DQZHAN訊：變壓器運行方式的秘訣 你知道嗎
變壓器按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。那么變壓器如何操作呢，變壓器操作有什么秘訣嗎？看下文吧！
1.變壓器的停、送電操作順序的規(guī)定及變壓器工作狀態(tài)分類
1.1變壓器停送電操作順序
主變壓器停、送電操作順序是：停電時先停負(fù)荷側(cè)，后停電源側(cè)；送電時先送電源側(cè)，后送負(fù)荷側(cè)，原因是：
a.多電源時，按上述順序停電，可以防止變壓器反充電，若先停電源側(cè)，遇有故障可能造成保護(hù)誤動或拒動，延長故障切除時間，擴(kuò)大停電范圍。
b.從電源側(cè)逐級送電，如遇故障便于按送電范圍檢查。
c.當(dāng)負(fù)荷側(cè)母線電壓互感器帶有低頻減載裝置，且未裝電流閉鎖時，停電先停電源側(cè)，可能由于大型同步電動機(jī)的反饋，使低頻減載裝置誤動作。
1.2變壓器工作狀態(tài)分類
運行后的變壓器工作狀態(tài)分四種狀態(tài)，即運行狀態(tài)、熱備用狀態(tài)、冷備用狀態(tài)和檢修狀態(tài)。
運行狀態(tài)：變壓器的斷路器、隔離開關(guān)都處在合閘位置的運行工作狀態(tài)；
熱備用狀態(tài)：變壓器只斷開斷路器，隔離開關(guān)仍在合閘位置的非運行工作狀態(tài)；
冷備用狀態(tài)：變壓器的斷路器、隔離開關(guān)都在分閘位置的非運行工作狀態(tài)；
檢修狀態(tài)：變壓器所有斷路器、隔離開關(guān)已斷開，并完成了裝設(shè)地線，懸掛標(biāo)示牌，設(shè)置臨時遮欄等**技術(shù)措施的非運行狀態(tài)。
2.變壓器的運行電壓規(guī)定
2.1運行電壓的范圍規(guī)定
運行電壓一般不應(yīng)高于運行分接額定電壓的105%，對于特殊的使用情況，允許不超過110%的額定電壓運行。
2.2電流與電壓的關(guān)系
電流與電壓的關(guān)系按下式：
當(dāng)負(fù)荷電流/額定電流=K,(0≤K≤1)時，按
對運行電壓U進(jìn)行限制。
2.3電壓過高對變壓器的影響和危害
電源電壓升高，磁通Фm增加，從而使勵磁電流Im增加，勵磁電流是無功電流，因而無功增加，變壓器允許通過的有功功率降低。
另外電壓升高，磁通增大，使鐵心飽和產(chǎn)生過激磁，造成變壓器的電壓、磁通波形畸變（形成峰波），高次諧波分量增加，因而增加電機(jī)和線路的附加損耗，產(chǎn)生系統(tǒng)的諧振過電壓，破壞電氣設(shè)備絕緣，同時高次諧波要干擾附近的通訊線路。
對變壓器本身，由于電壓升高會對變壓器產(chǎn)生過激磁，變壓器的過激磁必然引起變壓器鐵心過熱，使鐵心絕緣老化，降低變壓器壽命甚至將變壓器燒毀。
2.4變壓器產(chǎn)生過電壓的原因
電力系統(tǒng)因事故解列后，部分系統(tǒng)的甩負(fù)荷過電壓、鐵磁諧振過電壓、變壓器分接開關(guān)檔位調(diào)整不當(dāng)，長線路末端帶空載變壓器或其他操作，發(fā)電機(jī)頻率不到額定值過早加勵磁電流，發(fā)電機(jī)自勵磁等情況。
2.5變壓器的電壓調(diào)整
變壓器的運行電壓調(diào)整是通過分接開關(guān)實現(xiàn)的，變壓器分接開關(guān)設(shè)置，分無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓開關(guān)兩種。
