油浸式電力變壓器:供配電系統中的重要設備-中文百科頻道

産品選用指南

産品概述

1000kVA 及以上油浸式變壓器，須裝設戶外式信号溫度計，并可接遠方信号。800kVA 及以上油浸式變壓器應裝氣體繼電器和壓力保護裝置，800kVA 以下油浸式變壓器根據使用要求，與制造廠協商，也可裝設氣體繼電器。幹式變壓器應按制造廠規定，裝設溫度測量裝置，一般為630kVA 及以上變壓器裝設。

産品分類

按照單台變壓器的相數來區分，可以分為三相變壓器和單相變壓器。在三相電力系統中,一般應用三相變壓器，當容量過大且受運輸條件限制時，在三相電力系統中也可以應用三台單相式變壓器組成變壓器組。按照繞組的多少來分，可分為雙繞組變壓器和三繞組變壓器。通常的變壓器都為雙繞組變壓器，即在鐵芯上有兩個繞組，一個為原繞組，一個為副繞組。三繞組變壓器為容量較大的變壓器（在5600千伏安以上），用以連接三種不同的電壓輸電線。在特殊的情況下，也有應用更多繞組的變壓器。按照結構形式來分類，則可分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。如繞組包在鐵芯外圍則為鐵芯式變壓器；如鐵芯包在繞組外圍則為鐵殼式變壓器。二者不過在結構上稍有不同，在原理上沒有本質的區别。電力變壓器都系鐵芯式。按照絕緣和冷卻條件來分，可分為油浸式變壓器和幹式變壓器。為了加強絕緣和冷卻條件，變壓器的鐵芯和繞組都一起浸入灌滿了變壓器油的油箱中。在特殊情況下，例如在路燈，礦山照明時，也用幹式變壓器。此外，尚有各種專門用途的特殊變壓器。例如，試驗用高壓變壓器，電爐用變壓器，電焊用變壓器和可控矽線路中用的變壓器，用于測量儀表的電壓互感器與電流互感器。

産品選用要點

負荷性質

（1）有大量一級或二級負荷時，宜裝設二台及以上變壓器，當其中任一台變壓器斷開時，其餘變壓器的容量能滿足一級及二級負荷的用電。一、二級負荷盡可能集中，不宜太分散。

（2）季節性負荷容量較大時，宜裝設專用變壓器。如大型民用建築中的空調冷凍機負荷、采暖用電熱負荷等。

（3）集中負荷較大時，宜裝設專用變壓器。如大型加熱設備、大型X 光機、電弧煉爐等。

（4）當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質量及燈泡壽命時，可設照明專用變壓器。一般情況下，動力與照明共用變壓器。

使用環境

在正常介質條件下，可選用油浸式變壓器或幹式變壓器，如工礦企業、農業的獨立或附建變電所、小區獨立變電所等。可供選擇的變壓器有S8、S9、S10、SC（B）9、SC（B）10 等。

用電負荷

（1）配電變壓器的容量，應綜合各種用電設備的設施容量，求出計算負荷（一般不計消防負荷），補償後的視在容量是選擇變壓器容量和台數的依據。一般變壓器的負荷率85%左右。此法較簡便，可作估算容量之用。

（2）GB/T17468-1998《電力變壓器選用導則》中，推薦配電變壓器的容量選擇，應根據GB/T15164-94《油浸式電力變壓器負載導則》或GB/T17211-1998《幹式電力變壓器負載導則》及計算負荷來确定其容量。上述二導則提供了計算機程序和正常周期負載圖來确定配電變壓器容量。

施工、安裝要點

配電變壓器為變電所的重要組件，油浸式變壓器一般安裝在單獨的變壓器室内。

依靠油作冷卻介質，如油浸自冷，油浸風冷，油浸水冷及強迫油循環等。一般升壓站的主變都是油浸式的，變比20KV/500KV，或20KV/220KV，一般發電廠用于帶動帶自身負載（比如磨煤機，引風機，送風機、循環水泵等）的廠用變壓器也是油浸式變壓器，它的變比是20KV/6KV。

