第四章 变压器运行.docx

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第四章变压器运行

第四章变压器运行

第一节基本要求

第1条变压器应按部颁有关规程的规定装设保护装置及测量仪表。

第2条变压器可用熔断器保护，但熔断器性能必须满足系统短路容量、灵敏度和选择性的要求。

1l0kV分级绝缘的变压器用熔断器保护时，其中性点必须直接接地。

第3条变压器的油保护装置应符合以下要求：

（1）所有油浸式（除密封式外）变压器均应装设有油位指示器，储油柜的容积大小应使冬季变压器停用时和夏季变压器带最大负荷时，均能在油位指示器上看到油位。

油位指示器上应划有三条监视线，表示使用地点的最高、平均和最低环境温度时应有的油面，并注明其温度。

为防止油位指示器的指示错误，油位指示器的下缘应高于储油柜和变压器之间的连接管的上端管口。

（2）l00kV·A及以上变压器的储油柜，应装设带油封的吸湿器。

（3）3150kV·A及以上的变压器应装有净油器，其进、出油口应设有过滤器，且应安装正确。

（4）8000kV·A及以上的油浸式变压器应装设隔膜保护装置或采用充氮保护装置。

（5）一般储油柜顶部与安全气道上部空间应用管道连通。

隔膜式储油柜胶囊内腔应经油封吸湿器与大气相通，在储油柜内部出现气体时应能排出。

第4条变压器室（或升压站）的门应采用阻燃或不燃材料，并应上锁。

门上应标明变压器的名称和运行编号，门外应挂“止步，高压危险!

”标示牌。

第5条变压器室应有适当的通风，以使变压器在一年中任何季节均能在额定负荷下运行。

第6条安装油浸式电力变压器场所应按有关设计规程规定设置消防设施和事故储油设施，并保持完好状态。

室内（洞内）容量在20MV·A及以上的变压器，户外容量在90MV·A及以上的变压器应装设喷水雾的、或其他的灭火装置。

户外安装油量在1000kg上的变压器，应装设储油池（或挡油墙）和事故排油设施。

储油池和挡油墙的长宽尺寸，一般较变压器外廓尺寸相应增大lm，储油池内一般铺设卵石层，其厚度不小于250mm，卵石直径约30~50mm。

事故排油系统应畅通，排油管内径不宜小于1l0mm，且不引起环境污染及扩大事故。

第7条设计布置大型钟罩式变压器时，应考虑永久性起吊钟罩设施，或临时起吊设施及所需的工作场地

第8条发电厂的主变压器，在其引出线上应按相涂色。

第9条装有气体继电器的油浸式电力变压器，安装时应注意使其顶盖沿气体继电器的方向有1～1.5％的升高坡度，变压器至储油柜的油管应与变压器顶盖的最高点连接，并有2％～4％的升高坡度，以便使气体继电器能正确地动作。

