4.2　油浸式電力變壓器 

4.2.1　油浸式電力變壓器的結構

目前，油浸式電力變壓器的產量最大，應用面最廣。油浸式電力變壓器的結構如圖4-3所示，其主要由下列部分組成。

1—高壓套管；2—分接開關； 3—低壓套管；4—氣體繼電器； 5—安全氣道（防爆管或釋壓閥）；6—儲油柜；7—油位計；8—吸濕器； 9—散熱器；10—銘牌； 11—接地螺栓；12—油樣活門；13—放油閥門；14—活門；15—繞組；16—信號式溫度計；17—鐵芯；18—凈油器；19—油箱；20—變壓器油

圖4-4是油浸式電力變壓器的器身裝配后的外觀圖，它主要由鐵芯和繞組兩大部分組成。在鐵芯和繞組之間、高低壓繞組之間及繞組中各匝之間均有相應的絕緣。圖中可看到高壓側的引線1U、1V、1W，低壓側的引線2U、2V、2W、N。另外，在高壓側設有調節電壓用的無勵磁分接開關。

4.2.2　變壓器投入運行前的檢查

新裝或檢修后的變壓器，投入運行前應進行全面檢查，確認符合運行條件時，方可投入試運行。

①檢查變壓器的銘牌與所要求選擇的變壓器規格是否相符。例如各側電壓等級、連接組標號、容量、運行方式和冷卻條件等是否與實際要求相符。

②檢查變壓器的試驗合格證是否在有效期內。

③檢查儲油柜上的油位計是否完好，油位是否在與當時環境溫度相符的油位線上，油色是否正常。

④檢查變壓器本體、冷卻裝置和所有附件及油箱各部分有無缺陷、滲油、漏油情況。

⑤檢查套管是否清潔、完整，有無破裂、裂紋，有無放電痕跡及其他異常現象，檢查導電桿有無松動、滲漏現象。

⑥檢查溫度計指示是否正常，溫度計毛細管有無硬度彎、壓扁、裂開等現象。

⑦檢查變壓器頂上有無遺留雜物。

⑧檢查吸濕器是否完好，呼吸應暢通、硅膠應干燥。

⑨檢查安全氣道及其保護膜是否完好。

⑩檢查變壓器高、低壓兩側出線管以及引線、母線的連接是否良好，三相的顏色標記是否正確無誤，引線與外殼及電桿的距離是否符合要求。

?氣體繼電器內應無殘存氣體，其與儲油柜之間連接的閥門應打開。

?檢查變壓器的報警、繼電保護和避雷等保護裝置工作是否正常。

?檢查變壓器各部位的閥門位置是否正確。

?檢查分接開關位置是否正確，有載調壓切換裝置的遠方操作機構動作是否可靠。

?檢查變壓器外殼接地是否牢固可靠，接地電阻是否符合要求。

?檢查變壓器的安裝是否牢固，所有螺栓是否緊固。

?對于油浸風冷式變壓器，應檢查風扇電動機轉向是否正確，電動機是否正常，經過一定時間的試運轉，電動機有無過熱現象。

?對于采用跌落式熔斷器保護的，應檢查熔絲是否合適，有無接觸不良現象。

?對于采用斷路器和繼電器保護的，要對繼電保護裝置進行檢查和核實，保護裝置動作整定值要符合規定；操作和聯動機構動作要靈活、正確。

?對于大、中型變壓器要檢查有無消防設施，如1211滅火器、黃沙箱等。 

4.2.3　變壓器的試運行

試運行就是指變壓器開始送電并帶上一定負載，運行24h所經歷的全部過程。試運行中應做好以下幾方面的工作：

（1） 試運行的準備

① 變壓器投入試運行前，再一次對變壓器本體工作狀態進行復查，沒有發現安裝缺陷，或在全部處理完安裝缺陷后，方可進行試運行。

②變壓器試運行前，應對電網保護裝置進行試驗和整定合格，動作準確可靠。

 

（2）變壓器的空載試運行

①變壓器投入前，必須確認變壓器符合運行條件。

②試運行時，先將分接開關放在中間一擋位置上，空載試運行；然后再切換到各擋位置，觀察其接觸是否良好，工作是否可靠。

③變壓器第一次投入運行時，可全壓沖擊合閘，如有條件時，應從零逐漸升壓。沖擊合閘時，變壓器一般由高壓側投入。

④變壓器第一次帶電后，運行時間不應少于10min，以便仔細監聽變壓器內部有無不正常雜聲（可用干燥細木棒或絕緣桿一端觸在變壓器外殼上，一端放耳邊細聽變壓器送電后的聲響是否輕微和均勻）。若有斷續的爆炸或突發的劇烈聲響，應立即停止試運行（切斷變壓器電源）。

