大型油浸式变压器过载切负荷判据及其定值的确定

摘要：通过对大型油浸变压器运行负载和温度限值的分析，提出了变压器过载切负荷装置的判据及动作定值，在保证变压器安全运行的同时，最大限度地实现对用户连续供电。在生产运行中，变压器过载切负荷装置应用越来越普遍，为保证变压器安全运行起到了积极作用。变压器绕组最热区所达到的温度，是变压器负载最关键的限制因素。但是，目前变压器过载切负荷装置动作仅以主变绕组负载超铭牌值作为判据，判据不充分，很难做到在保证设备安全运行的同时，最大限度地实现对用户连续供电。如何确定变压器过载切负荷的判据及其定值，具有实际意义，但首先应确定各种情况下变压器负载和温度的限值。以下均针对1正常运行时负载及温度限值根据GB1094.2-1996《电力变压器第2部分温升》、GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》和DL/T572-1995《电力变压器运行规程》中的相关规定，大型油浸式变压器不同情况下负载和温度的限值见表1。变压器超额定负载运行时，储油柜中的油因膨胀可能会溢出，套管内部压力升高可能会漏油；而且，在热点温度突然升高超过临界温度时，绝缘纸中出现气泡，使其绝缘强度降低，引起140～160增加时，此临界温度还要降低。随着变压器容量增大，漏磁磁密、短路应力以及受高场强作用的绝缘体积都会增加，大型变压器超额定负载时，比小型变压器更易受损，故障的后果也更加严重。为使变压器在预期负载条件下运行，把运行危险控制在适当程度中，在现场运行中，综合考虑变压器容量、冷却方式、环境条件、负荷大小、负荷性质等因素，可在负载大小、运行时间和顶层油温限值等方面留有一定的裕度。针对变压器在短期急救负载下运行情况，DL/T572-1995中规定：应投入包括备用在内的全部冷却器(制造厂另有规定的除外)，并尽量压缩负载、减少时间，一般不超过0.5h。并且给出了0.5h短期急救负载的负载系数K2，如表22存在缺陷情况下的负载和温度限值DL/T572-1995只是指出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。对严重缺陷或绝缘有弱点并没有做出具体解释，因此，变压器能否继续运行，带多少负荷运行，应根据现场实际情况而定。对于油浸风冷变压器，当冷却系统故障停风扇后，DL/T572-1995规定：顶层油温不超过65℃时，允许带额定负载运行。对于强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，DL/T572-1995规定：允许带额定负载运行20min；如20min后顶层油温尚未达到75℃，则允许上升到75℃，但在这种状态下运行的最长时间不得超过1.0h。DL/T572-1995只对变压器额定负载运行做了说明，但是，对于同一台变压器，在不同的冷却方式下，允许的额定负载值是不同的，并且在主变铭牌上都有规定，几种常见的变压器冷却方式对应的额定容量见表3据此，可以实现另一方案：当变压器冷却系统故障时，其冷却方式发生变化，负载控制在相应冷却方式下的额定容量以内，主变可长期安全运行。依据DL/T572-1995,综合考虑冷却系统故障时变压器顶层油温限值规定，此温度限值应不超过65℃。依此方案运行，可以不33.1变压器绕组负载电流判据取值双绕组变压器：可以取任一绕组的负载电流标么值。三绕组变压器：取负载电流标么值最大的绕组的标么值。3.23.2.1变压器正常运行综合考虑变压器的冷却方式、环境温度、短期急救负载前的负载系数K1等因素，可以从表2中查找短期急救负载系数K2，假设K2取1.5。根据目前变压器技术的状况，大型变压器应采用比小型变压器更保守且独特的负载方案，从故障的后果而言，对于大型变压器采用高度可靠的负载方案是非常重要的，因此，设顶层油温上限为95℃。逻辑1：IL*＜1.3，与顶层油温T＜95℃时，装置可靠不切负荷。逻辑2：IL*≥1.3，装置启动全部冷却器，并闭锁有载调压装置。逻辑3：1.3≤IL*＜1.5，与顶层油温T＜95℃时，运行0.5h后，装置切除负荷，使IL*＜1.3。逻辑4：IL*≥1.5，与顶层油温T＜95℃时，装置尽快切除负荷，延时切除时间可取5～10s，使IL*＜1.5。逻辑5：顶层油温T≥95℃时，装置尽快切除负荷，延时切除时间取5～10s，使IL*＜1.3。3.2.2变压器冷却系统故障3.2.3其它限制因素除绕组外，变压器的其它部件（如套管、电缆终端连接件、分接开关和引线等）在负载电流超过额定电流时，可能使变压器的运行受到限制。油膨胀和油压力也可能使变压器的运行受到限制。对于变压器配套设备（如电缆、断路器和电流互感器等），也有必要做同样考虑。3.3切除负荷取值变压器过载切负荷装置按照不同逻辑切除负荷时，在满足要求的前提下，应尽量少切除负荷。装置可以设定若干轮次切除负荷，由于负荷是不断变化的，如果各轮次切除某些固定分路，很难做到不过切。因此，运行管理部门可以依据负荷性质，事先建立切除负荷的策略表，装4结束语按照上述方案，变压器过载切负荷装置可以在保证变压器安全运行的同时，最大限度向用户连续供电。但仍需强调，当变压器超额定负载运行时，从对变压器造成的无论是短期还是长期危险性考虑，都应尽量减少变压器超额定值运行的倍数和时间，调度运行部门应及时调整方式转移负荷，减少对变压器的危害