配电变压器过负荷能力分析及治理措施研究

配电变压器过负荷能力分析及治理措施研究

(国网新疆电力有限公司福海县供电公司新疆阿勒泰836400)

摘要:随着国内经济的迅猛发展,人民的生活水平不断提高,家用电器的不断出现使得居民尤其是农村和一些偏远地方的居民对用电量的需求在不断地增长,甚至出现因为用电量超过规划预留容量而导致的“过负荷”现象。但是又因为农村的电网负荷绝大多数情况是处于轻载运行的状态,一时间用电负荷的急剧增长会使得某些地方的配电变压器出现过载的情况,甚至最终导致变压器被烧毁的事故。为了防止这种不利情况的产生,就需要相关人员加强对电网系统的完善与更新,尤其是对于在电力系统中起到重要作用,确保居民能够安全可靠用电的一次设备的高过载配电变压器,就更加需要加强研究。

关键词:配电变压器过负荷能力治理措施

引言

电能是一种使用方便的优质二次能源,广泛应用在国民经济的生产、生活等各个领域,电力工业是重要的能源生产部门,变压器在电力工业生产、特别是供给中占有十分重要的,是输配电系统重要组成部分。所以,变压器运行的好坏关系到电力系统中其它输配电设备能否正常运行,以及向工农业生产能否正常输配电能,变压器一旦发生故障,将直接或间接地给工农业生产和人民的正常生活造成障碍及损失。

1.变压器常见故障和原因分析

1.1外部故障

低压断线故障。此类故障往往发生在变压器低压侧的低压引线与接线柱连接处,一般是先出现局部发热,产生油质受氧化状况。如果没有得到及时处理,就会逐步发展为发热、甚至跳火,造成接线柱表面过热,变压器内部温度过高,绝缘被破坏,线路被烧断。

套管闪络。此类故障是变压器常见异常状况之一。引起此种异常的原因有:变压器胶珠老化引起渗油,使空气中的导电尘埃吸附于套管表面,遇到大雾或小雨时形成污闪,造成变压器高压侧单相接地短路;异物落在变压器箱盖上,如大风吹落树枝到箱盖上,引起相间短路或套管放电;此外,套管因受到外力冲撞或热应力、机械应力而破损也是引起套管闪络的原因之一。

过电压故障。雷击等因素会引起电网内部的电磁能量异常转换,导致电压骤然升高,严重时可能危及变压器的内部绝缘结构,甚至烧毁变压器。变压器的高低压线路是架空线路,且架设在平原地区时受雷击的概率高,线路遭遇雷击时,会在变压器绕组上产生比额定电压高几十倍或以上的异常电压。此外,无功补偿引起谐振、铁磁谐振及间歇电弧接地等也会引起过电压。

接地故障。当低压侧中性点接地的变压器接地线连接不良时,将会导致负载不平衡,接触电阻过大,中性点电流很有可能烧断接地线,并造成中性点移动,将对用户的人身安全和设备安全形成威胁。

短路故障。此处指二次短路故障,在二次侧产生高于额定电流几倍甚至几十倍的短路电流,而在一次侧也要同时产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的去磁作用,使得变压器承受巨大的电磁力和短路电流,同时在线圈内部产生巨大的机械应力,将导致绕组变形、线圈压缩、变压器油质劣化、铁芯夹板螺丝松动、高压线圈畸形或开裂,严重时甚至会对变压器的铁心结构造成毁灭性的破坏[1]。

1.2内部故障

铁心故障。此类故障常见的包括:铁心多点接地,铁心与穿心螺杆间的绝缘损坏,铁芯硅钢片短路,铁心表面金属间短接,硅钢片绝缘老化短路等。这类故障会造成铁心环流损耗异常,严重时甚至会烧毁铁心。如铁心多点接地时,铁芯和夹板之间有金属粉尘,在电磁力的作用下构成桥状,引起多点接地,会造成铁心局部过热而损坏线圈内部绝缘。

绕组故障。在变压器长期运行的过程中,绕组发热主要由于绝缘油质差以及油面过低形成的,如年久失修的老变压器,由于各种原因造成油面降低,绝缘油与空气长时间接触,空气中的水分大量渗入绝缘油,降低了绝缘强度,将使绝缘材料老化,导致相间、匝间或对地短路。巨大的短路电流使得变压器内部过热,产生巨大的电磁力,严重时,甚至引起绕组引线断裂。