气体继电器的安装位置如图4-1所示，浮筒式气体继电器工作原理如图4-2所示。

第10条油浸式电力变压器在运行情况下，应能安全地查看储油柜和套管油位、顶层油温、气体继电器以及能安全取出规定气样等，必要时应装设固定梯子。

第11条为了有系统地记录变压器的历史及运行时发生的一切异常现象作为运行和检修的依据，每台变压器均应有自己的技术档案。

其内容如下：

（1）变压器履历卡片；

（2）安装竣工后所移交的全部文件；

（3）检修后移交的文件；

（4）预防性试验记录；

（5）变压器保护和测量装置的校验记录；

（6）油处理及加油记录；

（7）其他试验记录及检查记录；

（8）变压器事故及异常运行（如超温、气体继电器动作、出口短路、严重过电流等）记录。

第12条从气体继电器和温度表引到控制电缆的一段导线应采用耐油导线，在离气体继电器0.5m以内的导线应用布带扎紧，并在布带上涂耐油的绝缘漆。

第二节变压器运行方式

一、额定运行方式

第13条变压器在规定的冷却条件下，可按铭牌规定范围连续运行。

第14条变压器运行中的允许温度应按上层油温来检查，上层油温最高不得超过95℃。

为防止变压器油劣化过快，上层油温不宜经常超过85℃。

第15条不论电压分接开关在什么位置，变压器的外加一次电压可以较额定值为高，但一般不得超过分接头电压值5％。

如果所加一次电压不超过其相应额定值的5％。

则变压器的二次侧可按额定电流运行。

在个别情况下，根据变压器的构造特点，经过试验或经制造厂家认可，加在变压器的一次电压允许增加至该分接头额定电压的110％。

此时，允许的电流值应遵守制造厂的规定或根据试验确定。

当负载电流为额定电流的K（K≤1）倍时，按以下公式对电压U加以限制。

二、变压器在不同负载下的运行方式

第16条油浸式变压器在不同负载状态下运行时，一般应按GB／T15164油浸式电力变压器负载导则的规定执行。

按负载导则变压器可分为配电变压器、中型变压器和大型变压器三类。

第17条变压器的负载状态可分为三类：

即正常周期性负载；长期急救周期性负载和短期急救负载。

各类负载状态下的负载电流和温度的限值如表4-1所示，顶层油温限值为105℃，当制造厂有关于额定电流运行的明确规定时，应遵守制造厂的规定。

表4-1变压器负载电流和温度限值

负载类型

配电变压器

中型电力变压器

大型电力变压器

正常

周期性

负载

负载电流（标么值）

1.5

1.5

1.3

热点温度与绝缘材料接触的金属部件的温度（℃）

140

140

120

长期急

救周期

性负载

负载电流（标么值）

1.8

1.5

1.3

热点温度与绝缘材料接触的金属部件的温度（℃）

150

140

130

短期急

救负载

负载电流（标么值）

2.0

1.8

1.5

热点温度与绝缘材料接触的金属部件的温度（℃）

/

160

160

变压器的载流附件和外部回路元件应能满足超额定电流运行的要求，当任一附件和回路元件不能满足要求时，应按负载能力最小的附件和元件限制负载。

变压器的结构件不能满足超额定电流运行的要求时，应根据具体情况确定是否限制负载和限制的程度。

第18条正常周期性负载的运行。

变压器在额定使用条件下，全年可按额定电流运行。

变压器允许在平均相对老化率小于或等于1的情况下，周期性地超额定电流运行。

当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。

变压器在正常周期性负载运行方式下，超额定电流运行时，允许的负载系数K2和时间，可按GB／T15164的有关规定确定。

第19条长期急救周期性负载的运行。

变压器在长期急救周期性负载下运行时，将在不同程度上缩短变压器的寿命，应尽量减少出现这种运行方式的机会，必须采用时，应尽量缩短超额定电流运行的时间，降低超额定电流的倍数，有条件时（按制造厂规定）投入备用冷却器。

