摘要：全寿命变压器在正确的安装、调试后，经合理的维护、保养，正常运行条件下，其主体部分(包括铁心、线圈、器身绝缘件和金属结构件、油箱、储油柜和外部金属件)可达到全寿命周期30年可靠运行。全寿命变压器将大幅降低甚至完全消除非正常情况下的运行成本、维护成本和停电损失，将会大量节省社会资源，大降低全寿命周期成本。全寿命变压器的关键点需要从变压器安全运行的主要因素考虑，优化结构，提升雷电冲击、短路冲击、绝缘老化等水平，解决长期运行存在的渗漏油、仪器仪表的误动作、附件损坏等方面风险。
关键词：变压器；全寿命周期；运行
1全寿命变压器关键技术
全寿命变压器需要考虑的因素很多，要确保可靠运行30年，需从变压器自身关键技术点进行可靠性分析，包括电场强度分析、漏磁及防止过热、抗短路、局部放电等；还要确保选取的各类非电量组件不出现误动作，如气体继电器的气体聚集量、压力释放阀的开启压力、油位计的高低油位指向、油面温度计、绕组温度计的温度感应及传输等等，都要确保能够可靠运行；外观防腐、防渗漏等因素更是直接变现出来的故障点，如何确保不渗漏，选取合适的密封件，如何确保不生锈等方面都需要全面考虑。本文将结合变压器实际结构进行软件验证，主要从终端用户使用角度进行考虑，将日常使用中最容易表现出的几个突出问题进行研究，即局部过热，局部放电、油渗漏等。局部过热问题产生的原因有多种，据2016年全年检修的变压器统计，有局部过热现象的变压器是故障中是最常见的故障之一。近些年，根据变电站和电厂日常巡检中借助红外成像工具检测到的变压器局部过热问题比例相当大，引起局部过热的原因也不尽相同。局部过热问题相比变压器短路问题不是太大的问题，是有时间避免进一步恶化的。但是一旦发现了局部过热点，运行单位还敢继续使用吗？引起变压器局部过热的因素很多，根据过热部位不同原因也不同。比如，散热器引起的油路不畅，金属连接件接触不良，铁心绕组祸流这三个原因引起的过热问题只要稍加注意，运行前按照规程核对是可以避免的，即便因为以上原因出现了过热问题，也能够较快解决。当然，最常见也是最难处理的要数漏磁引起的局部过热。如何控制漏磁防止局部过热，确保全寿命变压器安全可靠运行将作为研究的重点。
2实现变压器全寿命周期运行的研究
2.1全寿命变压器的漏磁场及防止局部过热研究
全寿命变压器要做到寿命周期内可靠运行，对于漏磁引起的局部过热问题必须严格控制。一旦温升超标或者变压器任何一个地方出现局部过热现象项目单位肯定会发出质量问题通知单以便及时整改。一方面是出于安全运行角度，尽早发现问题，尽早解决问题；另一方面也是出于人身安全角度，如果过热问题持续上升，达到某一极限值而没有及时发现，变压器油会迅速气化分解，产生大量烃类气体，极端情况下将会引发火灾。结合近年来总结的工程实际情况选取了理论上可靠的技术方案，再根据仿真结果，对薄弱环节进行了再一次加强，对磁密、油路、金属件材质等都进行了反复验证。最终，全寿命变压器的漏磁控制方法分别从以下几个方面采取了一系列措施，该措施正是上文提到的验证结果在实际工程中的提现，会有效控制局部过热问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体措施大致总结归纳为以下几点：铁心采用4道油道，并采用低损耗硅钢片，磁密选取1.54以下；铁心芯柱拉板采用5道槽结构；铁心末2级叠片采取带槽结构，末级片宽不超过80，次级片宽不超过105；夹件所有零件均采用低磁钢材料；除高压纠结段以外的所有线圈线段采用换位导线绕制，换位完全，换流小，涡流小；线圈设计轴向油道，高压2-3道，低压1道；饼间散热油道化压至少为6，高足至少为4.5；油箱敷设磁屏蔽；低压侧箱壁、箱盖、箱沿采用低磁钢，低压升高座壁、法兰采用低磁钢。
2.2全寿命变巧器出线装置结构控制局放的研究
全寿命变压器的另一个关键指标就是局部放电问题，之前相关也分析过了局部放电产生的几个原因，并提出高电压等级的绝缘出线装置至关重要。结合全寿命变压器结合试验变压器研究局放控制的关键技术，对高压出线装置，绝缘结构进行了研究及验证，为全寿命推广提供了局放控制方面的经验。电场分析主要是通过软件仿真分析进行的。在验证的过程中，使用了VEI电场计算软件，得出以下结论：第一，全寿命变压器高压出线装置上端圆弧处出现最大场强，值为3.309kV/mm，最小裕度为1.15。其水平部分对应油箱法兰处出现的场强为3.272kV/mm，将油箱法兰倒角R110以上并配置2层角环后，绝缘裕度为1.15。第二，在满足边界条件及以上结构设计要求的基础上，出线装置具有足够的绝缘裕度。第三，在其他电压等级推广全寿命变压器时，可根据该验证结果进行类比计算。
2.3全寿命变压器外观性能的改进研究
影响变压器全寿命周期稳定运行的因素，除以上两小节研究的内部漏磁和关键结构件外，近些年统计发现，外观原因所占比例也非常大。严重渗漏不得不停电返厂检修或者其他原因检修时，一般都会要求附带这两项检修项目。根据统计，渗漏问题以及漆面脱落两个问题是影响全寿命变压器的外观方面比较突出的两个问题。密封件问题将从满足全寿命变压器要求的几种橡胶产品的理论寿命方面进行研究。研究橡胶材料的寿命分析是以阿累尼乌斯方程为理论基础，采取实验室恒温长时间老化的方法进行寿命推算。橡胶寿命终止点的选择有很多的方法，对于流体静态密封而言，在密封压力小于1MPa的条件下，橡胶密封制品的压缩永久变形不大于70%时可以较好地保持座封力保证密封效果，但当压缩永久变形大于70%后就可能发生渗漏现象。因此，通行的做法是以压缩永久变形达到70%作为橡胶密封制品流体静态密封寿命终止的判据。
3结束语
本文完成了全寿命变压器实现寿命周期内可靠运行的技术研究，分别从漏磁场引发的局部过热问题以及关键出线装置对于局部放电问题的控制角度进行了研究，解决了高电压出线装置易产生局放的关键问题。
参考文献
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论文作者:魏彬彬,马靖,卢小丽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：变压器论文; 寿命论文; 局部论文; 周期论文; 铁心论文; 原因论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第17期论文;