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電力變壓器

1.產(chǎn)品概述

電力變壓器是為了傳輸電能,在同一頻率下將一個電力系統(tǒng)的交流電壓和電流值變?yōu)榱硪粋€電力系統(tǒng)的不同的電壓和電流值,借以輸送電能的具有兩個或多個繞組的靜止設備。根據(jù)其冷卻介質(zhì)、電壓等級等不同有多種分類方式,主要分類見表1所示。

表1 產(chǎn)品主要分類

序號

分類依據(jù)

產(chǎn)品分類

1

冷卻介質(zhì)

油浸式變壓器、干式變壓器

2

電壓等級

電力變壓器、配電變壓器

3

鐵芯材料

非晶合金鐵心變壓器、硅鋼片鐵芯變壓器

4

繞組材料

銅線變壓器、鋁線變壓器

5

結(jié)構

疊片式配電變壓器、立體卷鐵心配電變壓器等

6

損耗水平代號

10型、11型、12型、13型、15型等變壓器

注:同類產(chǎn)品,數(shù)碼越大損耗越低。

其中,非晶合金變壓器和立體卷鐵芯變壓器是目前正在推廣使用的新型節(jié)能變壓器。

配電變壓器通常是指運行在配電網(wǎng)中電壓等級為l0kV、20kV、35kV直接向終端用戶供電的電力變壓器。

2.產(chǎn)品標準情況

隨著變壓器產(chǎn)品技術的不斷升級,已形成了國家、行業(yè)、地方、企業(yè)四級標準相配套的技術體系框架。變壓器產(chǎn)品的標準范圍從原有單一的品質(zhì)標準擴展到產(chǎn)品質(zhì)量安全、環(huán)境條件等方面,并隨著產(chǎn)品的發(fā)展,標準也在不斷地更新升級。同時,為引導企業(yè)的節(jié)能技術進步,實現(xiàn)現(xiàn)階段節(jié)能減排要求,還制定了GB 20052—2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》,以提高三相配電變壓器的能效要求。

3.產(chǎn)品質(zhì)量指標分析

(1)繞組對地絕緣電阻

用來確定絕緣質(zhì)量狀態(tài),發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的局部或整體缺陷,并作為是否可以進行絕緣強度試驗的一個輔助判斷試驗。

(2)繞組電阻測量

用于檢查線圈內(nèi)部導線、引線與線圈的焊接質(zhì)量,線圈所用導線的規(guī)格是否符合設計,以及分接開關、套管等載流部分的接觸是否良好的試驗。

(3)電壓比測量和聯(lián)結(jié)組標號檢定

驗證變壓器能否達到預期的電壓變換效果的試驗項目,而聯(lián)結(jié)組標號試驗是檢驗繞組的繞向、繞組的聯(lián)結(jié)組及線端的標志是否正確。

(4)短路阻抗和負載損耗測量

負載損耗是指變壓器在額定電流下通過繞組電阻產(chǎn)生熱效應而導致的損耗和漏磁場產(chǎn)生的各種附加損耗。而短路阻抗,它決定了變壓器在電力系統(tǒng)運行時對電網(wǎng)電壓波動的影響,以及變壓器發(fā)生出口短路事故時電動力的大小。通過短路阻抗和負載損耗的測量,還可以發(fā)現(xiàn)繞組設計與制造及載流回路和結(jié)構的缺陷。

(5)空載電流和空載損耗測量

空載損耗及空載電流是變壓器不帶負載時產(chǎn)生的損耗及電流,通過測量驗證這兩項指標是否在國家標準允許的范圍內(nèi),以檢查和發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品磁路中的局部缺陷和整體缺陷。

(6)溫升試驗

溫升試驗是驗證產(chǎn)品在額定工作狀態(tài)下,主體所產(chǎn)生的總損耗(空載損耗與負載損耗)與散熱裝置熱平衡的溫度是否符合有關標準的規(guī)定,并驗證產(chǎn)品結(jié)構的合理性,發(fā)現(xiàn)油箱(或外殼)和結(jié)構件上的局部過熱的程度。變壓器的熱點溫度過高其實際壽命時間就會成倍降低。

(7)外施耐壓試驗、感應耐壓試驗

考核變壓器在正常工作電壓和非正常工作狀態(tài)下(如遭受雷電過電壓,操作過電壓等作用)能安全可靠運行的必要條件,都屬電氣強度試驗。

(8)局部放電測量

局部放電是變壓器在高電壓的作用下,其內(nèi)部絕緣發(fā)生的放電狀況,這種放電只存在于絕緣的局部位置,可慢慢使局部絕緣受到腐蝕老化,最終導致?lián)舸?。運行中的變壓器,內(nèi)部絕緣的老化及破壞,多是從局部放電開始。

