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变压器过负荷情况及保护措施

         要立即解决主变满载或过负荷运行情况是不可能的，这需要整个电网经过长期规划建设才能实现。所以，在不影响变压器自然寿命情况下，有效利用变压器过负荷能力是一种切实而有效地解决方法，既可增加供电量，提高效益，又不影响设备的使用寿命。

　　一、变压器的过负荷能力分析
　　220kV变电站有三台变压器，总容量共计303MVA。其中，1号主变63MVA，2号、3号主变各120MVA。正常运行方式是2号、 3号主变并列运行，1号主变热备运。由于设备条件限制，1号主变和2号、3号主变不能并列运行，这就限制了1号主变额定容量的应用。

　　变压器的额定容量，即铭牌容量是在规定的环境温度下，长期能按这种容量连续运行，并能获得经济合理地效率且具有正常的预期寿命(约20-30年)。实 际上变压器的负荷变化很大，不可能固定在额定值运行，在短时间间隔内，有时超出额定容量运行，在另一部分时间间隔内又是欠负荷运行。因此，有必要给出一个 短时容许负荷，即主变的负荷能力，它不同于额定容量。变压器的负荷能力系指在短时间内所能输出的功率，在一定条件下，它可能超过额定容量。

　　过负荷的直接结果是绕组和变压器油的温度升高，影响变压器的寿命。对我局目前状况而言，现在满载运行，能满足负荷需要。出现暂时的过负荷情况，是变压器运行规定允许的。

　　二、变压器热老化定律,
　　变压器的绝缘老化，主要是由于温度、湿度、氧气和油中的劣化产物引起的化学反应引发的，其中高温是促成老化的直接原因。运行中绝缘工作温度越高，化学 反应进行得越快，绝缘老化越快。根据研究结果，变压器的预期寿命与绕组热点温度的关系得出：当变压器绝缘的机械强度降至15%-20%时，变压器的预期寿 命即算终止。因此工程上通常所说的相对预期寿命和老化率都牵涉绕组热点温度，对于标准变压器，在额定负荷和正常环境温度情况下，热点温度的正常基准值为 98 摄氏度，此时，变压器能获得正常预期寿命23-30年，也就是此时变压器老化率为1。

　　根据参考文献可以得出以下结论：绕组温度每增加6C，老化加倍，即预期寿命缩短一半，既热老化定律。所以，要严格限制变压器超限过负荷。

　　三、等值老化原则
　　等值老化原则，就是使变压器在一定时间间隔内绝缘老化和损耗的寿命等于常数，这个常数应相当于绕组温度在整个时间间隔内为恒定、热点温度98摄氏度时变压器所损耗的寿命。

　　为了判断变压器在不同负荷下绝缘老化的情况，可将变压器在某一段时间间隔内实际所损耗的寿命对绕组温度维持恒定98摄氏度时所损耗寿命，求出其比值，称为绝缘老化率。
　　在一定时间间隔内，维持变压器的老化率接近1，是制定变压器过负荷能力的主要依据。

　　四、变压器的温升
　　从以上分析中可以看出，主要以热点温度为基准。因为，它是造成变压器绝缘油老化的主要数据参数。然而，在实际运行中，要测到热点温度是很难的。在实际运行过程中我们所能观察到的温度只有上层油温，所以有必要从变压器的温升分析中找到规律。

　　五、现阶段我局变压器运行情况
　　在运行过程中我局主变上层油温年平均温度在55-60摄氏度之间(根据对多年运行参数的统计)，其远低于常数75摄氏度，超出75摄氏度的时间并不多，因此在事故或特殊方式情况下，主变短时过负荷运行时不会影响变压器的寿命。

　　综上所述，我局主变的过负荷运行的能力是有一定挖掘潜力的。有效利用主变的过负荷能力，将更大地发挥主变的潜能，更好地利用设备的能力，使运行过程中 尽可能减少负荷损失，提高经济效益。但由于其它原因的制约，发挥变压器的过负荷能力不能片面地只考虑变压器自身的条件，还要全面考虑系统的运行情况，对于 变压器的缺陷应给予全面的考虑。以上分析中已考虑到一部分余量，所给出的数据在短时间应急时可以不考虑过多其它情况。当然，长时间过负荷运行对变压器的损 害是非常大的。今年由于工业园区的建成，冬季我局可能会频繁出现过负荷情况，暂时用变压器过负荷方式可以解决燃眉之急，但要完全解决这种情况，还需加快电 网的建设，不能完全依赖于变压器的过负荷能力，变压器的过负荷能力只是一种应急(短期)措施。