变压器的安全性能研究

油浸式变压器作为电力系统中一种非常重要的电气设备,起到传输电能和改变系统电压等级的作用,它在电能的合理分配和经济使用方面发挥着巨大的作用,因此被广泛应用于电力工程中。电力系统的安全性主要是由电力设备的安全运行决定的,而变压器是最重要的高压设备之一,所以应保证其安全可靠运行。在变压器生产制造和产品分析过程中,人们总是不断地提出和改进研究方法,开发适于分析变压器性能的软件,并通过不断地探索和试验来提高变压器的运行可靠性。

绝缘结构是变压器设计中最重要的问题,绝缘结构是否合理直接影响变压器的质量性能。合理的绝缘结构的设计依赖于精确的理论推算、数据分析,并且需要经过现场电气试验的验证。对变压器进行绝缘结构设计时要综合考虑绝缘性能、机械强度、经济因素等。合理的变压器电场分析是进行绝缘结构设计的前提。进行变压器电场分析前应计算变压器在各种运行状况下内部电场的分布,然后找出变压器内部绝缘结构最为薄弱的地方,也就是电场强度最大值出现的位置,计算其绝缘裕度。

随着现代大电网的发展,我国变压器开始逐渐朝着特高压、大容量、多品种系列化的趋势发展,同时变压器的结构原理和材料性能也有较大的发展与创新。变压器如果出现局部过热,将会缩短绝缘材料的使用寿命,危及变压器的正常运行,因此研究变压器温升问题对变压器的设计及开发具有非常重要的意义。

变压器的温升问题涉及电磁学、热学和流体力学等多个学科,是非常复杂的课题,去的变压器由于容量小、热点温升不明显,并没有引起太多重视,导致对其研究很少。再加上其问题自身的复杂性及实验难度,很难得到准确数值,所以对变压器发热问题的研究一直进展非常缓慢。变压器祸流损耗或者祸流损耗泰度过大都有可能引起局部过热问题,进而引起一些不良效应,影响变压器的安全运行。为降低附加损耗,大容量变压器绕组多采用换位导线或并联导线;油箱及夹件均增设磁屏蔽;拉板则在其纵向方向上开通槽。由经验可知增设磁屏蔽和开槽均可降低损耗,但不适当的磁屏蔽或通槽尺寸都有可能产生新的过热点,因此有必要对屏蔽和开槽的合理性进行研究。为提高变压器的散热效率一方面应尽量减小其内部热源产生的损耗,另一方面应改善变压器的散热情况。