⑤不論新裝或大修后的變壓器，均應進行5次全電壓沖擊合閘，應無異常現象發生，勵磁涌流不應引起繼電保護裝置誤動作，以考驗變壓器繞組的絕緣性能、力學性能、繼電保護、熔斷器是否合格。

⑥對于強風或強油循環冷卻的變壓器，要檢查空載下的溫升。具體做法是：在不開動冷卻裝置的情況下，使變壓器空載運行12～24h，記錄環境溫度與變壓器上部油溫；當油溫升至75℃時，啟動1～2組冷卻器進行散熱，繼續測溫并記錄油溫，直到油溫穩定為止。

（3）變壓器的負載試運行

變壓器空載運行24h無異常后，可轉入負載試運行。具體做法是：

①負載的加入要逐步增加，一般從25%負載開始投運，接著增加到50%、75%，最后滿負載試運行。這時各密封面及焊縫不應有滲、漏油現象。

②在帶負載試運行中，隨著變壓器溫度的升高，應陸續啟動一定數量的冷卻器。

③帶負載試運行中，尤其是滿負載試運行中，應檢查變壓器本體及各組件、附件是否正常。

4.2.4　變壓器運行中的監視與檢查

對運行中的變壓器應經常進行儀表監視和外部檢查，以便及時發現異常現象或故障，避免發生嚴重事故。

①檢查變壓器的聲響是否正常，是否有不均勻的響聲或放電聲等。均勻的嗡嗡聲為正常聲音。

②檢查變壓器的油位是否正常，有無滲、漏油現象。

③檢查變壓器的油溫是否正常。變壓器正常運行時，上層油溫一般不應超過85℃，另外用手撫摸各散熱器，其溫度應無明顯差別。

④檢查變壓器的套管是否清潔，有無裂紋、破損和放電痕跡。

⑤檢查各引線接頭有無松動和過熱現象（用示溫蠟片檢查）。

⑥檢查安全氣道有無破損或噴油痕跡，防爆膜是否完好。

⑦檢查氣體繼電器是否漏油，其內部是否充滿油。

⑧檢查吸濕器有無堵塞現象，吸濕器內的干燥劑（吸濕劑）是否變色。如硅膠（帶有指示劑）由藍色變成粉紅色，則表明硅膠已失效，需及時處理與更換。

⑨檢查冷卻系統是否運行正常。對于風冷油浸式變壓器，檢查風扇是否正常，有無過熱現象；對于強迫油循環水冷卻的變壓器，檢查油泵運行是否正常、油的壓力和流量是否正常，冷卻水壓力是否低于油壓力，冷卻水進口溫度是否過高。對于室內安裝的變壓器，檢查通風是否良好等。