(9)絕緣油擊穿電壓測定試驗

衡量變壓器油被水和懸浮雜質(zhì)污染程度的重要指標,直接影響變壓器的安全運行。

4.質(zhì)量現(xiàn)狀分析

(1)總體分析

從近五年電力變壓器產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查結(jié)果可以看出,電力變壓器產(chǎn)品抽樣合格率偏低,產(chǎn)品不合格項目主要集中在溫升試驗、局部放電試驗等關鍵項目,反映了部分企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量意識仍有待提高,產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)控制管理亟待進一步加強。

(2)質(zhì)量問題原因分析

總結(jié)近年的抽查情況,再結(jié)合產(chǎn)品所屬行業(yè)發(fā)展情況,導致電力變壓器出現(xiàn)質(zhì)量問題原因主要有以下幾個方面:

①變壓器生產(chǎn)企業(yè)在企業(yè)生產(chǎn)、檢測設備及生產(chǎn)環(huán)境方面存在較大差距,大、中型企業(yè)由于技術力量和資金的優(yōu)勢,有較好的質(zhì)量管理體系和品牌意識,對于產(chǎn)品質(zhì)量的控制相對較好,而小型企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量管理等各個環(huán)節(jié)比較薄弱,部分企業(yè)生產(chǎn)、檢測設備嚴重老化。

②部分企業(yè)試驗人員能力有限,對檢測儀器和設備的性能和功能不了解,對國家標準的要求不熟悉,對部分項目試驗方法理解不透徹。

③行業(yè)產(chǎn)能過剩,市場不規(guī)范競爭,導致企業(yè)設法從各個方面降低成本,例如減小油箱體積、減少散熱片,或使用較次品質(zhì)的散熱片、銅材和硅鋼片等,導致?lián)p耗超標,致使產(chǎn)品溫升過高。少數(shù)企業(yè)以次充好、以小充大,直接對產(chǎn)品的質(zhì)量造成了影響。

5.消費指南

用戶在訂購時,不僅要考慮價格和各項性能指標能滿足是否滿足要求,還要多了解產(chǎn)品的相關標準和行業(yè)信息,符合當?shù)仉娏Σ块T的相關規(guī)定。應關注以下幾點:

(1)產(chǎn)品選型

首先要調(diào)查用電場合的電源電壓,實際的用電負荷和用電場合的環(huán)境條件,應從變壓器容量、電壓、電流、短路阻抗、絕緣水平、環(huán)境條件及運行狀況綜合考慮,其中容量選擇應根據(jù)用戶用電設備的容量來確定所需的負荷量,以此來選擇變壓器容量。

(2)生產(chǎn)商資質(zhì)

為保證產(chǎn)品質(zhì)量,應選擇一些技術能力強、加工設備完善、生產(chǎn)工藝先進及行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量口碑好的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。最好親臨產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場進行考察,了解其產(chǎn)品使用的材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制手段、檢測設備及出廠試驗數(shù)據(jù)等,除此之外,產(chǎn)品的售后服務也非常重要。

(3)性能指標

宜選取噪聲小、自身損耗低、正常運行時溫度低的產(chǎn)品,建議選用符合國家相關標準要求并通過全項試驗檢測合格的產(chǎn)品。

(4)使用的材質(zhì)

條件許可時,應對出廠前的例行試驗進行目擊,尤其是空載損耗和負載損耗測量試驗,這樣可以有效防止企業(yè)偷工減料或采用劣質(zhì)材料,提高生產(chǎn)企業(yè)的重視程度,確保產(chǎn)品質(zhì)量。

(5)使用

產(chǎn)品運行時,應特別注意變壓器的運行溫度,密切監(jiān)視變壓器頂層油溫度。發(fā)現(xiàn)溫度過高應馬上降低容量運行或立即退出運行,避免由于熱老化或熱擊穿而導致故障。另外要根據(jù)電力部門的預防性試驗規(guī)程,定期進行預防性試驗,防止變壓器事故發(fā)生。

由于電力變壓器產(chǎn)品的特殊性,其安全使用至關重要。其運行和維護需要由經(jīng)過培訓的專業(yè)人員進行,還應遵照電力部門頒布的有關變壓器運行規(guī)程進行。

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