（广西百源建设工程设计咨询有限公司 广西南宁 530000）
摘要：电力变压器作为电力设备中的关键器件，不同的设备要求使得电力变压器的设计理念也存在差异性。变压器的设计性能决定了变压器在使用过程中的安全与稳定可靠性。在变压器设计过程中，许多不可抗的风险因素使得变压器的性能会下降，甚至会导致变压器运行时发生故障和问题。本文主要针对电力变压器设计过程中的潜在的风险因素进行详细的讨论与分析，研究内容为变压器的设计做出参考和指导。
关键词：电力变压器设计；风险因素；故障类型
1.背景
1.1变压器检修模式现状
如今，电力系统获得了较大的经济效益，同时也要承担较大的潜在风险。伴随电压等级的增多以及电网领域的增大，针对电网的运行器件和设备，特别是关键器件电力变压器的稳定、安全运行给出严峻苛刻的要求。电力变压器设备风险评估是为了评估变压器运行出现问题对整个系统存在安全隐患，量化分析电力系统中电力变压器的潜在风险，保证工作人员深入而又全面的了解电力变压器的运行状况和采用每个决定要承担的风险。
目前，因为一些维护方式和预知诊断技术的限制，电力系统中的主变压器检修方法一直采用的是过去老式的检修手段，经后期不断的修改和改进后依然没有实质性的进展。但是，伴随我国国民经济的发展以及科学技术的迅速提高，电力设备在质量和数量方便已经发生了较大的变化，传统的检修手段和方式已经出现很多问题而逐渐被淘汰，随着新形势的发展和科技的进步，传统的检修手段至今未能较好的满足电力系统快速发展的要求。
1.2电力变压器设备风险评估技术的功能
风险是发生损失时的不确定性，指的是不好的事或损失发生概率和它的后果的函数，采用数学表达式可以表示：R=f（P，C），R指的是风险因数，P指的是不好的事发生的概率，C指的是该不好的事出现的结果。我们把权衡风险以及对某些风险作评估和测算的整个过程称为风险评估。风险评估的结论利于让管理者进行参考、明晰风险的等级，同时针对相应的风险类型做出相应的风险控制措施和决策。通过电力变压器设备风险评估技术，相关的工作人员既可以顺利的将变压器的风险控制到最低，避免变压器风险较大而产生一些不利于生产的问题和故障，同时能够防止采用不正确的检修形式，致使整个电力系统企业经济效益的下降以及安全隐患的提高。
油浸式变压器是电力系统中常用的一种变压器，而且其也是最为关键的变压器，对整个电力系统的运行起着至关重要的作用，因此整个油浸式变压器的运动状态也受到了较为广泛的关注。电力变压器的针对性设计指的是针对不同应用需求和场合进行相应的设计和改进。科学的变压器设计可以确保配电功能的正确有序工作和执行。本文研究内容主要是以不同类型的变压器为对象，针对其出现的共性问题进行详细分析和归纳。电力变压器设计的结构差异性主要取决于应用场合的不同，以油浸式变压器为例，其设计主要内容包含：①设计变压器铁芯（铁芯外形、尺寸、自身材料等）。②设计变压器线圈（原副边匝数、导线直径）。③选择变压器导线结构（多股线和扁平线）。④选择变压器绕组结构（多层和分段绕制）。⑤设计变压器端控。⑥变压器的损耗与温升。⑦设计变压器的冷却系统。
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2.电力变压器设计中运行风险因素
2.1 变压器设计值与本身损耗值的差硬性较大