油浸式變壓器采用全充油的密封型。波紋油箱殼體以自身彈性适應油的膨脹是永久性密封的油箱，油浸式變壓器已被廣泛地應用在各配電設備中。

性能特點

1．油浸式變壓器低壓繞組除小容量采用銅導線以外，一般都采用銅箔繞抽的圓筒式結構；高壓繞組采用多層圓筒式結構，使之繞組的安匝分布平衡，漏磁小，機械強度高，抗短路能力強。

2．鐵心和繞組各自采用了緊固措施，器身高、低壓引線等緊固部分都帶自鎖防松螺母，采用了不吊心結構，能承受運輸的颠震。

3．線圈和鐵心采用真空幹燥，變壓器油采用真空濾油和注油的工藝，使變壓器内部的潮氣降至最低。

4.油箱采用波紋片，它具有呼吸功能來補償因溫度變化而引起油的體積變化，所以該産品沒有儲油櫃，顯然降低了變壓器的高度。

5．由于波紋片取代了儲油櫃，使變壓器油與外界隔離，這樣就有效地防止了氧氣、水份的進入而導緻絕緣性能的下降。

6．根據以上五點性能，保證了油浸式變壓器在正常運行内不需要換油，大大降低了變壓器的維護成本，同時延長了變壓器的使用壽命。

冷卻方式

油浸式電力變壓器在運行中，繞組和鐵芯的熱量先傳給油，然後通過油傳給冷卻介質。油浸式電力變壓器的冷卻方式，按容量的大小，可分為以下幾種：

1．自然油循環自然冷卻（油浸自冷式）

2．自然油循環風冷（油浸風冷式）

3．強迫油循環水冷卻

4．強迫油循環風冷卻

正常使用條件

海拔不超過1000m 戶内或戶外；最高環境氣溫+40℃最高日平均溫度+30℃ ；最高年平均溫度+20℃ 最低氣溫-25℃ ；根據用戶要求可提供在特殊使用條件下運行的變壓器。

執行标準

a.GB1094.1～2-1996，GB1094.3,.5-2003電力變壓器；

b.GB/T6451-2008 三相油浸式電力變壓器技術參數和要求。

故障分析

變壓器在運行中常見的故障有繞組、套管和分接開關及鐵芯、油箱及其它附件的故障等。

1．繞組故障

主要有匝間短路、繞組接地、相間短路，斷線及接頭開焊等。

2．套管故障

變壓器套管積垢，在大霧或小雨時造成污閃，使變壓器高壓側單相接地或相間短路。

3．嚴重滲漏

變壓器運行滲漏油嚴重或連續從破損處不斷外溢以緻油位計已看不到油位，此時應立即将變壓器停用進行補漏和加油，引起變壓器滲漏油的原因有焊縫開裂或密封件失效，運行中受到震動外力沖撞油箱鏽蝕嚴重而破損等。

4．分接開關故障

常見的故障有分接開關接觸不良或位置不準，觸頭表面熔化與灼傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。

5．過電壓引起的故障

運行中的變壓器受到雷擊時，由于雷電的電位很高，将造成變電壓器外部過電壓，當電力系統的某些參數發生變化時，由于電磁振蕩的原因，将引起變壓器内部過電壓，這兩類過電壓所引起的變壓器損壞大多是繞組主絕緣擊穿，造成變壓器故障。