無勵磁調(diào)壓開關(guān)必須在停電條件下才能進(jìn)行分接調(diào)檔，調(diào)檔時對單相開關(guān)要注意三相調(diào)檔檔位要一致，調(diào)檔后一定要做變壓比試驗，確認(rèn)三相檔位一致時才能送電。
有載調(diào)壓開關(guān)可以在帶電的條件下進(jìn)行分接調(diào)檔，調(diào)檔時應(yīng)遵守如下規(guī)定：應(yīng)逐級調(diào)壓、調(diào)壓時監(jiān)視分接檔位、電壓、電流的變化。
三相變壓器分相安裝的開關(guān)，或單相變壓器組的有載分接開關(guān)，宜三相同步操作。
有載調(diào)壓變壓器并聯(lián)運行時，其調(diào)壓操作應(yīng)輪流逐級同步進(jìn)行。
有載調(diào)壓變壓器與無勵磁調(diào)壓變壓器并聯(lián)運行時，兩臺變壓器的分接電壓應(yīng)盡量接近。
2.6電壓調(diào)整時的變壓器容量
當(dāng)電壓調(diào)整時變壓器的容量有如下規(guī)定：
無勵磁調(diào)壓±5%范圍內(nèi)變換分接，變壓器容量不變；有載調(diào)壓范圍較大時，如±7.5%和±10%分接范圍，在*大負(fù)分接時，即在-7.5%和-10%分接時，由于導(dǎo)線電流的限制，變壓器容量應(yīng)相應(yīng)降低運行，如制造廠無規(guī)定通常降低2.5%和5%。
3.變壓器運行溫度的監(jiān)測及規(guī)定
3.1環(huán)境溫度
國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.1—1996《電力變壓器**部分總則》中規(guī)定如下：
*高氣溫+40℃；
*高年平均溫度+20℃；
*低氣溫-25℃（戶外式）-5℃（戶內(nèi)式）；
水冷卻器入水口*高溫度+25℃。
3.2變壓器運行時2個溫度的監(jiān)測
包括頂層油溫度和繞組溫度（如果繞組溫度計有設(shè)置的話）兩個溫度。
3.3頂層油溫度規(guī)定限制
對自冷和風(fēng)冷卻式變壓器為95℃，為防止變壓器油老化過速，通常按降低10度即不超過85℃控制，各運行單位設(shè)置80℃報警。對強(qiáng)油循環(huán)變壓器為85℃，通常按降低10度即不超過75℃控制，各運行單位設(shè)置70℃報警。
3.4繞組溫度規(guī)定限值：
如果變壓器設(shè)置有繞組溫度計、繞組溫度計顯示的溫度是變壓器繞組的*熱部分溫度，繞組溫度規(guī)定的*高限值為95~100℃（一般繞組溫度比油頂層溫度高10~15℃，如果油頂層溫度按85℃限值控制，繞組溫度則按95~100℃限值控制），通常設(shè)置90~95℃報警。
3.5變壓器各部位溫升限值的規(guī)定
按國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.2—1996《電力變壓器**部分溫升》中規(guī)定：
溫升限值=*高溫度-環(huán)境溫度
3.5.1變壓器各部位的溫升限值如下：
-頂層油的溫升限制為55K（全密封為60K）
-強(qiáng)油循環(huán)的變壓器規(guī)定為40K
-線圈的溫升限值為65K
-鐵心及變壓器內(nèi)部金屬表面為80K
-套管接線端子連接處，空氣中的溫升不大于55K，在油中的溫升不大于15K
3.5.2變壓器頂層油和繞組的溫升限值如下：
按照國標(biāo)GB1094設(shè)計的變壓器，A級絕緣的正常壽命承受溫度值為98℃，保證正常壽命年平均氣溫是20℃，而線圈*熱點與線圈平均溫差規(guī)定是13K，所以線圈溫升限值是98-20-13=65K。油正常運行的*高油溫是95℃，*高氣溫是40℃，所以頂層油溫升限值為95-40=55K。