变压器在实际运行过程中难免存在以下元器件的损耗，我们称之为变压器损耗。首先，为了保证良好的导电性和经济性，变压器的线圈材料一般选择为铜质的，随着电流在铜线中的传导，那么铜线会不断的发生损耗而导致电阻会发生变化，在相同的电压下那么电流也会随之发生变化。此外，因为存在感应电流，铁芯断面一般则出现涡流发热，导致铁芯温度逐渐身高，使得变压器也会出现一些损耗。变压器中铁芯的损耗与其所用的材料性能关系较为密切，而且铁芯的损耗与电压的变化是呈现正相关的，其会随着电压的增大而升高。铁芯损耗包含两种原因，其一是磁滞损耗，其二是涡流损耗，这两方面对铁芯损耗的影响都是比较大的。所以，在设计过程要及其重视对铁芯的大小、厚度、体积、材料的磁导性能对变压器的影响，全方面的考虑后才能尽可能的降低变压器中的温度升高以及铁芯的过度损耗问题的出现。
2.2 变压器出线侧常出现短路故障
在低压绕组设计过程中，必须要重视的是短路问题。中低压绕组间的短路阻抗比较小，这个位置是发生短路的主要薄弱点。通常情况中低压线圈的损坏概率是比较严重的，其次较为严重的是中压线圈。电力变压器的中低压绕组整体设计过程中，务必要谨慎的做好以下几点：
（1）必须全面考虑绕组的工作实况，接下来做出相应的电磁计算，保留完全充分的设计裕度，唯有如此做才能确保绕组的安匝平衡。
（2）中低压绕组的内衬部分可以选择自黏式导线和硬板绝缘纸筒，为保证其运行的稳定性还需要增加相应的支撑。
（3）还需要合理科学的设计夹件压钉的数量，压包环的机械强度和刚度仍需要有一定的提高，用以降低绕组端部的变形情况。
（4）在工艺流程上需要一定的创新和改进，确保绕组的密实效果，并且通过预密化处理绕组垫块的方式，使得绕组的收缩率完成降低。
2.3 振动噪声超出设计许定值
变压器的本体振动以及冷却系统的振动是整个变压器振动噪声的主要来源。本体振动出现的主要原因是铁芯绕组发生振动引起的。变压器运行过程中硅钢片常发生磁致伸缩现象，而且涡流效应下硅钢片之间会产生吸引的作用，在这种作用下就会出现震动的噪声。另一方面，当电流传导至绕组时，因为漏磁现象的发生导致绕组与绕组内产生一定的电磁力，最终引起了绕组之间发生振动。电力变压器的整体设计过程中，仍需全面考虑变压器运行时油温的大幅变化对系统的影响，防止温度升高引起的磁致伸缩率和绕组绝缘垫块弹性的发生巨大变化，最终造成振动值超出标准值。因此，务必需要将振动值控制在允许的范围之内。除上述分析之外，整个变压器冷却系统中的冷却风扇和强制循环油泵对变压器振动的变化也会产生较大的影响。在冷却系统中，不同部件的安装位置以及相对间距是在设计过程中需要严格控制的，防止因为相对部件的碰撞而引起变压器的振动，此外还需要保证每个部件的振动频率与整个系统振动频率不能出现共振点，防止共振现象的发生。共振现象对整个系统的安装质量、运行性能以及安全可靠都会产生一定的影响。
2.4 变压器整体运行温升过高
引起变压器运行温度升高的原因是较多的，这些原因所引起的温升将会导致内部绝缘系统的使用寿命降低，严重时击穿事故的概率则会迅速增长，那么冷却液的相对使用时间也会随之变短，冷却油变质得速率增大，整个变压器的系统使用寿命则会明显降低。经过归纳和分析，整体变压器的运行温度过高可以包含以下几个方面：其一，设备或器件的损耗过度；其二，绕组产生了短路问题；其三，铁芯的局部发生了过热的问题；其四，整个冷却系统出现故障或者是因为长时间的积尘问题使得进出风口阻塞。变压器的整体设计过程中，冷却系统是需要详细而又谨慎的加以考虑，冷却系统设计越科学合理，则会升高冷却效率，变压的运行温升速率就会随之降低，提高了整体变压
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论文作者:洪新征
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
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