6．鐵芯的故障

鐵芯的故障大部分原因是鐵芯柱的穿心螺杆或鐵芯的夾緊螺杆的絕緣損壞而引起的。

7．滲漏油現象

（1）油浸式電力變壓器的密封件滲漏油n密封不良原因，通常箱沿與箱蓋的密封是采用耐油橡膠棒或橡膠墊密封的，如果其接頭處處理不好會造成滲漏油故障。有的是用塑料帶綁紮，有的直接将兩個端頭壓在一起，由于安裝時滾動，接口不能被壓牢，起不到密封作用，仍是滲漏油。可用福世藍材料進行粘接，使接頭形成整體，滲漏油現象得到很大的控制;若操作方便，也可以同時将金屬殼體進行粘接，達到滲漏治理目的。n（2）油浸式電力變壓器的螺栓或管子螺紋滲漏油n出廠時加工粗糙，密封不良，油浸式變壓器密封一段時間後便産生滲漏油故障。采用高分子材料将螺栓進行密封處理，達到治理滲漏的目的。另一種辦法是将螺栓(螺母)旋出，表面塗抹福世藍脫模劑後，再在表面塗抹材料後進行緊固，固化後即可達到治理目的。n（3）油浸式電力變壓器的鑄鐵件滲漏油n滲漏油主要原因是鑄鐵件有砂眼及裂紋所緻。針對裂紋滲漏，鑽止裂孔是消除應力避免延伸的佳方法。治理時可根據裂紋的情況，在漏點上打入鉛絲或用手錘鉚死。然後用丙酮将滲漏點清洗幹淨，用材料進行密封。鑄造砂眼則可直接用材料進行密封。n（4）油浸式電力變壓器的散熱器滲漏油n散熱器的散熱管通常是用有縫鋼管壓扁後經沖壓制成在散熱管彎曲部分和焊接部分常産生滲漏油，這是因為沖壓散熱管時，管的外壁受張力，其内壁受壓力，存在殘餘應力所緻。将散熱器上下平闆閥門(蝶閥)關閉，使散熱器中油與箱體内油隔斷，降低壓力及滲漏量。确定滲漏部位後進行适當的表面處理，然後采用福世藍材料進行密封治理。n（5）油浸式電力變壓器的瓷瓶及玻璃油标滲漏油n通常是因為安裝不當或密封失效所制。高分子複合材料可以很好的将金屬、陶瓷、玻璃等材質進行粘接，從而達到滲漏油的根本治理。

防火安全措施

油浸式變壓器應特别注意其防火安全措施。

1．油量在2500kg以上的油浸式變壓器與油量在600kg－2500kg的充油電氣設備之間，其防火間距不應小于5m。

2．當相鄰兩台油浸式變壓器之間的防火間距不滿足要求時，應設置防火隔牆或防火隔牆頂部加防火水幕。單相油浸式變壓器之間可隻設置防火隔牆或防火水幕。

3．當廠房外牆與屋外油浸式變壓器外緣的距離小于規範表規定時，該外牆應采用防火牆。該牆與變壓器外緣的距離不應小于0.8m。

4．廠房外牆距油浸式變壓器外緣5m以内時，在變壓器總厚度加3m的水平線以下及兩側外緣各加3m的範圍内，不應開設門窗和孔洞；在其範圍以外的該防火牆上的門和固定式窗，其耐火極限不應低于0.9h。

5．油浸式變壓器及其它充油電氣設備單台油量在1000Kg以上時，應設置貯油坑及公共集油池，并放置變壓器鵝卵石以備用來防火以及卸油。

6．油浸式變壓器應按現行的有關規範規定，設置固定式水噴霧等滅火系統。油浸式廠用變壓器應設置在單獨的房間内，房間的門應為向外開啟的乙級防火門，并直通屋外或走廊，不應開向其它房間。

油系統

油浸式變壓器有幾個互相隔離的獨立油系統。在油浸式變壓器運行時，這些獨立油系統内的油是互不相通的，油質與運行工況也不相同，要分别做油中含氣色譜分析以判斷有無潛在故障。

(1) 主體内油系統。與繞組周圍的油相通的油系統都是主體内系統，包括冷卻器或散熱器内的油，儲油櫃内的油，35kV 及以下注油式套管内油。

注油時必須将這個油系統内存儲的氣體放氣塞放出，一般而言，上述部件都應有各自的放氣塞。主體内油主要起絕緣與冷卻作用。油還可增加絕緣紙或絕緣紙闆的電氣強度。在真空注油時，如有些部件不能承受與主體油箱能承受的相同真空強度時，應用臨時閘隔離，如儲油櫃與主油箱間的閘閥。冷卻器上潛油泵揚程要夠，以免由于負壓而吸入空氣。這個油系統要有釋壓裝置的保護系統，以排除器身有故障時所産生的壓力。

(2) 有載分接開關切換開關室内的油。這部分油有本身的保護系統，即流動繼電器、儲油櫃、壓力釋放閥。這個開關室内的油起絕緣與熄滅電流作用。油會在切換開關切斷負載電流時産生的油中去，這個油系統要良好的密封性能，即使在切換過程中産生電弧壓力也要保護密封性能。

