变压器设计与运维的几点思考

孙婷婷

(中石油吉林化工工程有限公司，吉林 吉林 132000)

变压器是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件由3部分构成，分别是：初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。其主要功能是进行电压和电流的变换，阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。化工类企业变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。化工企业一直都是产业部门的一大重要领域，是促进实体经济发展的基础。化工类企业在生产过程中，最复杂且最重要的部分就是用电问题，这不仅仅决定了能否被称为一个成熟企业的标志，也是任何一个化工类企业都无法逃避的问题。由于化工类企业用电等级复杂，与居民用电具有完全不同的需求，因此高效实用、精密设计及运维变压器就显得尤为重要。

1 问题的提出

在化工类企业，用电电压等级复杂，有办公生活用电、有各种化工生产装置用电，可能有220V、380V、660V、6kV、10kV、30kV、35kV、110kV，随着在化工生产装置上应用电机趋于大型化的形势，化工类企业用电电压等级呈现越来越高的发展趋势。

变压器是电力输配电过程中的重要电气设备，其主要结构是初级和次级线圈绕组和铁芯等，它根据电磁感应的原理实现变换交流电压(电流)和传递电能。变压器一旦出现问题，则直接影响整个化工类企业的电力网络安全运行，影响办公和生产，并且检修难度大、维修工期长，可能会带来重大的经济损失及安全事故，因此对于化工类企业而言变压器的设计和运维工作非常重要，变压器的可靠性需要从设计和运维2个环节得到保障。

2 化工类企业变压器设计的几点建议

(1)合理选择主变压器的数量。应根据电源等级、接线方式、传输容量以及和系统的联系情况等因素综合考虑，合理选择主变压器的数量。例如，采用双回电源进线，总降压变电所主变压器一般都在2台或2台以上。某110/10kV变电所，采用双回110kV电源进线，110kV为内桥接线，10kV为单母线分段接线，可配置2台主变压器。

(2)合理选择主变压器的容量。在确定主变压器容量时，应考虑所设计容量要大于全厂发展规划的一、二级负荷总的计算容量，且满足企业生产用电设备用电负荷同时全部运行的要求。当主变压器按照2台的数量配置时，应保证每一台变压器都能够满足全厂一、二级负荷的同时全部运行；当主变压器按照3台的数量配置时，应保证任意其中2台运行就能够满足全厂用电负荷全部运行；并且还要考虑变压器的容量设计要留有10%左右的裕量[1]。化工类企业在设计、匹配变压器时，如果选择的变压器容量过大，则因为大容量的变压器成本高将会增加初始投资，造成浪费，并且变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加。化工类企业在设计、匹配变压器时，如果选择的变压器的容量过小，则将会使变压器长期处于过负荷状态，易损坏设备，当企业扩大生产规模时还可能因为容量问题带来二次改造的经济负担。

(3)变电器存在雷击安全隐患，在设计中应注意防雷保护措施，在变电器防雷保护设计中严格执行IEC国际标准《雷电电磁脉冲防护》等国家、行业的强制性标准。建议在高低压侧各装设避雷装置，并且实践证明，避雷装置越靠近变压器，则防雷效果越好。

2 化工类企业变压器运维的几点建议

变压器运维是确保变压器工作性能可靠、降低故障率的重要手段，为了使变压器经济、安全地运行，并保证一定的使用寿命，必须加强运行维护，其中重点工作的建议有：

(1)按照政府有关规定，防雷装置实行每年定期检测制度。易燃易爆、危化品等生产、储存设施和场所的防雷装置应当每半年检测一次。对于化工类企业的变压器防雷保护装置，应按照规定定期校试避雷装置，校试不合格者应及时整改。

(2)变压器在运行前，要做好现场的检测，重点检查项目有：①油位、油温、密封性、绝缘性、接地状态、线管和导线的连接情况等。②变压器在使用的过程中，要定期检查三相电压是否平衡并及时调整。③检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏。④定期清洁变压器的污垢；定期检查线管和导线的连接情况是否完好。⑤定期化验油样与缺油补油。⑥定期检查、更换破裂或老化的胶垫更换。⑦定期检查接地状态是否良好[3]。

(3)加强对变压器的日常巡视检查，在气象突变(大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮、雷雨)季节特别是雷雨后、高温季节和高峰负载期间、新增及检修或改造后的变压器投入使用的72h内等特殊时间节点应增加巡视检查次数。

(4)强化对专业人员的素质教育，对操作人员的行为进行严格规范。首先，对于变压器的修理专业技术人员来说，了解变压器的工作原理和内部结构是必备专业素养。其次，在检修工作进行前，工作人员一定要做好完全的准备，预测维修过程中可能出现的一切突发问题，准备好维修中需要用到的各种材料和工具，提前做好维修计划，联系可能会设计的其他领域的工作人员，如电气焊、支架设计、化学油处理等等，做好各种配合工作。再次，应做好安全防护工作，在进行检修之前应该进行断电，确保维修过程中没有电流通过，让变压器处于一直停止工作状态，并根据情况需要适时地进行调整。除此之外，工作人员在修理变压器时，也要注意自己的衣着和携带物，尽量不要佩戴饰品，不要穿着华丽繁琐的衣物，应穿着工作服装，确保修理过程中，身体能够进行灵活操作，不携带其他的小器械，避免因失误或遗忘而影响了变压器的检修工作。总之，变压器的维修过程中，应保证自己具有充足的知识储备，熟练的技术和操作技巧，轻装上阵，将“安全第一”作为第一工作理念。