變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性分析

摘要：本文針對農(nóng)網(wǎng)改造和油田作業(yè)現(xiàn)場中易出現(xiàn)安全隱患的客觀情況，提出變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性分析問題和改進的措施。

關鍵詞：變壓器 作業(yè)現(xiàn)場 安全性

1 變壓器與作業(yè)現(xiàn)場概述

1.1 變壓器 是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。

1.2 作業(yè)現(xiàn)場是由人、物和環(huán)境所構(gòu)成的一個生產(chǎn)場所它實際上也是一個“人工環(huán)境” 在這個人工環(huán)境里，有生產(chǎn)用的各種設備裝置，原材物料，各類工具和其他雜物，還有作為設備動力源的蒸汽，電，燃油等，以及操作人員。班組作業(yè)現(xiàn)場的安全管理也就是從這三個因素著手，即對人的不安全行為管理，對物的不安全狀態(tài)管理及對作業(yè)環(huán)境條件的調(diào)節(jié)和治理。本文針對變壓器這個物應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性進行分析。

1.3 變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性分析的必要性 變壓器的作用很重要。它在作業(yè)現(xiàn)場選擇和使用上存在安全隱患的話，就必然會對變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性進行分析，尤其是在農(nóng)村電網(wǎng)改造和油田作業(yè)現(xiàn)場安全性分析就顯得尤為突出，只有安全性分析到位，才能有效消除安全隱患，保證作業(yè)現(xiàn)場的安全。

2 變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全性分析

2.1 配電變壓器在農(nóng)村電網(wǎng)中的安全應用 農(nóng)網(wǎng)改造的重要組成部分中有配電變壓器的選擇，因為在\"同網(wǎng)同價\"的工作開展中配電變壓器的損耗占農(nóng)網(wǎng)低壓損耗的55%左右。可見配電變壓器的的選擇是關系到農(nóng)網(wǎng)損耗高低一項重要工作。從安全性出發(fā)，應考慮的是：

2.1.1 容量。實際操作中合理選擇配變?nèi)萘靠筛鶕?jù)最佳負載系數(shù)法、綜合費用分析法、最佳效益法主變與配變?nèi)萘勘戎捣ǖ榷喾N方法來確定。綜合考慮負荷性質(zhì)、現(xiàn)有負荷的大小以及發(fā)展規(guī)模，一般以能滿足實際負荷最大值為標準，若留有余度，最多不超過10%；對于季節(jié)性供電的專用配電變壓器，則按平均負荷的2倍左右進行選擇。

2.1.2 臺數(shù)。在農(nóng)網(wǎng)改造中根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)用戶分散、負荷密度、季節(jié)性和間隙性強等特點可采用單相變壓器、母子變壓器、并列運行變壓器等多種供電方式。為降低配電變壓器的空載損耗和提高配電變壓器利用率，采用一臺（母變壓器）按最大負荷配置、另一臺（子變壓器）按低負荷狀態(tài)選擇的母子變壓器供電方式。對有條件的用戶，也可采用母子變或變壓器并列運行的供電方式；個別少量高峰用電負荷外，長時間處于低負荷運行狀態(tài)的農(nóng)村某些配變，根據(jù)電能損耗最低的原則，投入不同容量的變壓器來解決負荷變化較大的情況。

2.1.3 型號。目前農(nóng)改中首選產(chǎn)品是我國目前生產(chǎn)的低損耗產(chǎn)品變壓器的型號S9系列10kV電力變壓器。其損耗值與原常用73系列對比，空載損耗可降低52%，負荷損耗可降低30%。

2.2 雙繞組變壓器在油田的安全應用

2.2.1 雙繞組變壓器替代自耦變壓器的必要性。油田井場一般采用一臺變壓器對應一口油井的配電方式。自耦變壓器因為具有成本低、體積小、重量輕的顯著優(yōu)點被油田廣泛使用，但實際使用存在安全隱患的問題表現(xiàn)越來越突出，不適用于作業(yè)井場，應采用雙繞組變壓器且變壓器低壓側(cè)中性點可靠接地。