有載分接開關切換開關室内的油雖與主體内油隔離，但在真空注油時，為避免破壞切換開關室的密封，應與主體内油同時真空注油，在真空注油時，使這兩個系統具有相同的真空度，必要時也應将這個系統的儲油櫃在抽真空時隔離。為結構上方便，主體的儲油與切換開關室的儲油櫃設計成一互相隔離的整體。

(3)60kV 及以上電壓等級的全密封。這個油系統内的主要起絕緣作用，或增加油電容式套管内絕緣紙的電氣強度。在主體内注油時，應将套管端部接線端子密封好，以免進氣。

(4) 高壓出線箱内油、或點氣出線箱内油。三相 500kV 變壓器的高壓出線通過波紋絕緣隔離油系統。這個油系統主要起絕緣作用。

為簡化結構，這個油系統也可通過連管與主體内油系統相聯或設計成單獨的油系統。

(5) 在對油浸式變壓器進行各種絕緣試驗時，首先是放氣,通過放氣塞釋放可能存儲的氣體。可通過分析各個系統的油中含氣色譜分析可預判有無潛在故障。每一油系統都要滿足運行的要求，如吸收油膨脹與收縮時油體積的變化，放油用閥門、放氣塞、冷卻器與散熱器與主油箱的隔離閥等。每一油系統具有良好的密封性能，有載分接開關切換開關室内的油應能單獨更換而不放出主體内油，運輸時主體内油可放出而充幹燥氮氣。

安裝及調試

變壓器安裝前

1．工時定額：(按國家定額标準)本體安裝所需綜合工日為21工日。工作内容包括：開箱檢查，本體就位，器身檢查，套管，油枕及散熱器的清洗等，油柱實驗，附件安裝，墊鐵及止輪器制作安裝，補充柱及安裝後整體密封試驗，接地，補漆等。變壓器在安裝過程中是否需要幹燥，檢查和判後确定，需要幹燥，用鐵損幹燥法幹燥時後需工日為20日，油過濾所需工日為3.38工日/噸。調試所需工日要另行計算。

2．安裝現場布置：電力變壓器大修及組裝工作最好在檢修室内進行。沒有檢修室，則需要選擇臨時行安裝場所，最好選擇在變壓器的基礎台附近，使變壓器就位，也可以在基礎台上就地安裝，室外現場應有帳篷。臨時安裝場所必須運輸方便，道路平坦，有足夠的寬度，地面應堅實，平坦并幹燥，遠離煙窗和水塔，與附近建築物距離要符合防火要求。

3．指定安全措施：①防止人身觸電及摔跌等事故的發生。②防止絕緣過熱。③防止發生火災。④防止某物落進油箱。⑤防止附件損壞。⑥防止變壓器翻倒。

4．制定技術措施：①防止變壓器芯不應受潮。②如何保證各連接部分接觸良好。③各部位密封要良好，不漏油。④如何保證變壓器絕緣和油絕緣。

5．安裝工作的基本程序：①準備工作(工具、材料、設備、圖紙)②絕緣的檢查和判斷(主要是線圈和鐵芯)③附件的檢查(應齊全，完好)④吊芯檢查(防止吸潮和工具、零件等掉進油箱)⑤附件安裝(外觀檢查，絕緣測量和嚴密行試驗)⑥結尾工作。⑦交接試驗。⑧試運行。

6．工作人員的組織分工：①安裝總指揮和技術負責人②安全員③濾油組④吊裝及運輸人員⑤試驗人員⑥安裝人員。

7．對變壓器室的要求：①一級防火②通風良好③安全距離應足夠④基礎台應牢靠⑤吊裝設施應完好。

8．工具材料準備：

⑴安裝機具(如真空泵、油泵、油罐、壓縮空氣機、濾油機、電焊機、行燈變壓器、閥門、各種扳手等。)

⑵測試儀器(如搖表、介質損失角測定器，升壓變壓器，調壓器、電流表、電壓表、功率表、溫度計等。)

⑶起重機具(如吊車、吊架、吊梁、卷揚機、鋼絲繩、滑輪、鍊式起重機等。)

⑷絕緣材料(如絕緣油、紙闆、布帶、電木闆絕緣漆等。)

