浅析变压器运行方式

变压器按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。

那么变压器如何操作呢，变压器操作有什么秘诀吗？本文讲简述下。

1.变压器的停、送电操作顺序的规定及变压器工作状态分类1.1变压器停送电操作顺序主变压器停、送电操作顺序是：停电时先停负荷侧，后停电源侧；送电时先送电源侧，后送负荷侧，原因是：a.多电源时，按上述顺序停电，可以防止变压器反充电，若先停电源侧，遇有故障可能造成保护误动或拒动，延长故障切除时间，扩大停电范围。

b.从电源侧逐级送电，如遇故障便于按送电范围检查。

c.当负荷侧母线电压互感器带有低频减载装置，且未装电流闭锁时，停电先停电源侧，可能由于大型同步电动机的反馈，使低频减载装置误动作。

1.2变压器工作状态分类运行后的变压器工作状态分四种状态，即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。

运行状态：变压器的断路器、隔离开关都处在合闸位置的运行工作状态；热备用状态：变压器只断开断路器，隔离开关仍在合闸位置的非运行工作状态；冷备用状态：变压器的断路器、隔离开关都在分闸位置的非运行工作状态；检修状态：变压器所有断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线，悬挂标示牌，设置临时遮栏等安全技术措施的非运行状态。

2.变压器的运行电压规定2.1运行电压的范围规定运行电压一般不应高于运行分接额定电压的105%，对于特殊的使用情况，允许不超过110%的额定电压运行。

2.2电流与电压的关系电流与电压的关系按下式：当负荷电流/额定电流=K,(0≤K≤1)时，按对运行电压U进行限制。

2.3电压过高对变压器的影响和危害电源电压升高，磁通Фm增加，从而使励磁电流Im增加，励磁电流是无功电流，因而无功增加，变压器允许通过的有功功率降低。

另外电压升高，磁通增大，使铁心饱和产生过激磁，造成变压器的电压、磁通波形畸变（形成峰波），高次谐波分量增加，因而增加电机和线路的附加损耗，产生系统的谐振过电压，破坏电气设备绝缘，同时高次谐波要干扰附近的通讯线路。

对变压器本身，由于电压升高会对变压器产生过激磁，变压器的过激磁必然引起变压器铁心过热，使铁心绝缘老化，降低变压器寿命甚至将变压器烧毁。

2.4变压器产生过电压的原因电力系统因事故解列后，部分系统的甩负荷过电压、铁磁谐振过电压、变压器分接开关档位调整不当，长线路末端带空载变压器或其他操作，发电机频率不到额定值过早加励磁电流，发电机自励磁等情况。

2.5变压器的电压调整变压器的运行电压调整是通过分接开关实现的，变压器分接开关设置，分无励磁调压和有载调压开关两种。

无励磁调压开关必须在停电条件下才能进行分接调档，调档时对单相开关要注意三相调档档位要一致，调档后一定要做变压比试验，确认三相档位一致时才能送电。

有载调压开关可以在带电的条件下进行分接调档，调档时应遵守如下规定：应逐级调压、调压时监视分接档位、电压、电流的变化。

三相变压器分相安装的开关，或单相变压器组的有载分接开关，宜三相同步操作。

有载调压变压器并联运行时，其调压操作应轮流逐级同步进行。

有载调压变压器与无励磁调压变压器并联运行时，两台变压器的分接电压应尽量接近。

2.6电压调整时的变压器容量当电压调整时变压器的容量有如下规定：无励磁调压±5%范围内变换分接，变压器容量不变；有载调压范围较大时，如±7.5%和±10%分接范围，在最大负分接时，即在-7.5%和-10%分接时，由于导线电流的限制，变压器容量应相应降低运行，如制造厂无规定通常降低2.5%和5%。