油井需要380V的電源經(jīng)常進行打撈、檢泵、更換井下工具、修復套管等井下作業(yè)，但由于各種原因，油田有一部分采油廠使用的抽油機電動機額定電壓高于380V，為660V或1140V，此時就需要作業(yè)隊自備降壓變壓器。

2.2.2 自耦變壓器應用于作業(yè)現(xiàn)場安全存在的隱患。①自耦變壓器自身缺陷。自耦變壓器是只有一組繞組的變壓器，當作為降壓變壓器使用時，從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組。由于自耦變壓器短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的（1-k/1）2倍，因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后，將使三相短路電流顯著增加。又由于自耦變壓器的一、二次繞組間有電的聯(lián)系，為防止由于高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障而引起低壓側(cè)的電壓升高，自耦變壓器中性點必須可靠地直接接地。所以將使系統(tǒng)的單相短路電流大為增加，有時甚至超過三相短路電流。如果在降壓線路中次級繞組因意外斷開，就會因為輸出電壓值升至和初級的一樣高導致危險。

②自耦變壓器中性點接地前，易引發(fā)觸電、火災事故。變壓器中性點沒有接地前，作業(yè)現(xiàn)場接地保護型式實際上采用了IT系統(tǒng)，整個系統(tǒng)與大地絕緣。同時由于采油廠作業(yè)現(xiàn)場三相負載嚴重不平衡以及現(xiàn)場配電電纜使用的是易損壞、易出現(xiàn)對地短路的電力電纜，再加上使用時間較長，而且疏于正常的檢查維護，存在絕緣降低的作業(yè)現(xiàn)場的10kV/1.14kV配電變壓器，會導致自耦變壓器中性點電位漂移，電壓升高，現(xiàn)場測量自耦變壓器中性點對地電壓達到500V以上，低壓側(cè)非故障相對地電壓達700V，極易造成觸電危險。要想避免線路存在接地故障時，泄漏電流無法通過變壓器工作接地極回到中性點，使得井場安裝的漏電保護裝置無法正確動作而易發(fā)生觸電、火災事故，采油廠全部作業(yè)隊應將自耦變壓器的中性點進行了接地改造。

③自耦變壓器中性點接地后，易引起高壓側(cè)電流泄漏及傷人事件。自耦變壓器中性點接地改造后也發(fā)生過燒毀主變壓器令克和電纜擊穿的現(xiàn)象。通過測量結(jié)果可以推斷作業(yè)現(xiàn)場發(fā)生燒毀令克和電纜的原因是由于配電電纜或主配電變壓器絕緣性能降低發(fā)生放電或?qū)Φ囟搪芬鸬摹Ｖ行渣c沒有接地前配電系統(tǒng)與大地隔離，電纜對地絕緣性能降低并不能產(chǎn)生低阻值的泄漏回路，只能通過電纜的對地電容形成高阻抗的回路，泄漏電流非常小，不容易被察覺而長期存在，當變壓器中性點接地后形成了低阻值的完整回路，泄漏電流急劇增大，加速電纜絕緣老化，最終導致電纜被擊穿。，由于另外作業(yè)現(xiàn)場使用額定電壓為0.6/1kV的電力電纜，不能滿足現(xiàn)場0.66/1.14kV的電壓強度要求，電纜長期過電壓，導致電纜絕緣性能下降、擊穿。同樣道理自耦變壓器中性點接地后主變壓器絕緣缺陷容易暴露，造成主變壓器令克燒毀。所以說自耦變壓器中性點接地后，對前端絕緣要求比較嚴格，必須要求前端輸送線路及配電變壓器具有較高的絕緣強度，如果前端絕緣強度不高，容易導致?lián)舸┑痊F(xiàn)象，引起高壓側(cè)電流泄漏及傷人事件。所以建議使用雙繞組變壓器提高變壓器應用作業(yè)現(xiàn)場的安全性。

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