變壓器過負荷及其控制措施

徐敬

摘 要：對變壓器的過負荷情況進行了簡單闡述，概括了變壓器過負荷的原因，對變壓器過負荷產生的危害及影響進行了分析，根據相關規(guī)程關于變壓器過負荷的一些規(guī)定， 考慮了過負荷相關因素，重點講述了電力變壓器在變電運行中，在利用現(xiàn)有資源情況下，對過負荷的檢查判斷和巡視重點，提出了一些解決辦法。

關鍵詞：電力變壓器;過負荷; 原因;危害;措施

前 言

隨著內江經濟的不斷發(fā)展和西部大開發(fā)政策的進一步深入落實，隨著城市建設的進一步擴大，供電負荷不斷增長，現(xiàn)在計劃用電已不可避免，主變壓器已接近滿載運行，隨時有出現(xiàn)過負荷的現(xiàn)象。變壓器過負荷問題已成為運行值班時候要重點注意的項目。在不影響變壓器自然壽命情況下，有效利用變壓器過負荷能力是一種切實而有效地解決方法，既可增加供電量，提高效益，又不影響設備的使用壽命。

一、變壓器過負荷概述

1、過負荷含義

所謂負荷是指用戶的用電設備所取用的功率，而所謂變壓器過負荷是指變壓器運行時，傳輸的功率超過變壓器的額定容量。

2、過負荷分類

變壓器過負荷運行分為允許過負荷、限制過負荷和禁止過負荷。允許過負荷，即頂部油溫不太高，繞組熱點溫度還無損害，過負荷并不太大，負荷情況穩(wěn)定，但時間不宜過長;限制過負荷，即過負荷程度較重，頂部油溫升高，繞組熱點溫度有一定危害，頂部溫度還未達到極限，但時間不能太長;禁止過負荷，即過負荷很大，運行時間很長，頂部油溫很高，繞組熱點溫度也達到危險程度。

正常過負荷系指不影響變壓器壽命的過負荷。其含義是變壓器在運行中，負荷是經常變化的，在高峰負荷期，變壓器可能短時過載，在低谷期，變壓器欠載。因此，低谷期損失小，可延長使用壽命;高峰期損失大，而縮短使用壽命 這樣低谷可以補償高峰，從而不影響變壓器的使用壽命。因此，若過負荷運行的變壓器總的使用壽命無明顯變化，則可以正常過負荷。

在電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，為了保證對重要用戶的連續(xù)供電，允許變壓器在短時間內過負荷運行，稱為事故過負荷。變壓器在事故狀態(tài)下過負荷運行，不考慮起始負荷倍數和年等值環(huán)境溫度，只考慮變壓器的冷卻方式和當時的環(huán)境溫度。在事故過負荷狀態(tài)下，將加速絕緣老化，減少變壓器的壽命，但因這種損失要比對用戶停電帶來的損失小得多，因此在經濟上仍然是合理的。

3、變壓器熱老化定律

變壓器正常過負荷運行的依據是變壓器絕緣等值老化原則。變壓器的絕緣老化，主要是由于溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產物引起的化學反應引發(fā)的，其中高溫是促成老化的直接原因。高溫加速變壓器油劣化速度，當油溫在70℃以上，每升高10℃油的氧化速度增加1。5-2倍。運行中絕緣工作溫度越高，化學反應進行得越快，引起變壓器機械強度和電氣絕緣強度喪失得愈快，即絕緣老化速度越大，變壓器的預期壽命也愈短。一般認為：當變壓器絕緣的機械強度降低至其額定值的15%--20%時，變壓器的預期壽命即算終止。

4、變壓器過負荷的相關規(guī)定

1）油浸風冷，自冷變壓器最大過負荷不得超過額定容量的30%，強油循環(huán)風冷變壓器最大過負荷不得超過額定容量的20%。具體要視變壓器運行年限、健康狀況區(qū)別加以考慮。一般不超過額定容量運行。

2）變壓器正常過負荷的允許值，應根據過負荷前變壓器所帶負荷以及冷卻介質溫度和變壓器的負荷曲線，按照部《電力變壓器運行規(guī)程》中短期急救負載要求控制。

3）變壓器可以在正常過負荷和事故過負荷的情況下運行。變壓器存在較大缺陷時（如冷卻系統(tǒng)不正常，嚴重漏油、色譜分析異常超過規(guī)定指標、有載調壓分接開關異常等）時，不允許過負荷運行。

4）變壓器在過負荷運行時，應投入全部冷卻裝置并不得操作有載調壓開關。主變允許在額定容量的1.3倍內過負荷連續(xù)運行。

二、變壓器過負荷產生的原因

1、天氣、氣候、季節(jié)等因素導致的負荷增加;（在酷暑和隆冬用電負荷大）

2、人民生活水平的提高及工業(yè)的發(fā)達，導致的生產生活用電量的正常增長;（各種家電的增加）

3、電力系統(tǒng)故障導致的事故過負荷（如發(fā)電廠出力減?。茌敼╇娫O備缺陷包括線路故障＼主變故障等）。

4、電網結構薄弱，運行方式的改變也會造成主變過負荷。

三、變壓器過負荷的危害

1、變壓器的損耗增大：因為變壓器是按額定容量設計的，其經濟運行平衡點在67%左右，當變壓器的負荷超過額定容量時，變壓器的銅損會按平方關系遞加;

2、變壓器輸出電壓降低：當超過變壓器的額定容量后，變壓器二次輸出電壓將會降低，當輸出電流達到短路電流時，電壓也就降為零了;

3、壓器的壽命減少：油浸變壓器的繞組多由A級絕緣材料組成，其耐熱溫度在105度左右，超過這個溫度，會使絕緣材料老化加劇，長期過負荷運行，會使變壓器出現(xiàn)過熱甚至燒毀。

四、變壓器過負荷控制措施（變電運維）

1、變壓器過負荷時應投入全部冷卻器包括所有備用風扇等。

2、變壓器過負荷期間，對變壓器以及所屬開關、刀閘、電流互感器等運行情況加強監(jiān)視，特別注意設備接頭有無發(fā)熱情況，檢查變壓器的各側電流是否超過規(guī)定值、 變壓器的油位、油溫是否正常，并對過負荷情況、時間、溫度等作好記錄。

3、具體過負荷時間、過負荷倍數參照部頒規(guī)程規(guī)定執(zhí)行。

4、在過負荷時值班員應立即報告當值調度員，調度員可設法轉移負荷、投入備用變壓器、改變電網的接線方式、按有關規(guī)定進行拉閘限電等。

小 結

電力變壓器過負荷是變壓器的一種暫態(tài)運行方式，變壓器運行規(guī)程中有明確規(guī)定，在一定時間內允許過負荷運行。現(xiàn)階段，要徹底解決主變滿載或過負荷運行情況是不可能的，這需要整個電網經過長期規(guī)劃建設才能實現(xiàn)。所以，在不影響變壓器自然壽命情況下，根據有關規(guī)定，有效利用現(xiàn)有電網資源和變壓器過負荷能力，采取切實而有效地解決方法消除過負荷現(xiàn)象，既可增加供電量，提高效益，又不影響設備的使用壽命。