3.5.3高海拔或環(huán)境溫度超過規(guī)定要求的地區(qū)的溫升規(guī)定：
在海拔高于1000m的地區(qū)運行時，繞組平均溫升對自冷變壓器（AN），每升高400m降低1K，風(fēng)冷變壓器（AF）每升高250m降低1K。
環(huán)境溫度超過月均溫30℃或年均溫20℃時，變壓器的頂層油、繞組、鐵心溫升限值應(yīng)按超過部分的數(shù)值的多少降低。
3.6關(guān)于溫控器的控制設(shè)置規(guī)定
a.頂層油溫的控制設(shè)置（用戶可自行調(diào)正），如用戶無要求，可按如下規(guī)定設(shè)置：
80℃時，溫度報警（強(qiáng)油循環(huán)70℃報警）
45℃（GB/T6451規(guī)定50℃）時，風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇停止（注意：強(qiáng)油風(fēng)冷卻變壓器不能全停）。
55℃（GB/T6451規(guī)定65℃）時，風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇啟動，強(qiáng)油風(fēng)冷器的輔助冷卻器啟動投入。
105℃時，變壓器跳閘。
b.繞組溫度計的控制設(shè)置（用戶可自行調(diào)正），如用戶無要求，可按如下規(guī)定設(shè)置：
90~95℃時，溫度報警。
70℃時，風(fēng)冷散熱器的風(fēng)扇啟動，強(qiáng)油風(fēng)冷器輔助冷卻器啟動投入。
115℃時，變壓器跳閘。
3.7變壓器的相對熱老化率
按GB1094設(shè)計的變壓器，老化率與繞組熱點溫度有關(guān)，在額定負(fù)荷和正常環(huán)境溫度下，熱點溫度的常用基準(zhǔn)值為98℃，變壓器負(fù)載導(dǎo)則規(guī)定在此溫度（98℃）下的相對老化率等于1。某溫度下的相對熱老化率等于該溫度下的熱老化率與98℃時的熱老化率之比，稱相對于98℃時的相對熱老化率，即：
γ=在θ溫度下的熱老化率/98℃下的熱老化率
其中θ——運行時的溫度值℃
γ——相對熱老化率
由公式中可見溫度在98℃基礎(chǔ)上每增加6度，老化率增加一倍（98℃時老化率為1），壽命減半，這就是有名的6度法則，其變化規(guī)律如下表（按6度規(guī)律變化）：
4.變壓器不同負(fù)載（荷）狀態(tài)下的運行規(guī)定
4.1變壓器負(fù)荷分類
變壓器帶負(fù)載（荷）運行，不可能總是帶額定負(fù)載一成不變的，其負(fù)荷特性分三種狀態(tài)（類型）：正常周期性負(fù)荷、長期急救周期性負(fù)荷、短期急救負(fù)荷。
正常周期性負(fù)荷：與變壓器設(shè)計中采用的額定負(fù)載是等效的，它的周期性高低負(fù)荷變化是可互相補(bǔ)償?shù)模茨扯螘r間環(huán)境溫度較高或超過額定電流，但可以由其他時間內(nèi)的環(huán)境溫度較低或低于額定電流所補(bǔ)償，在熱老化方面能夠等效補(bǔ)償。
長期急救周期性負(fù)荷：要求變壓器長時間在環(huán)境溫度較高，或超過額定電流下運行，這種負(fù)荷方式可能持續(xù)幾星期或幾個月，將導(dǎo)致變壓器的老化加速，但不直接危及絕緣強(qiáng)度的**。
短期急救負(fù)載：要求變壓器短時間大幅度超額定電流運行，這種負(fù)載可能導(dǎo)致繞組熱點溫度達(dá)到危險的程度，使絕緣強(qiáng)度暫時下降。
