《電力變壓器 第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》征求意見

　　【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】近日，由沈陽(yáng)變壓器研究院有限公司 、西安西電變壓器有限責(zé)任公司 、中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司等單位起草，TC44(全國(guó)變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì))歸口的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《電力變壓器 第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》征求意見稿已編制完成，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　油浸式電力變壓器(包括配電變壓器)是輸變電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，也是各類絕緣形式中最基本且最量大面廣的產(chǎn)品，在我國(guó)整個(gè)變壓器市場(chǎng)中，油浸式電力變壓器占了絕大多數(shù)的比例。隨著我國(guó)輸變電事業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)油浸式電力變壓器的制造水平一直在不斷提高。尤其是近年來(lái)，國(guó)內(nèi)變壓器行業(yè)通過自身的不斷努力，使電力變壓器產(chǎn)品品種、質(zhì)量水平、電壓等級(jí)及額定容量等方面都有了大幅提高。目前產(chǎn)品涵蓋了 6kV、10kV、20kV、35kV、66 kV、110kV 、220kV、330 kV、500kV、750kV、1000kV 各電壓等級(jí)，其中 1000kV 是目前世界上最高的交流輸電電壓等級(jí)，我國(guó)已有成熟的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品在進(jìn)行商業(yè)運(yùn)營(yíng)。大多數(shù)情況下，變壓器都是在帶負(fù)載的條件下進(jìn)行運(yùn)行，負(fù)載情況與變壓器的壽命直接相關(guān)，合理地確定正常負(fù)載、短期過載及長(zhǎng)期過載條件，是變壓器運(yùn)行的關(guān)鍵因素，也是保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要條件。
 

　　本標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)各類油浸式電力變壓器如何帶負(fù)載運(yùn)行的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，它從運(yùn)行溫度和熱老化角度提供了電力變壓器的規(guī)范和負(fù)載導(dǎo)則，并提供了超銘牌額定容量的負(fù)載推薦值，為技術(shù)人員選擇新設(shè)備的適當(dāng)額定參數(shù)和如何確定負(fù)載條件提供了指導(dǎo)，對(duì)合理地使用變壓器具有重要的指導(dǎo)作用。
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
 

　　本文件為GB/T 1094《電力變壓器》的第7部分。GB/T 1094已經(jīng)發(fā)布了以下部分：
 

　　——第 1 部分：總則；
 

　　——第 2 部分：液浸式變壓器的溫升；
 

　　——第 3 部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙；
 

　　——第 4 部分：電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)導(dǎo)則；
 

　　——第 5 部分：承受短路的能力；
 

　　——第 6 部分：電抗器；
 

　　——第 7 部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則；
 

　　——第 10 部分：聲級(jí)測(cè)定；
 

　　——第 10.1 部分：聲級(jí)測(cè)定 應(yīng)用導(dǎo)則；
 

　　——第 11 部分：干式變壓器；
 

　　——第 12 部分：干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則；
 

　　——第 14 部分：采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器；
 

　　——第 15 部分: 充氣式電力變壓器；
 

　　——第 16 部分: 風(fēng)力發(fā)電用變壓器；
 

　　——第 18 部分：頻率響應(yīng)測(cè)量；
 

　　——第 23 部分：直流偏磁抑制裝置。
 

　　本文件代替GB/T 1094.7—2008《電力變壓器 第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》，與GB/T 1094.7—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性修改外，主要技術(shù)變化如下：
 

　　——絕緣壽命依據(jù)最新研究結(jié)果更新；
 

　　——溫度限值已重新修訂，建議了最大鐵芯溫度；
 

　　——建議了溫升試驗(yàn)中使用的光纖傳感器數(shù)量；
 

　　——考慮了 Q、S 以及 H 系數(shù)；
 

　　——熱模型按照通用數(shù)學(xué)形式進(jìn)行了重新修訂以及改寫；
 

　　——簡(jiǎn)短討論了地磁感應(yīng)電流，并建議了相應(yīng)溫度限值；
 

　　——進(jìn)行了廣泛文獻(xiàn)綜述，并在文獻(xiàn)中加入了大量參考。
 

　　本文件使用重新起草法修改采用IEC 60076-7:2018《電力變壓器 第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》。
 

　　本文件提供了對(duì)變壓器在超銘牌額定值負(fù)載效應(yīng)、相對(duì)老化率和變壓器絕緣壽命、限制、溫度測(cè)定和分接開關(guān)的影響等運(yùn)行方面的指導(dǎo)，并闡述了變壓器在不同環(huán)境溫度和負(fù)載條件下的運(yùn)行對(duì)其壽命的影響。本文件適用于礦物油液浸式變壓器。
 

