淺談干式變壓器在水利工程中的應(yīng)用

許 平 呂 良 丁里廣

一、干式變壓器種類特點(diǎn)及選用

1.干式變壓器的種類及特點(diǎn)

干式變壓器指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為開啟式、封閉式和澆注式。

開啟式是常用型式，其器身與空氣直接接觸，適用于比較干燥而潔凈的室內(nèi)環(huán)境（環(huán)境溫度20℃，相對(duì)濕度不超過(guò)80%），一般有空氣冷和風(fēng)冷兩種冷卻方式。

封閉式器身處在封閉的外殼內(nèi)，與外部空氣不直接接觸，可用于較為惡劣的環(huán)境中，特別適合于易燃、易爆等防火要求高的場(chǎng)所安裝使用。

澆注式是通過(guò)澆注環(huán)氧樹脂或其他樹脂作為主絕緣，整個(gè)線圈導(dǎo)體都被樹脂的固體絕緣層所包封，因而不僅潮氣難于浸入，完全阻斷了導(dǎo)體被各種有害氧體和腐蝕化學(xué)成分侵害的可能，其防潮與防污的性能特別好，可工作于極端惡劣的環(huán)境條件下。

相對(duì)于油浸式變壓器，干式變壓器因沒有油，運(yùn)行起來(lái)更安全穩(wěn)定，后期維護(hù)少，也沒有火災(zāi)、爆炸、污染等問(wèn)題。特別是新的系列，損耗和噪聲降到了新的水平，為變壓器與低壓屏置于同一配電室內(nèi)創(chuàng)造了條件，可減少水利工程建設(shè)成本并方便運(yùn)行維護(hù)。

2.干式變壓器的選用

水利工程單位多承擔(dān)著供水、抗旱、防汛、泄洪等任務(wù)，供配電設(shè)備運(yùn)行在不同的天氣條件和環(huán)境下。根據(jù)對(duì)干式變壓器各種類型特點(diǎn)的對(duì)比，水利工程單位應(yīng)采用環(huán)氧樹脂澆注式干式變壓器，可在100%的相對(duì)濕度和其他惡劣環(huán)境中運(yùn)行。防護(hù)方式通常選用IP23防護(hù)外殼，可防止直徑大于12mm的固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動(dòng)物進(jìn)入造成的短路停電等惡性故障。冷卻方式采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，輸出容量可提高50%，變壓器可在額定容量下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，并可以斷續(xù)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，或應(yīng)急事故過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

二、干式變壓器的檢查與運(yùn)行維護(hù)

1.干式變壓器的檢查

干式變壓器投運(yùn)后每2～3月進(jìn)行一次檢查，以后每年進(jìn)行一次檢查。主要檢查內(nèi)容為：澆注型繞組和相間連接有無(wú)積塵，有無(wú)龜裂、變色、放電等現(xiàn)象，絕緣電阻是否正常；鐵芯風(fēng)道有無(wú)灰塵、異物阻塞，有無(wú)生銹或腐蝕等現(xiàn)象；繞組壓緊裝置是否松動(dòng)；指針式溫度計(jì)等儀表和保護(hù)裝置動(dòng)作是否正常；冷卻裝置包括電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇軸承是否良好。

2.負(fù)荷監(jiān)視

干式變壓器有較強(qiáng)的過(guò)載能力，可允許短時(shí)間過(guò)載。變壓器通過(guò)溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷過(guò)載的監(jiān)控和測(cè)試。自冷式變壓主配置溫控箱，繞組溫度超過(guò)安全值，溫控箱會(huì)發(fā)出信號(hào)，強(qiáng)迫風(fēng)冷配置溫控箱停啟冷卻風(fēng)機(jī)，并發(fā)出超溫報(bào)警信號(hào)和超溫跳閘信號(hào)。干式變壓器的繞組、鐵芯最高溫度不得超過(guò)155℃，最高溫升為100K。在超負(fù)荷運(yùn)行中應(yīng)密切注意溫度變化，切忌因溫升過(guò)高而損壞絕緣導(dǎo)致無(wú)法恢復(fù)運(yùn)行。

3.干式變壓器的定期試驗(yàn)周期

干式變壓器安裝運(yùn)行后，應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，周期一般為2～3年，試驗(yàn)項(xiàng)目及要求見表1。