4.2變壓器不同負(fù)荷的運行規(guī)定
a．正常周期性負(fù)荷的運行規(guī)定：
可以周期性的超額定電流運行（老化系數(shù)≤1的情況下）。
變壓器有嚴(yán)重缺陷時不易超額定電流運行。
正常周期性負(fù)荷下，當(dāng)超額定電流下運行時，允許超過的負(fù)載系數(shù)K2和時間，按GB/T15164《油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》規(guī)定，查第三篇第15條的負(fù)載圖（圖9—圖12曲線圖），每個圖中有8張曲線圖，每張曲線圖分別是不同溫度下的負(fù)載系數(shù)K2和時間與對應(yīng)的K1的關(guān)系曲線，即-25、-20、-10、0、10、20、30、40℃八種溫度下負(fù)載圖。
b.長期急救周期性負(fù)載的運行規(guī)定：
變壓器在這種負(fù)荷方式下運行，將導(dǎo)致變壓器的老化加速，雖不直接危及絕緣的**，但將在不同程度上縮短變壓器壽命，應(yīng)盡量減少這種負(fù)荷方式。此時的平均相對老化率大于1（甚至遠(yuǎn)大于1）。
長期急救周期性負(fù)荷下，超額定電流運行時，允許超過的負(fù)載系數(shù)K2和時間，按GB/T15164《油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》規(guī)定，查第三篇第16條的負(fù)載表（表7—表30）。共給出4種類型變壓器的6個持續(xù)時間的日壽命損失表。
按這些日壽命損失表，既可以得出變壓器在急救負(fù)載周期間的壽命損失，也可以得出K1、K2的負(fù)載圖，用以計算或查出允許超過的負(fù)載系數(shù)K2和時間。
c.短期急救負(fù)載的運行規(guī)定：
短期急救負(fù)載下運行，使變壓器短時間大幅度超額定電流運行，這種負(fù)載方式可能導(dǎo)致熱點溫度達(dá)到危險程度，相對老化率遠(yuǎn)大于1。所以應(yīng)盡量壓縮負(fù)荷、減少時間，一般規(guī)定不允許超過0.5h，0.5h內(nèi)的短期急救負(fù)載系數(shù)K2，可以在長期急救周期性負(fù)載表中或在運行規(guī)程《DL/T572-95》中的表3中查到。
4.3變壓器超銘牌值（額定值）運行時，電流和溫度*高限值的規(guī)定
變壓器在符合4.2條不同負(fù)荷的運行規(guī)定的前提下，還應(yīng)注意電流和溫度的限值規(guī)定，即當(dāng)變壓器超過銘牌規(guī)定的額定負(fù)載運行時，其電流和溫度不能超過下表規(guī)定的*高限值。
5.變壓器運行中風(fēng)冷散熱器和強(qiáng)油冷卻器的運行條件規(guī)定
5.1風(fēng)冷散熱器的運行條件
通常頂層油溫度達(dá)55℃時風(fēng)扇投入（GB/T6451規(guī)定65℃），溫度下降到45℃（GB/T6451規(guī)定50℃）時停止風(fēng)扇；電流達(dá)額定電流70%（GB/T6451規(guī)定為2/3）時投入風(fēng)扇，電流低于50％時停止風(fēng)扇。繞組溫度達(dá)70℃時投入風(fēng)扇，風(fēng)扇的投入和停止條件也可由用戶自定。
油浸風(fēng)冷變壓器停止風(fēng)扇后，油頂層溫度如果不超過65℃，允許帶額定負(fù)載運行。
5.2強(qiáng)油風(fēng)冷卻器的運行條件