⑩檢查變壓器外殼接地是否良好，接地線有無破損現象。

?檢查各種閥門是否按工作需要，應打開的都已打開，應關閉的都已關閉。

?檢查變壓器周圍有無危及安全的雜物。

?當變壓器在特殊條件下運行時，應增加檢查次數，對其進行特殊巡視檢查。

4.2.5　變壓器的特殊巡視檢查

當變壓器過負載或供電系統發生短路事故，以及遇到特殊的天氣時，應對變壓器及其附屬設備進行特殊巡視檢查。

①在變壓器過負載運行的情況下，應密切監視負載、油溫、油位等的變化情況；注意觀察接頭有無過熱、示溫蠟片有無熔化現象。應保證冷卻系統運行正常，變壓器室通風良好。

②當供電系統發生短路故障時，應立即檢查變壓器及油斷路器等有關設備，檢查有無焦臭味、冒煙、噴油、燒損、爆裂和變形等現象，檢查各接頭有無異常。

③在大風天氣時，應檢查變壓器引線和周圍線路有無擺動過近引起閃弧現象，以及有無雜物搭掛。

④在雷雨或大霧天氣時，應檢查套管和絕緣子有無放電閃絡現象，變壓器有無異常聲響，以及避雷器的放電記錄器的動作情況。

⑤在下雪天氣時，應根據積雪融化情況檢查接頭發熱部位，并及時處理積雪和冰凌。

⑥在氣溫異常時，應檢查變壓器油溫和是否有過負載現象。

⑦在氣體繼電器發生報警信號后，應仔細檢查變壓器的外部情況。

⑧在發生地震后，應檢查變壓器及各部分構架基礎是否出現沉陷、斷裂、變形等情況，有無威脅安全運行的其他不良因素。

4.2.6　變壓器重大故障的緊急處理

 當發現變壓器有下列情況之一時，應停止變壓器運行。

①變壓器內部響聲過大，不均勻，有爆裂聲等。

②在正常冷卻條件下，變壓器油溫過高并不斷上升。

③儲油柜或安全氣道噴油。

④嚴重漏油，致使油面降到油位計的下限，并繼續下降。

⑤油色變化過大或油內有雜質等。

⑥套管有嚴重裂紋和放電現象。

⑦變壓器起火（不必先報告，立即停止運行）。

4.2.7　變壓器并列運行應滿足的條件

為達到理想的并列運行，并列運行的各變壓器應滿足下列條件：

①各臺變壓器的一次側和二次側額定電壓分別相等，即各臺變壓器的電壓比應相等。否則會產生環流，環流的大小與電壓比之差成正比。

②各臺變壓器的連接組標號必須相同。否則二次繞組存在電動勢差，將會產生非常大的環流。

③各變壓器的阻抗電壓（曾稱短路電壓或短路阻抗）的標幺值應相等。否則各臺變壓器的負載不能按它們的額定容量成比例分配，會使阻抗電壓標幺值小的變壓器過載，而阻抗電壓標幺值大的變壓器欠載，變壓器容量得不到充分合理的利用。

④并列運行的變壓器中，最大容量與最小容量之比不超過3∶1。否則會引起負載分配不均。

⑤變壓器在特殊情況下，不能完全滿足上述條件時，要求：

a.每臺變壓器承擔的負載不應超過本身額定容量的105%。如額定容量為100kV·A的變壓器，承載不可超過105kV·A。

b.任一臺變壓器空載時，二次繞組產生的環流不可超過任何一臺變壓器的額定電流的10%。

c.并列運行的變壓器承擔的總負載不能長時間超過本身額定容量的110%。

d.并列運行的各臺變壓器的阻抗電壓標幺值的差值不應超過其中一臺變壓器阻抗電壓標幺值的10%。

e. 并列運行的各臺變壓器的電壓比之差不應大于0.5%。

4.2.8　變壓器并列運行的注意事項

變壓器并列運行時，除應滿足并列運行條件外，還應該注意安全操作，一般應考慮以下幾方面：

①新投入運行和檢修后的變壓器，并列運行前應進行核相，并在空載狀態下試驗并列運行無問題后，方可正式并列運行帶負載。

②變壓器的并列運行，必須考慮并列運行的經濟性，不經濟的變壓器不允許并列運行。同時還應注意，不宜頻繁操作。

③進行變壓器并列或解列操作時，不允許使用隔離開關和跌落式熔斷器。要保證操作正確，不允許通過變壓器倒送電。

④需要并列運行的變壓器，在并列運行前應根據實際負載情況，預計變壓器負載電流的分配，在并列后立即檢查兩臺變壓器的電流分配是否合理。在需解列變壓器或停用一臺變壓器時，應根據實際負載情況，預計是否有可能造成一臺變壓器過負載。而且解列后也應檢查實際負載電流，在有可能造成變壓器過負載的情況下，不準進行解列操作。

4.2.9　切換分接開關的注意事項

如果電源電壓高于變壓器額定電壓，則對變壓器本身及其負載都會產生不良后果。通常，變壓器在額定電壓下運行時，鐵芯中的磁通密度已接近飽和狀態。如果電源電壓高于額定電壓，則勵磁電流將急劇增大，功率因數隨之降低。此外，電壓過高還可能燒壞變壓器的繞組。當電源電壓超過額定電壓的105%時，變壓器繞組中感應電動勢的波形就會發生較大的畸變，其中含有較多的高次諧波分量，會使感應電動勢最大值增高，從而損壞繞組絕緣。

另一方面，電源電壓過高，變壓器的輸出電壓也會相應增高，這不但會導致用電設備過電壓，而且還將降低用電設備的壽命，嚴重時甚至擊穿絕緣，燒壞設備。

因此，為了保證變壓器和用電設備安全運行，規定變壓器的輸入電壓，即電源電壓不得高于變壓器額定電壓的105%。

用戶對電源電壓的要求，總是希望能穩定一些，以免對用電設備產生不良影響。而電力系統的電壓是隨運行方式和負載的增減而變動的，因此，通常在變壓器上安裝分接開關，以便根據系統電壓的變動進行適當調整，從而使送到用電設備上的電壓保持相對穩定。

普通變壓器通常采用無勵磁調壓。切換分接開關時，應首先將變壓器從高、低壓電網中退出運行，然后進行切換操作。由于分接開關的接觸部分在運行中可能燒蝕，或者長期浸入油中產生氧化膜造成接觸不良，所以在切換之后還應測量各相的電阻。對大型變壓器尤應做好這項測量工作。

