變壓器的安全性能研究

油浸式變壓器作為電力系統中一種非常重要的電氣設備,起到傳輸電能和改變系統電壓等級的作用,它在電能的合理分配和經濟使用方面發揮著巨大的作用,因此被廣泛應用于電力工程中。電力系統的安全性主要是由電力設備的安全運行決定的,而變壓器是最重要的高壓設備之一,所以應保證其安全可靠運行。在變壓器生產制造和產品分析過程中,人們總是不斷地提出和改進研究方法,開發適于分析變壓器性能的軟件,并通過不斷地探索和試驗來提高變壓器的運行可靠性。

絕緣結構是變壓器設計中最重要的問題,絕緣結構是否合理直接影響變壓器的質量性能。合理的絕緣結構的設計依賴于精確的理論推算、數據分析,并且需要經過現場電氣試驗的驗證。對變壓器進行絕緣結構設計時要綜合考慮絕緣性能、機械強度、經濟因素等。合理的變壓器電場分析是進行絕緣結構設計的前提。進行變壓器電場分析前應計算變壓器在各種運行狀況下內部電場的分布,然后找出變壓器內部絕緣結構最為薄弱的地方,也就是電場強度最大值出現的位置,計算其絕緣裕度。

隨著現代大電網的發展,我國變壓器開始逐漸朝著特高壓、大容量、多品種系列化的趨勢發展,同時變壓器的結構原理和材料性能也有較大的發展與創新。變壓器如果出現局部過熱,將會縮短絕緣材料的使用壽命,危及變壓器的正常運行,因此研究變壓器溫升問題對變壓器的設計及開發具有非常重要的意義。

變壓器的溫升問題涉及電磁學、熱學和流體力學等多個學科,是非常復雜的課題,去的變壓器由于容量小、熱點溫升不明顯,并沒有引起太多重視,導致對其研究很少。再加上其問題自身的復雜性及實驗難度,很難得到準確數值,所以對變壓器發熱問題的研究一直進展非常緩慢。變壓器禍流損耗或者禍流損耗泰度過大都有可能引起局部過熱問題,進而引起一些不良效應,影響變壓器的安全運行。為降低附加損耗,大容量變壓器繞組多采用換位導線或并聯導線;油箱及夾件均增設磁屏蔽;拉板則在其縱向方向上開通槽。由經驗可知增設磁屏蔽和開槽均可降低損耗,但不適當的磁屏蔽或通槽尺寸都有可能產生新的過熱點,因此有必要對屏蔽和開槽的合理性進行研究。為提高變壓器的散熱效率一方面應盡量減小其內部熱源產生的損耗,另一方面應改善變壓器的散熱情況。