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變壓器在額定電壓和額定負(fù)載下能長(zhǎng)期正常運(yùn)行的時(shí)間,稱為變壓器的使用壽命。制造變壓器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類。金屬材料一般能耐較高溫度而不損壞,但絕緣材料在溫度超過(guò)某一定值后會(huì)很快老化損壞,所以溫度是影響變壓器使用壽命的主要因素之一。變壓器的壽命在一定意義上可以說(shuō)就是絕緣材料的壽命。
1、降低溫度將會(huì)延長(zhǎng)變壓器的使用壽命
變壓器在額定電壓和額定負(fù)載下能長(zhǎng)期正常運(yùn)行的時(shí)間,稱為變壓器的使用壽命。制造變壓器的材料有金屬材料和絕緣材料兩大類。金屬材料一般能耐較高溫度而不損壞,但絕緣材料在溫度超過(guò)某一定值后會(huì)很快老化損壞,所以溫度是影響變壓器使用壽命的主要因素之一。變壓器的壽命在一定意義上可以說(shuō)就是絕緣材料的壽命。
絕緣材料長(zhǎng)期在電場(chǎng)和高溫作用下,逐漸失去原有的機(jī)械性能和絕緣性能的現(xiàn)象,稱為老化。老化速度主要取決于下列因素:
(1)絕緣所處的溫度。
(2)絕緣材料的含潮率。
(3)對(duì)于油浸式變壓器,還要考慮油內(nèi)所溶解的氧氣。
以上三個(gè)因素決定著變壓器的使用壽命。實(shí)踐和研究表明,假如繞組能連續(xù)維持95℃溫度,可以保證變壓用具有20年的使用壽命。gen據(jù)溫度與壽命的關(guān)系,還可引出一個(gè)8℃定則:以上述溫度下的壽命為基礎(chǔ),繞組溫度每升高8℃,變壓器的使用壽命就縮短1/2。
我國(guó)電力變壓器,大部分采用油紙絕緣即*絕緣。對(duì)于*絕緣的變壓器,在正常運(yùn)行中,當(dāng)周圍空氣溫度為40℃時(shí),變壓器繞組的極限工作溫度為105℃。
實(shí)踐和研究表明,如果繞組能連續(xù)維持95℃溫度,可以保證變壓器具有20年的使用壽命。
據(jù)有關(guān)資料和實(shí)踐證明:
變壓器絕緣工作溫度在95℃時(shí),變壓器使用壽命為20年。
變壓器絕緣工作溫度在105℃,變壓器使用壽命為7年。
變壓器絕緣工作溫度在120℃時(shí),變壓器使用壽命為2年。
變壓器內(nèi)部的絕緣溫度在電壓基本一定的前提下,主要與負(fù)荷電流大小有關(guān),即負(fù)荷電流大,絕緣溫度則高,反之負(fù)荷電流小,絕緣溫度低。
變壓器在運(yùn)行中過(guò)負(fù)荷或夏季帶額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),內(nèi)部絕緣處在高溫下運(yùn)行,變壓器的壽命損失將加快。若變壓器處于輕負(fù)荷或冬季帶額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),其內(nèi)部絕緣在低溫下運(yùn)行,變壓器壽命損失則可減緩。因此為了使變壓器負(fù)荷能力在全年得到充分利用又不影響變壓器正常使用壽命,每個(gè)月負(fù)荷可適當(dāng)調(diào)整。
2、注意電壓過(guò)高加速變壓器的老化
比如規(guī)程規(guī)定運(yùn)行中的變壓器的電壓不得超過(guò)額定電壓的5%。電壓過(guò)高會(huì)使變壓器鐵芯的激磁電流增大,有時(shí)會(huì)使鐵芯飽和,產(chǎn)生諧波磁通,進(jìn)而使鐵芯的損耗增大并使鐵芯過(guò)熱。過(guò)高的電壓還會(huì)加速變壓器的老化,縮短變壓器的使用壽命,所以運(yùn)行中變壓器的電壓不能過(guò)高。
當(dāng)絕緣材料老化到一定程度時(shí),在運(yùn)行震動(dòng)和電動(dòng)力的作用下,造成絕緣材料破裂,易發(fā)生電氣擊穿的故障,導(dǎo)致變壓器使用壽命減少。
3、調(diào)整變壓器負(fù)荷,使變壓器達(dá)到理想的使用年限
變壓器內(nèi)部的絕緣溫度在電壓基本一定的前提下,主要與負(fù)荷電流大小有關(guān),即負(fù)荷電流大,絕緣溫度則高,反之負(fù)荷電流小絕緣溫度低。
變壓器在運(yùn)行中過(guò)負(fù)荷或夏季帶額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),內(nèi)部絕緣處在高溫下運(yùn)行,變壓器的壽命損失將加快。若變壓器處于輕負(fù)荷或冬季帶額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),其內(nèi)部絕緣在低溫下運(yùn)行,變壓器壽命損失則可減緩。因此為了使變壓器負(fù)荷能力在全年得到充分利用又不影響變壓器正常使用壽命,每個(gè)月負(fù)荷可適當(dāng)調(diào)整。
4、良好的維護(hù)將有助于變壓器獲得大的使用壽命
大家都知道變壓器一旦發(fā)生事故,不僅修理費(fèi)用以及停工期的花費(fèi)巨大,重繞線圈或重造一臺(tái)大型的電力變壓器更需要6到12個(gè)月的時(shí)間。因而,一個(gè)良好維護(hù)制度將有助于變壓器獲得大的使用壽命。
5、良好的維護(hù)制度三個(gè)重點(diǎn)
1)安裝及運(yùn)行
A確保負(fù)荷在變壓器的設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。在油冷變壓器中需要仔細(xì)地監(jiān)視頂層油溫。
B變壓器的安裝地點(diǎn)應(yīng)與其設(shè)計(jì)和建造的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。若置于戶外,確定該變壓器適于戶外運(yùn)行。
C保護(hù)變壓器不受雷擊及外部損壞危險(xiǎn)。
2)對(duì)油的檢驗(yàn)變壓器油的介電強(qiáng)度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬(wàn)分之一的水分就可使其介電強(qiáng)度降低近一半。除小型配電變壓器外所有變壓器的油樣應(yīng)經(jīng)常作擊穿試驗(yàn),以確保正確地檢測(cè)水分并通過(guò)過(guò)濾將其去除。
應(yīng)進(jìn)行油中故障氣體的分析。應(yīng)用變壓器油中8種故障氣體在線監(jiān)測(cè)儀,連續(xù)測(cè)定隨著變壓器中故障的發(fā)展而溶解于油中氣體的含量,通過(guò)對(duì)氣體類別及含量的分析則可確定故障的類型。每年都應(yīng)作油的物理性能試驗(yàn)以確定其絕緣性能,試驗(yàn)包括介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度、酸度、界面張力等等。