3.变压器运行温度的监测及规定3.1环境温度国家标准GB1094.1—1996《电力变压器第一部分总则》中规定如下：最高气温+40℃；最高年平均温度+20℃；最低气温-25℃（户外式）-5℃（户内式）；水冷却器入水口最高温度+25℃。

3.2变压器运行时2个温度的监测包括顶层油温度和绕组温度（如果绕组温度计有设置的话）两个温度。

3.3顶层油温度规定限制对自冷和风冷却式变压器为95℃，为防止变压器油老化过速，通常按降低10度即不超过85℃控制，各运行单位设置80℃报警。

对强油循环变压器为85℃，通常按降低10度即不超过75℃控制，各运行单位设置70℃报警。

3.4绕组温度规定限值：如果变压器设置有绕组温度计、绕组温度计显示的温度是变压器绕组的最热部分温度，绕组温度规定的最高限值为95~100℃（一般绕组温度比油顶层温度高10~15℃，如果油顶层温度按85℃限值控制，绕组温度则按95~100℃限值控制），通常设置90~95℃报警。

3.5变压器各部位温升限值的规定按国家标准GB1094.2—1996《电力变压器第二部分温升》中规定：温升限值=最高温度-环境温度3.5.1变压器各部位的温升限值如下：-顶层油的温升限制为55K（全密封为60K）-强油循环的变压器规定为40K-线圈的温升限值为65K-铁心及变压器内部金属表面为80K-套管接线端子连接处，空气中的温升不大于55K，在油中的温升不大于15K3.5.2变压器顶层油和绕组的温升限值如下：按照国标GB1094设计的变压器，A级绝缘的正常寿命承受温度值为98℃，保证正常寿命年平均气温是20℃，而线圈最热点与线圈平均温差规定是13K，所以线圈温升限值是98-20-13=65K。

油正常运行的最高油温是95℃，最高气温是40℃，所以顶层油温升限值为95-40=55K。

3.5.3高海拔或环境温度超过规定要求的地区的温升规定：在海拔高于1000m的地区运行时，绕组平均温升对自冷变压器（AN），每升高400m降低1K，风冷变压器（AF）每升高250m降低1K。

环境温度超过月均温30℃或年均温20℃时，变压器的顶层油、绕组、铁心温升限值应按超过部分的数值的多少降低。

3.6关于温控器的控制设置规定a.顶层油温的控制设置（用户可自行调正），如用户无要求，可按如下规定设置：80℃时，温度报警（强油循环70℃报警）45℃（GB/T6451规定50℃）时，风冷散热器风扇停止（注意：强油风冷却变压器不能全停）。

55℃（GB/T6451规定65℃）时，风冷散热器风扇启动，强油风冷器的辅助冷却器启动投入。

105℃时，变压器跳闸。

b.绕组温度计的控制设置（用户可自行调正），如用户无要求，可按如下规定设置：90~95℃时，温度报警。

70℃时，风冷散热器的风扇启动，强油风冷器辅助冷却器启动投入。

115℃时，变压器跳闸。

3.7变压器的相对热老化率按GB1094设计的变压器，老化率与绕组热点温度有关，在额定负荷和正常环境温度下，热点温度的常用基准值为98℃，变压器负载导则规定在此温度（98℃）下的相对老化率等于1。

某温度下的相对热老化率等于该温度下的热老化率与98℃时的热老化率之比，称相对于98℃时的相对热老化率，即：γ=在θ温度下的热老化率/98℃下的热老化率其中θ——运行时的温度值℃γ——相对热老化率由公式中可见温度在98℃基础上每增加6度，老化率增加一倍（98℃时老化率为1），寿命减半，这就是著名的6度法则，其变化规律如下表（按6度规律变化）：4.变压器不同负载（荷）状态下的运行规定4.1变压器负荷分类变压器带负载（荷）运行，不可能总是带额定负载一成不变的，其负荷特性分三种状态（类型）：正常周期性负荷、长期急救周期性负荷、短期急救负荷。