強(qiáng)油冷卻變壓器所用的冷卻器，按其在運行中發(fā)揮的作用分三種：即工作冷卻器、輔助冷卻器和備用冷卻器。
變壓器正常運行時的通常規(guī)定，當(dāng)在額定負(fù)載以下時，投入的工作冷卻器的臺數(shù)按下式確定：
其中：N1——工作臺數(shù)
β——負(fù)載率（實際負(fù)載比額定負(fù)載）
N——總臺數(shù)
N3——備用臺數(shù)
P0——變壓器空載損耗（kW）
PK——變壓器負(fù)載損耗（kW）
P——變壓器總損耗（kW）
變壓器運行中,當(dāng)變壓器負(fù)載較低時,應(yīng)按負(fù)載大小情況計算所需投入的冷卻器數(shù)量，計算方法也可按下式進(jìn)行。
其中：Sn——變壓器開啟n組冷卻器所能帶的負(fù)載（kVA）
SH——變壓器的額定容量（kVA）
Pk——變壓器負(fù)載損耗（kW）
P'k——變壓器開啟n組冷卻器允許負(fù)載損耗（kW）
其中P'k=nP-P0
n——開啟的冷卻器組數(shù)
P0——變壓器空載損耗（kW）
P——變壓器負(fù)載運行時每組冷卻器的負(fù)荷（kW）
P=（P0+Pk）/(N-1)
N——實裝冷卻器的數(shù)量
在額定負(fù)載的75%以上時，或頂層油溫達(dá)55℃時，或繞組溫度達(dá)70℃時，再自動投入輔助冷卻器，其數(shù)量由下式得出：
N2——輔助冷卻器臺數(shù)。
當(dāng)運行中的冷卻器發(fā)生故障時，自動投入備用冷卻器。
強(qiáng)油循環(huán)冷卻的變壓器（使用冷卻器散熱的變壓器），不允許全部停用冷卻器，空載和輕負(fù)載時也需根據(jù)計算投入少臺量的冷卻器（空載時只允許短時不投冷卻器）。原因是強(qiáng)油冷卻變壓器的冷卻效率與油流速有關(guān)，尤其是導(dǎo)向強(qiáng)油冷卻變壓器的油流路徑是導(dǎo)向的，無油泵送油，不能將變壓器內(nèi)部的熱量散出來。
運行中的強(qiáng)油冷卻變壓器當(dāng)全部冷卻器切除時，只允許帶額定負(fù)載運行20min，如20min后頂層油溫未達(dá)到75℃，則允許達(dá)到75℃，但這種狀態(tài)下的運行*長不得超過1小時。
強(qiáng)油冷卻變壓器，當(dāng)冷卻器的風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，潛油泵仍在運轉(zhuǎn)時，變壓器允許運行時間按油面溫升不超過53K控制。
強(qiáng)油冷卻變壓器，當(dāng)變壓器潛油泵停止運轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)仍在運轉(zhuǎn)時，變壓器不允許帶負(fù)載運行，允許空載運行，此時空載運行的溫升，可按非強(qiáng)油變壓器空載運行時的油面溫升規(guī)定值（50K）進(jìn)行控制。
6.變壓器的并聯(lián)運行及經(jīng)濟(jì)運行
6.1變壓器并聯(lián)運行的條件
a．聯(lián)接組標(biāo)號（或稱接線組別）相同。
如果聯(lián)結(jié)組不一致，會造成并聯(lián)變壓器間的短路，燒毀變壓器，這是必要條件（不可違反），但遇到兩臺變壓器接線組別不一致，如果組別都是單數(shù)時，可以通過改變變壓器外部接線的排列順序來達(dá)到滿足并聯(lián)要求的相位一致。
b．電壓比相等，允差范圍為±0.5％
