于行時(shí)間一般應(yīng)小于0.5 h 0.5 h 。變壓器負(fù)荷超過(guò)額定容量運(yùn)行時(shí)的電流溫度限制 IECIEC對(duì)三種類(lèi)型變壓器,規(guī)定過(guò)負(fù)荷時(shí)的溫度和電流的限值對(duì)三種類(lèi)

25、型變壓器,規(guī)定過(guò)負(fù)荷時(shí)的溫度和電流的限值 表表10101 1負(fù)荷類(lèi)型負(fù)荷類(lèi)型配電變配電變壓器壓器中型電力中型電力變壓器變壓器大型電力大型電力變壓器變壓器通過(guò)周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)通過(guò)周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度頂層油溫頂層油溫1.51.51401401051051.51.51401401051051.31.3120120105105長(zhǎng)期急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)長(zhǎng)期急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度頂層油溫頂層油溫1.81.8150150115115

26、1.51.51401401151151.31.3130130115115短時(shí)急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)短時(shí)急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)么值)熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度熱點(diǎn)溫度及絕緣材料接觸的金屬部件的溫度頂層油溫頂層油溫2.02.01.81.81601601151151.51.5160160115115變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力原則:不犧牲變壓器正常預(yù)期壽命原則:不犧牲變壓器正常預(yù)期壽命壽命壽命繞組熱點(diǎn)溫度繞組熱點(diǎn)溫度指數(shù)關(guān)系指數(shù)關(guān)系環(huán)境溫度環(huán)境溫度負(fù)荷負(fù)荷等值空氣溫度等值空氣溫度等值階段負(fù)荷曲線等值階段負(fù)荷曲線e*It0 . 1tav不用平均溫度不用平均溫度等值空氣

27、溫度 等值空氣溫度:指某一空氣溫度,在一定時(shí)間間隔內(nèi)如維持此溫度等值空氣溫度:指某一空氣溫度,在一定時(shí)間間隔內(nèi)如維持此溫度不變,當(dāng)變壓器帶恒定負(fù)荷時(shí)不變,當(dāng)變壓器帶恒定負(fù)荷時(shí), ,絕緣所遭老化等于空氣溫度自然變絕緣所遭老化等于空氣溫度自然變化時(shí)和同樣恒定負(fù)荷情況下的絕緣老化。化時(shí)和同樣恒定負(fù)荷情況下的絕緣老化。 n1PeqdteT1logP3 . 2tn1tPPPPPte)eee ( tTetn21eqeq等值空氣溫度等值空氣溫度 t在各個(gè)短時(shí)間間隔在各個(gè)短時(shí)間間隔 時(shí)空氣的平均瞬時(shí)溫度時(shí)空氣的平均瞬時(shí)溫度 tT T 某個(gè)時(shí)間間隔某個(gè)時(shí)間間隔 等值空氣溫度等值空氣溫度空氣的日或年自然變化曲線可

28、近似為正弦曲線空氣的日或年自然變化曲線可近似為正弦曲線 Tt2sin21avt則則aveq在時(shí)間間隔在時(shí)間間隔T T內(nèi)空內(nèi)空氣的平均溫度氣的平均溫度在該時(shí)間間隔內(nèi)空氣溫在該時(shí)間間隔內(nèi)空氣溫度的變化范圍,即最高度的變化范圍,即最高溫度和最低溫度之差溫度和最低溫度之差 ttav2121溫度差溫度差) f(eq結(jié)論:等值空氣溫度不同于平均溫度,比結(jié)論:等值空氣溫度不同于平均溫度,比平均溫度大平均溫度大 ,且,且 永遠(yuǎn)是正值。氣溫變永遠(yuǎn)是正值。氣溫變化范圍化范圍 越大,越大, 就越大。就越大。 05012等值負(fù)荷曲線的計(jì)算等值負(fù)荷曲線的計(jì)算 歸算原則:等值負(fù)荷期間,變壓器中所產(chǎn)生的熱量與實(shí)際負(fù)荷運(yùn)歸算

29、原則:等值負(fù)荷期間,變壓器中所產(chǎn)生的熱量與實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量等值行時(shí)產(chǎn)生的熱量等值。 1K2Ki21i2i222121ittttItItIKiKi i階段等值負(fù)荷系數(shù)階段等值負(fù)荷系數(shù) iIi i階段內(nèi)負(fù)荷電流值階段內(nèi)負(fù)荷電流值 iti i階段持續(xù)時(shí)間階段持續(xù)時(shí)間 1t2tit1I2IiI*It0 . 1負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線變壓器正常容許過(guò)負(fù)荷變壓器正常容許過(guò)負(fù)荷確定原則:不犧牲變壓器正常壽命確定原則:不犧牲變壓器正常壽命判斷方法:判斷方法:1 1、根據(jù)絕緣老化率、根據(jù)絕緣老化率環(huán)境溫度環(huán)境溫度實(shí)際負(fù)荷曲線實(shí)際負(fù)荷曲線變壓器的數(shù)據(jù)變壓器的數(shù)據(jù)過(guò)負(fù)荷在允許范圍內(nèi)過(guò)負(fù)荷在允許范圍內(nèi)1不允許正常過(guò)負(fù)

30、荷不允許正常過(guò)負(fù)荷1繞組熱點(diǎn)溫度和繞組熱點(diǎn)溫度和電流不超過(guò)限值電流不超過(guò)限值評(píng)價(jià):該方法較繁瑣評(píng)價(jià):該方法較繁瑣變壓器正常容許過(guò)負(fù)荷變壓器正常容許過(guò)負(fù)荷2 2、根據(jù)容許過(guò)負(fù)荷倍數(shù)、根據(jù)容許過(guò)負(fù)荷倍數(shù)1K2K*ItT:T:過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷的容許持續(xù)時(shí)間容許持續(xù)時(shí)間IECIEC制定的正常過(guò)負(fù)荷曲線制定的正常過(guò)負(fù)荷曲線2 . 04 . 06 . 08 . 00 . 11K2K9 . 00 . 12 . 14 . 16 . 18 . 10 . 2hT5 . 024824自然油循環(huán)自然油循環(huán)2 . 04 . 06 . 08 . 00 . 11K2K9 . 00 . 12 . 14 . 16 . 18 . 10 . 2hT5 . 0124824強(qiáng)迫

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