　　一般后果：
 

　　變壓器負(fù)載超銘牌額定值的后果如下：
 

　　a) 繞組、線夾、引線、絕緣及油的溫度將會(huì)升高，且有可能達(dá)到不可接受的程度；
 

　　b) 鐵芯外的漏磁密度將增加，從而使與此漏磁通耦合的金屬部件由于渦流而發(fā)熱；
 

　　c) 隨著溫度變化，絕緣和油中的水分和氣體含量將會(huì)發(fā)生變化。
 

　　d) 套管、分接開關(guān)、電纜終端接線裝置和電流互感器等也將受到超出其設(shè)計(jì)和使用裕度的較高應(yīng)力。
 

　　主磁通與增加的漏磁通合在一起，可能會(huì)使鐵芯過勵(lì)磁能力受到限制【6】【7】【8】。
 

　　短期急救負(fù)載的影響和危險(xiǎn)：
 

　　短時(shí)增加負(fù)載將會(huì)使運(yùn)行條件中的故障風(fēng)險(xiǎn)增加。短時(shí)急救過負(fù)載會(huì)使導(dǎo)體熱點(diǎn)溫度上升，可能使絕緣強(qiáng)度呈暫時(shí)性的降低。但是，接受這種短時(shí)過載條件可能比失去供電更好些。這類過負(fù)載預(yù)計(jì)是很少發(fā)生的，然而，一旦出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速降低負(fù)載或切斷變壓器，以免發(fā)生故障。這種負(fù)載允許時(shí)間小于整個(gè)變壓器的熱時(shí)間常數(shù)，并且它也與過負(fù)載前的運(yùn)行溫度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，它小于半小時(shí)。
 

　　短期故障的主要危險(xiǎn)是由于在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)(即在繞組和引線處)內(nèi)可能出現(xiàn)氣泡，使其介電強(qiáng)度下降。對(duì)于繞組絕緣含水量約為2%的變壓器，在熱點(diǎn)溫度超過140℃時(shí)，很可能產(chǎn)生氣泡。當(dāng)水分含量增加時(shí)，此溫度限值將會(huì)降低。
 

　　a) 當(dāng)大金屬結(jié)構(gòu)件由于漏磁發(fā)熱時(shí)，在其表面處(油中或固體絕緣內(nèi))會(huì)出現(xiàn)氣泡，或者當(dāng)油過飽和時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氣泡。然而，這種氣泡通常是在場(chǎng)強(qiáng)低的區(qū)域中產(chǎn)生，且只當(dāng)它向高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域流動(dòng)時(shí)，才會(huì)引起絕緣強(qiáng)度明顯降低；
 

　　變壓器內(nèi)部的裸金屬部件(除繞組外)，若不是與纖維絕緣材料有直接的熱接觸，而是與非纖維絕緣材料(如芳族聚酰胺絕緣紙、玻璃纖維)和油接觸，則其溫度可能迅速升高，但它不應(yīng)超過180℃；
 

　　b) 在較高溫度下，機(jī)械性能的暫時(shí)退化可能降低短路強(qiáng)度；
 

　　c) 套管內(nèi)部的壓力升高可能會(huì)導(dǎo)致漏油，從而引起故障。如果絕緣的溫度超過 140℃，電容式套管內(nèi)部也將產(chǎn)生氣泡；
 

　　d) 儲(chǔ)油柜中的油因油膨脹可能會(huì)溢出；
 

　　e) 切斷分接開關(guān)內(nèi)的過大電流可能有危險(xiǎn)。
 

　　繞組、鐵芯和結(jié)構(gòu)件中的最大熱點(diǎn)溫度限值是按短期風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行考慮的(見第7章)。
 

　　當(dāng)負(fù)載降到正常水平時(shí)，短期危險(xiǎn)一般會(huì)消失。但是它們應(yīng)當(dāng)被有關(guān)各方(包括計(jì)劃員、資產(chǎn)所有者和操作員)確認(rèn)并接受。
 

　　長(zhǎng)期急救負(fù)載影響：
 

　　這不是正常工作條件，這類過負(fù)載預(yù)計(jì)是很少發(fā)生的，然而，一旦出現(xiàn)時(shí)，其可能持續(xù)數(shù)周甚至幾個(gè)月的時(shí)間，并能導(dǎo)致嚴(yán)重的老化。
 

　　a) 導(dǎo)線絕緣機(jī)械特性在較高的溫度下，熱劣化進(jìn)程將加快，如果熱劣化到一定程度時(shí)，變壓器的有效壽命將縮短，若此后遇到系統(tǒng)短路或運(yùn)輸事件，變壓器的壽命損失將更加嚴(yán)重；
 

　　b) 其他絕緣件，特別是維持軸向壓力的繞組壓板，老化率在較高溫度下也可能加快；
 

　　c) 由于電流和溫度的升高，分接開關(guān)的接觸電阻可能增加，嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象；
 

　　d) 變壓器的密封材料在高溫下，可能變脆。
 

　　相對(duì)老化率和壽命損失百分?jǐn)?shù)的計(jì)算準(zhǔn)則是按長(zhǎng)期危險(xiǎn)進(jìn)行考慮的。
 

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