当变压器有较严重的缺陷（同第重8条所述缺陷）时，不宜超额定电流运行。

变压器在长期急救周期性负载运行时，平均相对老化率可大于1甚至远大于1。

超额定电流负载系数K2和时间，可按GB／T15164的有关规定确定。

在长期急救周期性负载下运行期间，应有负载电流记录，并计算该运行期间的平均相对老化率。

第20条短期急救负载的运行。

变压器在短期急救负载下运行，相对老化率远大于1，绕组热点温度可能大到危险程度。

在出现这种情况时，应投入包括备用在内的全部冷却器（制造厂有规定的除外），并尽量压缩负载、减少时间，一般不超过0.5h。

当变压器有严重缺陷或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。

0.5h短期急救负载允许的负载系数K2见表4-2。

变压器类型

急救负载前的负载系数k1

环境温度（℃）

40

30

20

10

0

-10

-20

-25

配电变压器

（冷却方式ONAN）

0.7

1.95

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

0.8

1.9

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

0.9

1.84

1.95

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.0

1.75

1.86

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.1

1.65

1.80

1.90

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.2

1.55

1.68

1.84

1.95

2.00

2.00

2.00

2.00

中型变压器

（冷却方式ONAN

或ONAF）

0.7

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

0.8

1.76

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

0.9

1.72

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.0

1.64

1.75

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.1

1.54

1.66

1.78

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

1.2

1.42

1.56

1.70

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

中型变压器

（冷却方式OFAF

或OFWF）

0.7

1.50

1.62

1.70

1.78

1.80

1.80

1.80

1.80

0.8

1.50

1.58

1.68

1.72

1.80

1.80

1.80

1.80

0.9

1.48

1.55

1.62

1.70

1.80

1.80

1.80

1.80

1.0

1.42

1.50

1.60

1.68

1.78

1.80

1.80

1.80

1.1

1.38

1.48

1.58

1.66

1.72

1.80

1.80

1.80

1.2

1.34

1.44

1.50

1.62

1.70

1.76

1.80

1.80

中型变压器

（冷却方式ODAF

或ODWF）

0.7

1.45

1.50

1.58

1.61

1.68

1.72

1.80

1.80

0.8

1.42

1.78

1.55

1.60

1.66

1.70

1.78

1.80

0.9

1.38

1.45

1.50

1.58

1.64

1.68

1.70

1.70

1.0

1.34

1.42

1.48

1.54

1.60

1.65

1.70

1.70

1.1

1.30

1.38

1.42

1.50

1.56

1.62

1.65

1.70

1.2

1.26

1.32

1.38

1.45

1.50

1.58

1.60

1.70

在短期急救负载运行期间，应有详细的负载电流记录。

并计算该运行期间的相对老化率。

第21条干式变压器的温度限值应按制造厂的规定。

其正常周期性负载和急救负载的运行要求，按制造厂家规定和相应导则的要求。

无人值班变电站内变压器超额定电流的运行方式，可视具体情况在现场规程中规定。

油浸（自然循环）风冷和干式风冷变压器，风扇停止工作时，允许的负载和运行时间，应按制造厂的规定。

油浸风冷变压器当冷却系统故障停风扇后，顶层油温不超过65℃时，允许带额定负载运行。

第22条变压器三相负载不平衡时，应监视最大一相的电流。

接线为YN，yn0的大、中型变压器允许的中性线电流，按制造厂及有关规定。

接线为Y，yn0（或YN，yn0）和Y，Znll（或YN，Znll）的配电变压器，中性线电流的允许值分别为额定电流的25％和40％，或按制造厂的规定。

第三节变压器正常运行的监视和维护

一、变压器正常运行维护

第23条变压器检修后或长期停用（半个月以上）后，在投入运行前均应测量各绕组之间和绕组与外壳之间的绝缘电阻。

测量绝缘电阻时应尽可能在相同的温度，用同一电压等级的兆欧表测量，结果不得降低至原来值的50％，其吸收比R60s／R15s≥1．3。

第24条如果变压器的绝缘电阻降低至原来值的50％以下时，则应测量变压器的tgδ和吸收比（R60s／R15s=?

），并取油样进行简化试验和耐压试验。

变压器绝缘状况的最后结论，应综合全部试验数据，并与以前运行中的数据比较分析后得出结论。

第25条平时应根据控制盘的仪表监视变压器的运行情况，有条件的每小时记录一次，如记录不便，每班至少记录二次（包括安装在变压器上的温度计）。

每班对变压器的运行情况作一次全面的检查。

在遇到大风大雨及雷暴雨或碰到短路、超过额定电流运行后，应对变压器加强巡回检查。

第26条测量6kV以上变压器绕组的绝缘电阻应使用1000V以上的兆欧表，测量前后应对设备充分放电。

第27条变压器大修后，应经验收合格才能投入运行。

第28条变压器日常巡视检查一般包括以下内容：

（1）变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油位应与温度相对应，各部位无渗油、漏油；

（2）套管油位应正常，套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其他异常现象；

（3）变压器音响正常：

（4）各冷却器手感温度应相近，风扇、油泵、水泵运转正常，油流继电器工作正常；

（5）水冷却器的油压应大于水压（制造厂另有规定者除外）；

（6）吸湿器完好，吸附剂干燥；

（7）引线接头；电缆、母线应无发热迹象；

（8）安全气道及防爆膜应完好无损；

（9）气体继电器内应无气体；

（10）各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮；

（11）干式变压器的外部表面应无积污；

（12）变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏水，温度正常；

（13）现场规程中根据变压器的结构特点补充检查的其他项目。

还应对变压器作定期检查（检查周期由现场规程规定），并增加以下检查内容：

（1）外壳及箱沿应无异常发热；

（2）各部位的接地应完好，必要时应测量铁心和夹件的接地电流；

（3）各种标志应齐全明显；

（4）各种保护装置应齐全、良好；

（5）各种温度计应在检定周期内；超温信号应正确可靠；

（6）消防设施应齐全完好；

（7）室（洞）内变压器通风设备应完好；

（8）储油池和排油设施应保持良好状态。

在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡视检查次数：

（1）新设备或经过检修、改造的变压器在投运72h内；

（2）有严重缺陷时；

（3）气象突变（如大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等）时；

（4）雷雨季节特别是雷雨后；

（5）高温季节、高峰负载期间；

（6）变压器急救负载运行时。

第29条运行中的变压器和备用变压器的油应按下列期限进行耐压试验和简化试验；

（1）简化试验：

电压为35kV以下的变压器每三年至少一次；电压为35kV及以上的变压器每年至少一次；

（2）耐压试验：

在二次简化试验之间至少进行一次。

第30条变压器取油样应用毛玻璃塞的玻璃瓶，该瓶应预先洗净并经过干燥。

做耐压试验的油样取0.5L即可；做简化试验和全分析的油样应取1L。

屋外变压器取油样应在晴天气候干燥时进行。

取油样时打开变压器底部放油阀门，放出底部污油2L左右，然后用干净干燥的布将油阀擦干净，再放出少许油冲洗油阀，并用变压器内放出的油将取样瓶洗涤两次，然后方可将油注入取样瓶，并将瓶口塞紧，必须特别谨慎，以免泥土、水分、尘埃、纤维丝等落人油样内。