正常周期性负荷：与变压器设计中采用的额定负载是等效的，它的周期性高低负荷变化是可互相补偿的，即某段时间环境温度较高或超过额定电流，但可以由其他时间内的环境温度较低或低于额定电流所补偿，在热老化方面能够等效补偿。

长期急救周期性负荷：要求变压器长时间在环境温度较高，或超过额定电流下运行，这种负荷方式可能持续几星期或几个月，将导致变压器的老化加速，但不直接危及绝缘强度的安全。

短期急救负载：要求变压器短时间大幅度超额定电流运行，这种负载可能导致绕组热点温度达到危险的程度，使绝缘强度暂时下降。

4.2变压器不同负荷的运行规定a．正常周期性负荷的运行规定：可以周期性的超额定电流运行（老化系数≤1的情况下）。

变压器有严重缺陷时不易超额定电流运行。

正常周期性负荷下，当超额定电流下运行时，允许超过的负载系数K2和时间，按GB/T15164《油浸式电力变压器负载导则》规定，查第三篇第15条的负载图（图9—图12曲线图），每个图中有8张曲线图，每张曲线图分别是不同温度下的负载系数K2和时间与对应的K1的关系曲线，即-25、-20、-10、0、10、20、30、40℃八种温度下负载图。

b.长期急救周期性负载的运行规定：变压器在这种负荷方式下运行，将导致变压器的老化加速，虽不直接危及绝缘的安全，但将在不同程度上缩短变压器寿命，应尽量减少这种负荷方式。

此时的平均相对老化率大于1（甚至远大于1）。

长期急救周期性负荷下，超额定电流运行时，允许超过的负载系数K2和时间，按GB/T15164《油浸式电力变压器负载导则》规定，查第三篇第16条的负载表（表7—表30）。

共给出4种类型变压器的6个持续时间的日寿命损失表。

按这些日寿命损失表，既可以得出变压器在急救负载周期间的寿命损失，也可以得出K1、K2的负载图，用以计算或查出允许超过的负载系数K2和时间。

c.短期急救负载的运行规定：短期急救负载下运行，使变压器短时间大幅度超额定电流运行，这种负载方式可能导致热点温度达到危险程度，相对老化率远大于1。

所以应尽量压缩负荷、减少时间，一般规定不允许超过0.5h，0.5h内的短期急救负载系数K2，可以在长期急救周期性负载表中或在运行规程《DL/T572-95》中的表3中查到。

4.3变压器超铭牌值（额定值）运行时，电流和温度最高限值的规定变压器在符合4.2条不同负荷的运行规定的前提下，还应注意电流和温度的限值规定，即当变压器超过铭牌规定的额定负载运行时，其电流和温度不能超过下表规定的最高限值。

5.变压器运行中风冷散热器和强油冷却器的运行条件规定5.1风冷散热器的运行条件通常顶层油温度达55℃时风扇投入（GB/T6451规定65℃），温度下降到45℃（GB/T6451规定50℃）时停止风扇；电流达额定电流70%（GB/T6451规定为2/3）时投入风扇，电流低于50％时停止风扇。

绕组温度达70℃时投入风扇，风扇的投入和停止条件也可由用户自定。

油浸风冷变压器停止风扇后，油顶层温度如果不超过65℃，允许带额定负载运行。

5.2强油风冷却器的运行条件强油冷却变压器所用的冷却器，按其在运行中发挥的作用分三种：即工作冷却器、辅助冷却器和备用冷却器。

变压器正常运行时的通常规定，当在额定负载以下时，投入的工作冷却器的台数按下式确定：其中：N1——工作台数β——负载率（实际负载比额定负载）N——总台数N3——备用台数P0——变压器空载损耗（kW）PK——变压器负载损耗（kW）P——变压器总损耗（kW）变压器运行中,当变压器负载较低时,应按负载大小情况计算所需投入的冷却器数量，计算方法也可按下式进行。