⑸密封材料(如耐右橡膠襯墊、石棉繩、鋼墊底、蟲膠漆、尼龍繩等。)

⑹粘結材料(如環氧樹脂膠、膠水、水泥、沙漿等。)

⑺清潔材料(如白布、酒精、汽油等。)

⑻其他材料(如石棉闆、方木、電線、鋼管、濾油紙、凡士林油、瓷漆等。)

9．變壓器外部檢查：

①内容無機械損傷

②箱蓋螺栓完好

③襯墊密封良好

④套管表面無缺陷

⑤無滲油和漏油現象

⑥無鏽蝕、油漆完整

⑦各附件完好無缺

⑧滾輪輪距與基礎鐵軌軌距相溫吻合。

吊芯檢查的要求

1．變壓器經過長距離運輸，會受到較大的震動，需要進行器身檢查。變壓器的器身檢查分為吊芯和吊罩。無論吊芯或吊罩，檢查的内容是一緻的。吊芯檢查應在一個工作日内完成，加快檢查過程。

2．以吊芯檢查為例：⑴變壓器吊芯應在室内進行，如果在室外應有帳篷，防止雨雪大霧、風沙等惡劣天氣禁止吊芯。⑵冬季吊芯溫度不得低于零度，否則對變壓器進行升溫使鐵芯溫度高于周圍溫度10℃⑶鐵芯暴露在空氣中的時間越短越好，相對濕度65%時不應超過16小時，相對濕度25%時不得超過12小時，計算時間從放油開始至注油為止。⑷當天氣相對濕度超過75%以上時，不允許吊芯檢查。⑸在吊芯檢查過程中，要特别注意防止零件和工具等掉進油箱。

吊芯前的工作準備

⑴工具材料的準備：如儲油箱，濾油機，成套扳手，道本，耐油膠繩，白布，絕緣紙闆等。⑵起重設備的準備：如起重機，倒鍊，手扳葫蘆，三角架，鋼絲繩等，若用倒鍊，必須根據變壓器的高度和重量搭好吊架。⑶變壓器油的處理，取油樣化驗及試驗，做好濾油準備，包括濾油紙。⑷做好油盤的準備，用手放線芯。

吊架的高度(h)應不妨礙吊出器身。因此：h=h1+h2+h3+h4+h5式中=h1油箱的高度h2器身的高度h3吊繩套高度h4滑輪(或倒鍊)最小距離h5備用高度(300~500mm)1.吊梁2.滑輪3.繩套4.器身5.油箱

吊芯步驟

⑴選好吊芯位置，放油(放置大盤以下)

⑵拆下防爆筒，油枕，瓦斯繼電器

⑶拆下大蓋螺栓

⑷利用平衡鐵将鐵芯吊出放在油盤内

⑸檢查：

①線芯絕緣

②鐵芯絕緣

③穿芯螺栓絕緣

④分接開關接點絕緣

⑤高低壓引線

⑥油箱雜物

⑦散熱管有無堵塞

⑧遙測絕緣電阻

⑨測量直流電阻

⑹所有項目檢查後未發現問題應及時回裝，将鐵芯回裝在油箱内

⑺堅固大蓋螺栓

⑻安裝所拆下的附件

⑼注入合格油

⑽靜止6-10小時後做全套耐壓試驗⑾現場安裝。

安裝要求

1．變壓器基礎軌道應水平，油枕方應有1-1.5%坡度。

2．變壓器應加固

3．變壓器一、二次引線不應使套管受力。

4．變壓器外殼與中性點及接地裝置連接牢固形成三位一體5. 800KVA(安裝瓦斯繼電器)

