分析非晶合金铁心配电变压器运维要点
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引言:近年来,随着我国经济转型的不断深入,电力行业得到了快速的发展,同时随着国家节能降耗政策的推广,相关的电力节能产品越来越受到人们的重视。合金铁心配电变压器作为新型的节能设备,具有低能耗、高稳定性的优点,并且随着制造技术和生产工艺水平的不断提升,其得到了广泛的应用。在合金铁心配电变压器的运行过程中,对其进行运行维护就显得尤为重要,因此,本文从非晶合金配电变压器的结构与性能特点入手,对非晶合金铁心配电变压器运维要点进行了分析,具有较高的指导意义。
一、非晶合金配电变压器的结构与性能特点
(一)非晶合金铁心
现如今,配电变压器中的非晶合金带材分为三种,分别是宽度为213毫米、170毫米和142毫米的带材。一般非晶合金带材的厚度都比较低,仅为普通硅钢片的十分之一。但是其硬度较高一般可以达到硅钢片的五倍以上,较高的硬度使得非晶合金的加工剪切变的相对困难,对加工设备和剪切刀具的要求较高。因此非晶合金变压器的铁心材料一般采用同一宽度的合金带材,并将带材的截面切割成长方形的铁心结构。在进行非晶合金铁心制作时,首先根据铁心需要的程度对非晶合金带材进行剪切,并使用工模器具对其进行加工,将其截面制作成矩形框形状。非晶合金带在成材过程中急速冷却和冲剪、卷制加工铁心时产生应力,为了获得良好的空载损耗特性,非晶合金铁心成形后必须采用氮气保护,在适当温度、一定的磁场条件下进行退火处理,退火工艺较复杂,要求较高。
(二)绕组
非晶合金配电变压器中的绕组一般采用螺旋式和层式两种结构,在绕组层间均采用网格点胶纸进行绝缘,其优点是具有较强的径向机械强度、较好的冲击电压分布并且在油道散热方面具有较高的效率。绕组的形状受到铁心截面形状的影响较大,由于铁心截面一般是长方形,所以绕组的形状也通常设计成带圆角的矩形。由于矩形绕组的设计和制造方法不同于圆形绕组,其在对矩形模具进行缠绕时,贴服性明显不如圆形模具,因此就需要对矩形绕组的径向尺寸进行控制。控制措施一般采用不浸漆工艺将低压绕组绕在硬筒上,将高压绕组直接套绕在低压绕组上,来提高矩形绕组的贴服度,实现矩形绕组的设计和制造。
(三)器身
由于非晶合金铁心材料的磁性能受到张应力和弯曲应力等机械应力的影响较大,随着机械应力的增大,非晶合金铁心的损耗也会加大。因此,非晶合金变压器在器身结构方面的主承重结构件一般不选用铁心材料。通常情况下,器身上下左右采用截面呈“Ω”形的折板夹件联接,装配时,将绕组支撑在单独的绕组支撑系统上,压紧固定。这样一来,除了铁心自身的质量之外,没有其它的压紧力加在铁心之上,保证了器身结构的坚固性。此外,在器身整个装配过程中要尽量避免铁心产生应力。在铁心框与绕组装配时,需要打开一系列接缝,套装绕组后再搭接接缝。由于对非晶合金进行退火处理之后会使得其脆性增加,同时碎屑产生的几率增加,因此采用先进成熟的工艺进行器身结构设计和装配,尽量避免上述情况而造成减少器身返工现象发生。
(四)抗短路能力
由于非晶合金铁心的损耗受到压力的影响很大,压力越大铁心的损耗就越大。因此,一旦变压器发生短路,就会产生强大的冲击性电动势,非晶合金铁心是无法直接承受如此强大的压力。然而同时,非晶合金铁心变压器的器身结构较为紧固,可以减轻铁心所受到的压力,减少了变压器短路时径向的内缩或外扩,使得非晶合金变压器具有较强的抗短路能力。
二、非晶合金铁心配电变压器运维要点
由于非晶合金铁心变压器的损耗较低,从而使得其具有温升低、发热少、超载能力强的特点。通过实践表明,非晶合金铁心变压器具有安全可靠的运行性能,并且运行维护较为方便和有效,使得返修率较低。在非晶合金铁心变压器的运行过程中,需要对其进行实时的维护和检查,对于出现的问题进行及时的反馈和解决,确保非晶合金铁心变压器安全稳定的运行。具体要点表现在以下方面:
首先,合金铁心配电变压器在经过长途运输之后,需要对其进行包括交接试验在内的全面检查。具体体现在测量空载电流和空载损耗、测量短路阻抗和负载损耗、测量绕组对地绝缘电阻、测量绕组电阻和耐压试验等方面,确保非晶合金铁心配电变压器的性能指标一切正常,为其之后的正常运行奠定基础。
其次,在非晶合金铁心配电变压器安装完成之后,在进行变压器的运行前需要对其外观进行检查并进行绝缘电阻的测试。同时需要在熔断器保护时对短路容量和灵敏度进行检查,以及对变压器运行声音和变压器油位指示进行听辨和观察,确保正常后可进行负荷运行。
再次,在非晶合金铁心配电变压器投入运行之后,需要对其进行实时的检查和维护,确保其安全稳定的运行。在运行时需要对储油柜上的油位计进行检查,确保其是否清晰并与实际环境温度相符。并在运行过程中对变压器的套管、油位计、排油阀以及盖板等处的密封性进行检查,同时对变压器的外壳和低压侧中性点等接地的牢固情况进行检查。以及确保变压器的绝缘电阻和直流电阻是否符合电力相关标准。一旦发现问题及时进行上报和处理,确保非晶合金铁心配电变压器的稳定运行,减少故障所带来的损失。
三、结语
现如今,随着科学技术的不断发展,电力行业得到了快速的发展,配电变压器由传统的硅钢带材逐渐转换为非晶合金带材。作为一种新型的节能电器设备,非晶合金配电变压器采用新技术对新材料进行融合,创造出新的器身结构。同时由于非晶合金铁心材料具有较高的低空载损耗特性以及对机械盈利的敏感性较强,导致非晶合金铁心配电变压器的制造和装配工艺要求较高。在非晶合金铁心配电变压器正常运行过程中,需要针对非晶合金铁心的特性对其进行实时的检测和维护,确保其稳定正常的运行。另外,由于目前国内制造非晶合金铁心变压器厂家在工艺水平和生产生产条件等方面存在较大差异,使得市面上的非晶合金铁心变压器质量参差不齐,这就要求在加强市场管理力度的同时,电力企业应加强非晶合金铁心变压器运行维护,确保其稳定正常的运行,从而促进电力行业的快速稳定发展。
参考文献
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(作者单位:国网山东曹县供电公司)
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