電壓比不等的變壓器并聯(lián)，由于電壓比不同，變壓器并聯(lián)后將產(chǎn)生環(huán)流，影響變壓器出力。在并聯(lián)的任何一臺都能滿足DL/T572-95運行規(guī)程中4.2條規(guī)定的“變壓器在不同負(fù)載狀態(tài)下的運行方式”的要求情況下，電壓比不等的變壓器也可并聯(lián)運行，但是電壓比相差很大時是不利并聯(lián)運行的。
c．短路阻抗相等（阻抗電壓相等），允差范圍為±10％
如果阻抗電壓不等的兩臺變壓器并聯(lián)，則變壓器所帶的負(fù)荷不能按容量成比例分配，而是按阻抗電壓的比例成反比例分配，阻抗小的變壓器分配的負(fù)荷大，阻抗大的變壓器分配的負(fù)荷小，這樣小阻抗變壓器易過載，影響變壓器的出力。
阻抗電壓不等的變壓器，可以通過適當(dāng)提高短路阻抗高的變壓器的二次電壓（開關(guān)由1檔至多檔方向調(diào)正），使并聯(lián)運行的變壓器的容量均能充分利用。
d．并聯(lián)變壓器的容量比不宜超過3：1
因為不同容量的變壓器的阻抗電壓相差較大；即使阻抗相等，其電阻、電抗的比例也不相同，小變壓器電阻電壓比例大，大變壓器電抗電壓比例大，這樣兩變壓器之間阻抗角不同，影響負(fù)荷分配不平衡。
6.2變壓器投入運行前的核相工作
當(dāng)變壓器投入運行需要與有關(guān)變壓器或不同電源線路并聯(lián)運行時，必須先做好核相工作，兩者相序相同才能并聯(lián)，否則會造成相間短路。
6.3變壓器效率
a．變壓器的效率等于輸出的有功功率與輸入的有功功率之比的百分?jǐn)?shù)。
b．變壓器運行效率*高的條件是：當(dāng)變壓器的可變損耗（負(fù)載損耗）與不變損耗（空載損耗）相等時，變壓器效率*大，即
β2˙P＝Po時，效率*大，此時變壓器的負(fù)載率（負(fù)載系數(shù)）
6.4變壓器的經(jīng)濟(jì)運行
多臺變壓器并聯(lián)運行的經(jīng)濟(jì)運行條件是：根據(jù)變壓器效率*大的條件，一般來說鐵損（空載損耗）基本不變，銅損（負(fù)載損耗）隨著負(fù)荷電流的平方成正比變化，因此在一定負(fù)荷條件下，多并聯(lián)一臺變壓器則總鐵損增加，而總銅損減少。那么多并聯(lián)或解列一臺變壓器的經(jīng)濟(jì)點可按下式計算：
當(dāng)并聯(lián)的n臺變壓器的容量和型號相同時：
當(dāng)總負(fù)荷增加，多并聯(lián)一臺變壓器的經(jīng)濟(jì)點條件是：
其中：S——全負(fù)荷（千伏安）
SN——臺變壓器的額定容量（千伏安）
n——已運行的變壓器的臺數(shù)
P0——變壓器空載有功損耗（千瓦）
Q0——變壓器空載無功損耗（千瓦）
Pk——變壓器負(fù)載有功損耗（千瓦）
Qk——變壓器負(fù)載無功損耗（千瓦）
k——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（千瓦小時/千乏小時）
對于區(qū)域線路供電35~110kV級變壓器，系統(tǒng)負(fù)荷*小時取0.06，系統(tǒng)負(fù)荷*大時取0.1。
當(dāng)總負(fù)荷下降時，應(yīng)解列一臺變壓器的經(jīng)濟(jì)點條件是：
b．當(dāng)并聯(lián)的各臺變壓器容量和型號不同時：
首先按公式：
畫出每臺變壓器的總損耗與負(fù)荷的關(guān)系曲線（其中S′為該臺變壓器的負(fù)荷）。再按公式
畫出合起來的幾臺變壓器的總損耗和負(fù)荷的關(guān)系曲線，把上述計算都放在一個坐標(biāo)中，多大負(fù)荷該投入幾臺變壓器時損耗*小，這可以從圖上相應(yīng)于該負(fù)荷下的*低的一條曲線得到。