試運行

1．變壓器在全部試驗項目合格後才可進行試運行。

2．試運行前還應對變壓器進行一次全面檢查。

3．變壓器做5次沖擊試驗(合閘試驗)。

4．空載運行時間與變壓器容量有關，一般不低于24小時。

5．空載運行時間完成後，變壓器再加負荷。

油處理

1．壓力濾過法：電力變壓器用的絕緣油必具有絕緣性質和導熱性質(國家标準)在安裝現場，常用壓力濾過法完成絕緣油的一般幹燥(除去水分)和淨化(除去髒物)的方法。

2．開閥門8和11，然後起動油泵，再開閥門6和7。停油時，先關閉6和7，然後停油泵，再關閉8和11的閥門。⑵正常工作時，壓力表3*10 ~4*10 Pa的壓力下是正常工作，如果雜質和油紙堵塞，壓力增高，當壓力達到6*10 Pa時，必須停止，更換濾紙。⑶濾紙使用前放在80-90℃烘箱内幹燥24小時，放在清潔容器内。⑷濾網，每隔10~15小時清洗一次，開始時濾油3-5分鐘内，出油孔通過閥門10送回污油罐重新濾過，積存濾油器内的油，通過閥門9送回污油系統，再次濾過。以上濾油要多次進行精華和幹燥合格為止。

3．變壓器帶電濾油：⑴當電壓高于10V時，不宜采用帶電濾油。因為在過濾時，産生較多的氣泡，氣泡在較高電壓的作用下會産生遊離現象，使油的絕緣性能變壞，導緻内部放電。在進行帶電濾油時，定期将瓦斯繼電器内從油中釋放出的氣體放掉。⑵帶電濾油時，油管和濾油機應可靠接地，以保護工作人員的人身安全，工作人員要專業，要有人監護，穿帶好絕緣用品。⑶操作：4和5對角閥門接口處，接上壓力式濾油扣，閥門4抽出油，從閥門5處打回油箱，經多項循環濾過，直至符合标準。

變壓器的試驗

1．絕緣電阻的遙測：⑴遙測項目，高壓對低壓及地(殼)，低壓對高壓及地(殼)，⑵選用2500V的兆歐表，對兆歐表進行外觀檢測，應良好，外客完整，搖把靈活，指針無長阻，玻璃無破損。⑶對兆歐表進行開路試，分開兩隻表筆，搖動兆歐表的手柄達120 y/min,表針指向無限大(∞)為好，短路試驗：搖動兆歐表手柄，将兩隻比瞬間搭接一下，表針指向“0”(零)，說明兆歐表正常。⑷合格值：在溫度20℃十，新變壓器不小于450MΩ，運行中不小于300MΩ，本次數值比上次數值不得降低30% 。⑸吸收比R60/R12，在10-30℃時應為1.3倍。

2．直流電阻測量：可測量變壓器内部導線和引線的焊接質量，并聯支路連接是否正确，有無層間短路或内部斷線，分接開關，套管與引線的接觸是否良好等。

3．測量方法：有電橋可用電橋測量，可直接讀數，準确度高，無電橋可用電壓降法，電壓降法測量直流電阻的接線a)測量小電阻 b)測量大電阻1-被測線圈 2-刀閘 3-蓄電池 4-電壓表 5-電流表直流電阻計算公式：式中：U-電壓表的讀數(mv) I-電流表的讀數(A)帶有分接開關的變壓器，在交接或大修時，應在所有分接頭位置上測量。三相變壓器有中點因出線時，應測量各相線圖的電阻，無中點引出線時，可測量線電阻。

測量時非被測試線圖均應開路，不能短接。測量時必須等待電流穩定後再讀數，應注意人身安全。

4．判斷标準：各相線圖的直流電阻相互間的差别不應大于三項平均值的2%，與以前測量比較，相對變化也不應大于2%。為了與出廠測量值或過去測量值進行比較，應将直流電阻值換算到相同溫度時值，公式如下：銅導線：鋁導線：式中：Re-在溫度為Θ℃測得直流電阻值。Rt-換算溫度為t℃時的直流電阻值。故障原因：⑴分接開關接觸不良⑵線圈或引線焊接不良、斷裂等。⑶套管導電杆與引線連接不良⑷線圈匝間短路或層間短路。

5．組别試驗：

⑴單相變壓器測量極性。三相變壓器測量組别目的是：進行正确的連接，判斷變壓器能否并聯運行。

⑵極性測：可用直流，也用交流測量，另介紹直流測量：直流試驗接線選擇2-4V的蓄電池和零位在中央的直流電壓表，當合閘瞬間，表針向正方向擺，而拉開閘的瞬間，表針向負方向擺，則減極性。反之，加極性。

⑶三相變壓器接線組别測定，有直流法，有交流法。