電力變壓器的運行與維護

楊勇

摘 ?要：電力系統(tǒng)中使用的變壓器稱作電力變壓器，它是電力系統(tǒng)中的重要設備。從發(fā)電、輸電、配電到用戶，通常需經(jīng)過多次升壓和降壓，其安全運行與廠礦企業(yè)安全生產(chǎn)及人們的正常生活息息相關。本文對電力變壓器的工作原理做了闡述，并對其運行與維護方面的知識做了比較詳細的講述，對電力變壓器的安全運行與維護具有指導作用。

關鍵詞：變壓器;運行;維護

1 ?電力變壓器工作原理

變壓器是利用電磁感應原理工作的，它主要由鐵心和套在鐵心上的兩個獨立繞組組成，單相變壓器的工作原理如圖1所示。這兩個繞組間只有磁的耦合而沒有電的聯(lián)系，且具有不同的匝數(shù)，其中與交流電源相接的繞組稱為原繞組或一次繞組，也稱為原邊或初級，其匝數(shù)N1;與用電設備（負載）相接的繞組稱為副繞組或二次繞組，也稱為副邊或次級，其匝數(shù)為N2。

當一次繞組外加電壓為u1的交流電源，二次繞組接負載時，一次繞組將流過交變電流i1，并在鐵心中產(chǎn)生交變磁通？準，該磁通同時交鏈一、二次繞組，并在兩繞組中分別產(chǎn)生感應電動勢e1、e2，它們的大小為公式1。

e =-N

e =-N ?（公式1） ?= = =k（公式2）

式中N1、N2為變壓器一、二次繞組的匝數(shù)。若把負載接于二次繞組，在電動勢e 的作用下，就能向負載輸出電能，即電流將流過負載，實現(xiàn)電能的傳遞。若不計變壓器一、二次繞組的電阻和漏磁通，不計鐵心損耗，即認為是理想變壓器，u ≈e ，u ≈e ，則一、二次繞組的電壓和電動勢有效值與匝數(shù)的關系為公式2。式中，k為匝數(shù)比，亦即電壓比，k=N /N ，k>1時為降壓變壓器，k<1時為升壓變壓器。根據(jù)能量守恒定律可得U I =U I

即 = = = ? ?（公式3）

由公式3可知，一、二次繞組的電壓與繞組的匝數(shù)成正比，一、二次繞組的電流與繞組的匝數(shù)成反比，因此只要改變繞組的匝數(shù)比，就能達到改變輸出電壓和輸出電流大小的目的。

2 ?電力變壓器的容量選擇

配電變壓器的容量選擇非常重要，如容量過小，將會造成過負荷，會燒壞變壓器;如容量選擇過大，變壓器將得不到充分利用，不但增加了設備投資，而且會使功率因數(shù)降低，線路損耗和變壓器本身的損耗都會變大，效率降低。一般電力變壓器的容量可按下式選擇：

S= ? ? ? （公式4）

式中，S為變壓器容量;P為用電設備的總容量;K為同一時間投入運行的設備實際容量與設備總容量的比值，一般為O.7左右;？濁為用電設備的效率，一般為O.85～O.9;cos？漬為用電設備的功率因數(shù)，一般為0.8～0.9。一般選擇變壓器容量時，還應考慮到電動機直接啟動的電流是額定電流的4～7倍。通常直接啟動的電動機中，最大一臺的容量不宜超過變壓器容量的30%左右。

3 ?電力變壓器的運行標準

（1）變壓器的運行電壓一般不應高于該運行分接頭額定電壓105%，特殊情況下允許在不超過1lO%的額定電壓下運行;

（2）變壓器的上層油溫一般不應超過85℃，最高不應超過95℃;

（3）變壓器的負荷應根據(jù)其容量合理分配，輸出電流過大將導致發(fā)熱嚴重，容易使絕緣老化，降低使用壽命，甚至造成事故;長期欠載將使功率因數(shù)低，設備得不到充分利用;

（4）對三相不平衡負荷，應監(jiān)視最大相電流;

（5）變壓器中性線電流允許值為額定電流的25%～40%。

4 ?變壓器的維護

（1）值班人員應根據(jù)控制盤上的儀表監(jiān)視變壓器的運行情況，并按規(guī)定時間抄錄表計;

（2）變壓器在過負荷運行時，應嚴密監(jiān)視負荷情況，及時抄錄表計，變壓器的油溫可在巡視時同時進行記錄;

（3）定時對變壓器進行外部巡視檢查，并注意運行時聲音是否正常;

（4）所有備用中的變壓器，均應隨時可以投入運行，長期停用的備用變壓器應定期充電，并投入冷卻裝置;

（5）變壓器運行時，瓦斯繼電器應投入信號和跳閘，備用變壓器的瓦斯繼電器應投入信號，以便監(jiān)視油面;

（6）油位計上指示的油位異常升高，或油路系統(tǒng)有異常現(xiàn)象時要查明其原因;膜及油污，同時要注意分接頭位置是否正確，變換分接頭后應測量線圈的直流電阻，檢查鎖緊位置并對該分接頭情況，做好記錄。

參考文獻：

[1] 楊宗豹主編.電機及拖動基礎[M]. 冶金工業(yè)出版社，2003.

[2] 許曉峰主編.電機及拖動基礎[M].高等教育出版社，2000.