三、干式變壓器的常見故障處理

1.變壓器超溫

干式變壓器多數(shù)安裝了溫度監(jiān)控裝置，能顯示三相繞組實(shí)時(shí)溫度，一般當(dāng)繞組溫度達(dá)到130℃時(shí)會(huì)發(fā)出高溫報(bào)警信號(hào)，當(dāng)繞組溫度超過(guò)150℃時(shí)動(dòng)作于跳閘，即超溫跳閘。由于干式變壓器超載能力比較強(qiáng)，一般過(guò)負(fù)荷的情況不會(huì)引起溫升過(guò)高，如出現(xiàn)異常超溫，多是由于風(fēng)機(jī)損壞、通風(fēng)不良等原因造成的排風(fēng)不暢引起，應(yīng)查明原因，予以處理。

2.變壓器有放電聲或匝間短路

干式變壓器對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)格，表面灰塵過(guò)多、受潮可導(dǎo)致沿面放電，破壞絕緣。還有的由于制造工藝問(wèn)題如氣泡、絕緣不勻等，在外界條件作用下也有可能運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)生放電現(xiàn)象，所以應(yīng)加強(qiáng)巡視和檢修清掃及預(yù)防性試驗(yàn)工作。

3.有載調(diào)壓干式變電器的有載調(diào)壓開關(guān)發(fā)生故障

有載調(diào)壓裝置制造工藝水平不高，故障率高，燒壞應(yīng)直接更換。

4.噪音偏大

噪聲是變壓器的固有特性，但是如果聲音過(guò)大或者異常就應(yīng)及時(shí)處理。干式變壓器的噪音偏大或者異常主要有以下幾種情況：

（1）電壓?jiǎn)栴}

由于運(yùn)行電壓偏高，使變壓器過(guò)勵(lì)磁，響聲增大且尖銳?？蓪⒎纸訖n放在適合檔位，在保證低壓供電質(zhì)量的前提下，盡量把高壓分接向上調(diào)（低壓輸出電壓降低），以此消除變壓器的過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，同時(shí)降低變壓器的噪音。

（2）風(fēng)機(jī)、外殼及其他零部件的共振問(wèn)題

變壓器的風(fēng)機(jī)、外殼和其他零部件松動(dòng)引起共振造成的噪音偏大，可緊固相關(guān)螺絲、螺栓，或者在松動(dòng)部位墊上膠皮，可解決松動(dòng)引起的噪音。

表1 干式變壓器的預(yù)防性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（3）安裝問(wèn)題

變壓器安裝基礎(chǔ)不牢固、不平整，或者底板太薄會(huì)加劇變壓器震動(dòng)，造成噪音偏大?？蓪?duì)原安裝方式進(jìn)行改造，或者變壓器下面加防震膠墊，可解決部分噪音。

（4）安裝環(huán)境的影響

變壓器室大而空曠，或者離墻太近，引起回音或噪音疊加，造成噪音偏大?？稍谧儔浩魇覂?nèi)適當(dāng)加裝吸音材料。

（5）母線橋架振動(dòng)的問(wèn)題

由于并排母線有大電流通過(guò)，因漏磁使母線產(chǎn)生振動(dòng)，母線橋架的振動(dòng)將嚴(yán)重影響變壓器的噪音，此噪音隨負(fù)荷大小變化而變化。將母線固定好，或低壓出線采用軟連接即可。

（6）變壓器鐵芯自身共振

由于硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力造成的噪音。通過(guò)緊變壓器上的螺絲，包括夾件兩頭螺絲、穿心螺絲、墊塊壓釘螺絲，或在變壓器下面加防震膠墊，可解決部分噪音。

（7）變壓器線圈自身共振

當(dāng)繞組中有負(fù)載電流通過(guò)時(shí)，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁引起繞組的振動(dòng)而產(chǎn)生不均勻噪音。將墊塊壓釘螺絲全部緊一遍，增加線圈的軸向壓緊力可以解決問(wèn)題。

（8）變壓器缺相的問(wèn)題

由于變壓器缺相，不能正常勵(lì)磁，產(chǎn)生噪音?？赏ㄟ^(guò)變壓器停電，更換變壓器高壓保險(xiǎn)解決問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)生產(chǎn)干式變壓器的性能指標(biāo)及制造技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。隨著水利大建設(shè)的又一次到來(lái)，以及干式變壓器在節(jié)能降噪、環(huán)?？煽?、多功能、大容量方面的進(jìn)一步發(fā)展，其在水利工程變配電領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼜V泛的應(yīng)用