裝有有載調壓裝置的變壓器，無需退出運行就可以進行切換，但也要定期進行檢查。

4.2.10　變壓器過負載的處理方法

運行中的變壓器如果過負載，可能出現電流指示超過額定值，有功、無功功率表指針指示增大，或出現變壓器“過負載”信號、“溫度高”信號和音響報警等信號。

值班人員若發現上述異常現象或信號，應按下述原則進行處理。

①向有關負責人匯報，并做好記錄。

②及時調整變壓器的運行方式，若有備用變壓器，應立即投入運行。

③及時調整負載的分配，與用戶協商轉移負載。

④如屬正常過負載，可根據正常過負載的倍數確定允許時間，若超過時間應立即減小負載。同時，要加強對變壓器溫度的監視，不得超過允許溫度值。

⑤如屬事故過負載，則過負載的允許倍數和時間應根據制造廠的規定執行。

⑥對變壓器及其有關系統進行全面檢查，若發現異常，應立即匯報調度員并進行處理。

4.2.11　變壓器自動跳閘的處理方法

變壓器自動跳閘后，一般應按以下步驟進行處理：

①變壓器自動跳閘后，值班人員應投入備用變壓器，調整負載和運行方式，保持運行系統及其設備處于正常狀態。

②檢查屬于何種保護動作及動作是否正確。

③了解系統有無故障和故障性質。

④屬于下述情況，又經調度員同意，可不經外部檢查進行試送電：人員誤碰、誤操作和保護裝置誤動作；僅變壓器的低壓過電流或限時過電流保護裝置動作，同時跳閘變壓器的下一級設備發生故障而保護裝置未動作，且故障點已隔離，但只允許試送電一次。

⑤如屬重瓦斯或速斷等保護裝置動作，故障時又有沖擊作用，則需要對變壓器及其系統停電進行詳細檢查，并測定絕緣電阻。在未查清原因以前，禁止將變壓器投入運行。

⑥詳細記錄故障情況、時間和處理過程。

⑦查清和處理故障后，應迅速恢復正常運行方式。

4.2.12　變壓器油的簡易鑒別方法

通常，變壓器油只有經過耐壓試驗，才能鑒別其優劣。但是，油質不佳的油，也可大致從外觀上鑒別出來。一般可以從以下幾個方面進行鑒別：

①顏色：新油一般為淺黃色，長期運行后呈深黃色或淺紅色。如果油中有沉淀物，油色變為深暗色，并帶有不同顏色，則表明油不合格。如果油色發黑，則表明油炭化嚴重，不宜繼續使用。

②透明度：將變壓器油盛在直徑30～40mm的玻璃試管中觀察，在-5℃以上時應該是透明的。如果透明度低，說明油中雜質多，有游離碳。

③熒光：裝在試管中的新油，迎著光線看時，在兩側會呈現出乳綠或藍紫色反射光線，稱為熒光。如果熒光很微弱或完全沒有，說明油中有雜質和分解物。

④氣味：合格的油沒有氣味或只有一點煤油味。如果有焦味，則表示油不干燥；若油有酸味，則表示油已嚴重老化。鑒別氣味時，應將油樣攪勻并微微加熱；也可滴幾滴油在清潔的手上研磨，鑒別其氣味。

4.2.13　補充變壓器油的注意事項

如果變壓器缺油，可能產生以下后果：

①油面下降到油位計監視線以下，可能造成氣體保護裝置誤動作，并且也無法對油位和油色進行監視。

②油面下降到變壓器頂蓋之下，將增大油與空氣的接觸面積，使油極易吸收水分和氧化，從而加速油的劣化。潮氣進入油中，會降低繞組的絕緣強度，使鐵芯和其他零部件生銹。

③因滲漏而導致嚴重缺油時，變壓器的導電部分對地和相互間的絕緣強度將大大降低，遭受過電壓時極易擊穿。

④變壓器油不能浸沒分接開關時，分接頭之間會泄漏放電而造成高壓繞組短路。

⑤油面低于散熱管的上管口時，油就不能循環對流，使變壓器溫升劇增，甚至燒壞變壓器。

如果變壓器出現缺油現象，通常可采取以下措施：

①如因天氣突變、溫度下降造成缺油，可關閉散熱器并及時補充油。

②若大量滲、漏油，可根據具體情況，按規程采取相應的補油措施。

在變壓器運行中，如果需要補充油，應注意以下幾點：

①防止混油，新補入的油應經試驗合格。

②補油前應將氣體保護裝置改接信號位，以防止誤動掉閘。

③補油后要檢查氣體繼電器，及時放出氣體，運行24h后如果無異常現象，再將其接入跳閘位置。

④補油量不得過多或不足，油位應與變壓器當時的油溫相適應。

⑤禁止從變壓器下部閥門補油，以防止將變壓器底部的沉淀物沖入繞組內而影響絕緣和散熱。

4.2.14　變壓器運行中常見的異常現象及其處理方法

變壓器運行中常見的異常現象及其處理方法見表4-1。