严禁在雨天、雾天、气候潮湿的阴天或早晨、傍晚取油样。

第31条变压器油的过滤一般在变压器停运情况下进行，并应遵守现场的带电滤油规程和《电业安全工作规程》的规定。

第32条强迫油循环水冷却的变压器应检查下列各项：

（1）冷却器的油压应比水压高，以防油管破裂后水进入变压器中；

（2）冷却器的出水中不应带油，若有油说明冷却器有漏油现象；

（3）油泵及电动机应运转正常。

二、变压器的合闸和拉闸

第33条值班人员在合变压器的开关前必须仔细检查变压器，确认是在完好状态，检查所有临时接地线、标示牌、遮栏等是否已拆除，检修工作票是否已经交出，现场是否清洁。

第34条测量变压器的绝缘电阻（经常运行的变压器不必每次测量），测量时必须将高低压侧电源和连接的互感器断开，以防反向送电。

第35条若变压器的绝缘电阻小于规定值时，即应报告技术领导人，以便决定是否投入运行。

第36条所有备用变压器均应随时可以投入运行，长期停运的备用变压器应定期充电，以防受潮。

第37条变压器合闸和拉闸的操作程序必须遵守下列规定：

（1）合闸时应先合有保护装置的电源侧，这样如遇变压器损坏时，可由保护装置将其切断；

（2）如有负荷开关，必须使用负荷开关进行投入和切断；

（3）如果没有负荷开关，可用隔离开关拉合空载电流不超过2A的变压器。

切断电压为20kV及以上变压器的空载电流，必须用带有消弧角和机械传动装置并装在室外的三联刀闸。

如因条件限制不得不装在室内时，则应在各相间装有不易燃的绝缘物，使其三相互相隔离，以防止三相弧光短路。

第38条变压器在大修、事故抢修及换油后，应看试验的结果而定，不可盲目投入运行。

第39条新安装及大修后的变压器，在投入运行前应通过各种检查，并试验合格后方可投入运行。

三、变压器无载分接开关调整方法

第40条变压器箱盖上装有无载分接开关，无载分接开关不可在带负荷状态下调整电压。

在变换分接头以前，应将变压器高低压侧电源切断。

第41条分接开关字盘数字指示的电压：

“Ⅰ”指示变压器较额定电压值高5％，“Ⅱ”指示为变压器的额定电压值，“Ⅲ”指示为变压器较额定电压低5％。

第42条变压器变换分接头后，必须用万用表或电桥检查回路的完整性和三相电阻的均一性。

第43条变压器电压分接开关的变换情况应记人值班操作记录本内。

第四节变压器不正常运行和事故处理

一、运行中的不正常现象

第44条值班人员在变压器运行中发现有任何不正常现象时，如漏油、储油柜内油面高度不够、温度不正常、声响不正常等，应用一切办法将其消除，并报告上级，将经过情形记人值班运行日志内和设备缺陷记录本内。

第45条变压器在运行中进行滤油、加油、更换呼吸器内硅胶等和检修后重新投入运行时，均应将重瓦斯保护切到信号回路，待变压器内空气全部排出，气体继电器内没有空气后，才能将重瓦斯回路投入跳闸回路。

在可能的情况下，以上工作应在变压器停运后进行。

第46条变压器如有下列情况之一者应立即向调度报告，并作好停用变压器的准备：

（1）变压器内部声响增大、声音不均匀，有爆裂声；

（2）在正常运行条件下，变压器温度不正常并不断升高；

（3）漏油严重，致使油位看不见；

（4）储油柜或安全气道喷油；

（5）套管破损或有严重放电现象；

（6）变压器冒烟及着火。

二、超过额定电流允许值、不正常的温升和油面

第47条变压器超过额定电流允许值时，值班人员应按现场规程调整变压器的负荷。

第48条当油位计上指示的油面有异常升高现象时，为查明油面升高的原因，在未取下气体继电器跳闸回路的连接片以前，禁止打开各种放气和放油的阀门，清理呼吸器孔眼或进行其他工作，以防气体继电器误动作而跳闸。