分接开关故障。在一般情况下,分接开关自身质量差、连接处螺丝松弛、弹簧压力不够、触头表面受到脏污氧化等情况,都可能致使分接开关的接触不良,然而,在负荷和温度变化时,油标管内的油位不发生变化,因此往往不容易得到及时的发现。分接开关的绝缘裸露在空气中,受潮一段时间后性能下降,引起短路,进而引发开关被烧坏或放电的事故。

变压器油质劣化或漏油。在变压器长期运行的过程中,在温度、电场、磁场、以及材料特性等多种因素的共同作用下,往往可能导致变压器油表面发生氧化现象,致使绝缘强度降低,严重时甚至引发短路故障。此外,因为漏油而造成的油面下降,也可能会引发短路故障。

熔体选择不当。变压器通常在高压侧采用熔断器保护,如果熔断电流的配置选择过小,那么在正常运行状况下容易熔断,使用户供电中断;如果熔断电流的配置选择过大,将无法起到保护作用。在某些配电工程,特别是在农村变压器上,由于成本等原因常采用铜线、铁丝或铝线代替熔丝,也使变压器无法得到有效的保护。

2.配电变压器过负荷的治理对策

2.1选择合理的配电变压器容量

配电变压器的容量选择是否合理往往会对变压器能否安全有效的运行起着十分重要的决定性作用。若是选择的配电变压器的容量过于小,会导致配电变压器的运行长期处于过载的状态,这不仅会增加配电变压器的负载损耗,还会严重地影响到配电变压器的安全运行;相反,如果配电变压器的容量过大,会使得变压器运行长期处于轻载的状态,这无疑会导致运行时的固定损耗与无功损耗的增加。所以使用者务必需要选择负荷实际情况的合适的配电变压器容量,只有当配电变压器的容量合适,其运行状态才是经济负荷的。对于配电变压器容量的选择,应遵循的最重要的原则是要严格控制配电变压器的备用容量,确保其备用容量不会过大,否则会导致设备投资增加,造成容量的浪费情况,并且还会影响到配电变压器的负荷率,使负荷率变低,这也导致了无功损耗的增大。另外,如果电网负荷的功率因数下降,那么线路损耗就会相应的增大,这对整个电网的经济有效运行都造成了一定的阻碍。

2.2将三相线路同时引入负荷点

与单相引入负荷点相比,三相同时引入负荷点的损耗明显要少很多,因此要想实现对称的三相负载,就应该同时把三相线路都引进到负荷点。配电区域的三相四线制范围要尽可能地扩大,同时单相供电所使用的干线的长度也需要尽量缩短,接户线需要由一根电杆上的分别的三相引入,并且还应该尽量保持单相接户线三组负载的平衡。

2.3完善电网的优化改造方案

为了保证被改造的台区处于三相负荷的平衡状态,需要结合对线路的改造计划,设计出合理的电网优化与改造的方案。在进行设计之前,首先最好亲临现场对进行改造的台区进行考察工作,对进行改造台区的负荷变化和分配的规律与情况进行了解,掌握负荷分布情况,之后绘制出完整的负荷分配的接线图。布线时应该严格地按照确保三相负荷处于平衡的原则来进行,最好使各个重要的负荷中心都有三相四线的深入。

2.4加强配电变压器负荷不平衡运行管理

对于三相不平衡的电流测试应该要定期有序的实行,按固定时间对配电变压器三相负荷不平衡的情况进行考核,给与相关人以责任。并且应该每个月至少开展一次负荷的测量工作,若是遇到某些特殊情况,还可以相应地增加测量的次数,这样做的目的是为了对配电变压器负荷的运行状态有个全面的了解,得出的一系列数据也能够更好的帮助实现配电变压器的调整。

3.结论

综上所述,配网变压器过负荷运行的情况经常出现,所以为了更好地加强对其的控制,在尚未增容改扩建的现状下,运维人员应切实加强对其运行情况的分析,并结合其具体的运行情况,找出过负荷的原因,并切实加强对其的监督、巡查和维护,尤其是应预防由于油温过高导致绕组变大的情况出现,所以在做好日常常规性工作的基础上,还应加强负荷运行报表的综合分析,结合报告中的运行数据,对其所处的状态更好地进行分析,从而确保优化运行措施更具针对性,提高其配电变压器的运行质量。

参考文献:

[1]平凡,陈光.关于配电变压器过负荷运行的分析与解决措施[J].电子世界,2013,06:57-58.

[2]郑东东.配电变压器智能监测关键技术研究[D].华北电力大学,2013.

[3]王晨.配电变压器过负荷的原因与对策[J].硅谷,2011,23:133.

标签:;  ;  ;  

配电变压器过负荷能力分析及治理措施研究
下载Doc文档

猜你喜欢