第49条变压器的油温超过允许值时，值班人员应判明原因，采取措施使其降低。

并必须进行下列工作：

（1）检查变压器负荷和冷却温度，并与在同一负荷和冷却温度下正常的温度核对；

（2）核对温度表，检查其是否有不正确的地方；

（3）检查变压器的冷却装置和通风情况。

若温度升高的原因是由于冷却系统的故障并需停运修理时，应立即将变压器停运处理，若不停运修理（如风扇故障），则值班人员应根据现场规程规定调整负荷。

若发现油温较平时同样负荷和同样冷却条件下高出10℃以上，或变压器负荷不变、油温不断上升，而检查结果证明变压器的冷却装置和通风良好且温度正常，则可以认为变压器已发生内部故障（如匝间短路等），但变压器的保护因故而不起作用，在这种情况下应立即将变压器停运处理。

第50条若变压器中油已凝固，允许将变压器投入运行，但此时必须监视顶层油温和油的循环状况。

第51条当发现变压器的油面较当时油温应有的油位显著降低时，应即加油。

如果大量漏油而使油位迅速下降时，禁止将气体继电器改为只动作于信号，而必须迅速采取停止漏油的措施，并即加油。

第52条油位因温度上升而逐步升高，若最高温度时的油位高出油位指示极限，则应放油，使油位降低至适当位置，以免溢油。

三、变压器的事故处理

第53条变压器自动跳闸时，如检查结果证明变压器的跳闸不是由于内部故障而引起，而是由于过负荷、外部短路或保护装置二次回路故障所造成，则变压器不须经外部检查，可重新投入运行。

第54条主变差动保护动作后的处理：

（1）首先对差动保护范围内的设备：

主变压器，油断路器、电流互感器、母线、电力电缆、绝缘子等进行详细检查，有无短路和接地情况；

（2）用2500V兆欧表测量变压器及所连接设备的绝缘电阻，如果绝缘电阻符合规定的要求，可对变压器作充电合闸试验；

（3）充电合闸试验时，如油断路器重新跳闸或原因不明、绝缘电阻不符合要求者，需要查明原因，禁止将变压器盲目加压试验，更不允许盲目投入运行。

第55条变压器轻瓦斯动作的处理：

（1）检查变压器是否因进入空气、漏油、油面过低或二次回路故障所引起；

（2）经过外部检查分析未发现异常现象时，应检查气体继电器内储积气体的性质来判断故障原因：

无色无味不能燃烧之气体，说明变压器内有空气。

淡灰色带强烈臭味并可燃烧之气体，说明绝缘材料有损坏。

黄色不易燃之气体，说明木质部分有损伤。

灰色和黑色易燃之气体，说明油内发生闪络或因过热而分解。

（3）收集气体可用无色的玻璃瓶和聚氯乙烯管，将气体引入瓶底（瓶口向上），慢慢开启集气门，使气体慢慢进入瓶内，检查可燃性时，火从瓶口慢慢深入瓶底，而不应一下子把火引入瓶内，根据气体的性质，如气体不可燃烧说明是空气，变压器可以继续投入运行；如气体可燃说明变压器内部有故障，禁止变压器继续运行。

第56条变压器因重瓦斯动作跳闸后，如果不是由于继电保护或二次回路误动作而引起，未查明原因之前不允许将变压器投入运行。

第57条气体继电保护装置动作，根据故障性质不同，一般有两种：

一种是信号动作而不跳闸（轻瓦斯），一种是两者同时动作（一般轻、重瓦斯两者都动作）。

信号动作而不跳闸者，通常有下列几种原因：

（1）因滤油、加油或冷却系统不严密，以致空气进入变压器；

（2）因温度下降或漏油致使油面缓缓低落；

（3）因变压器故障而产生少量气体；

（4）由于外部发生穿越性短路而引起。

第58条变压器如因差动或重瓦斯保护动作而跳闸，不管原因如何，绝对不能强送。

第59条变压器着火时，应立即断开电源，停运变压器，并迅速采取灭火措施，防止火势蔓延（若变压器油溢在变压器顶盖上着火时，则应打开变压器下部的放油阀进行放油，使油面低于着火处，然后用四氯化碳或1211灭火器灭火，禁止用砂和水灭火）。

第五节变压器的运行和维护

本章第二、三节以条款形式编写，没有作过多的叙述，本节对此两节内容作些补充叙述。

一、允许运行范围

1．温度

变压器的温度是以变压器的顶层油温作标准，它对变压器的寿命影响极大。

变压器的寿命主要决定于它的绝缘。

试验证明，变压器的工作温度每升高8℃，其绝缘寿命要降低一半；变压器在正常工作温度95℃下运行，其寿命一般为20年；若温度上升至105℃运行，则其寿命缩短到7年；温度再升高至120℃运行，则寿命缩短到2年；若温度上升到170