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变压器使用寿命研究1主要内容变压器使用寿命的现状1变压器使用寿命的主要影响因素2变压器40年使用寿命的技术要求3变压器使用寿命有待研究的问题5变压器运行维护措施要求412变压器使用寿命的现状变压器寿命：是指设备从新投入使用开始，在正常的使用条件下经过有形或无形磨损，甚至在技术或经济上不宜再继续使用，需要重新更新改造所经历的时间。按其性质，可分为物理寿命、技术寿命和经济寿命物理寿命，指变压器从全新投入使用到不再具有正常功能，无法继续使用而必须报废所延续的整个时间过程。它由有形磨损决定的，与维护保养水平的好坏有关。技术寿命，指变压器从开始使用到技术落后而被淘汰所经历的时间，它由无形磨损所决定，通常比物理寿命要短。例如，淘汰铝线圈薄绝缘变压器，这种情况可以认为是技术寿命的终结。经济寿命，指设备从开始使用到因有形和无形磨损，如果继续使用已不经济为止所经历的时间。可表现为设备的年均收益最高（或年均成本最低）所对应的时间。变压器使用寿命的现状2011年退运变压器统计退运后的处理报废异地安装作为备品其它占比36.9%29.5%29.8%3.9%2011年报废变压器的寿命分布电压等级110kV220kV330kV500kV总体平均寿命21.5年23年—24年21.8年退运变压器中有相当大比例的变压器并没有达到其物理寿命终点，异地安装和作为备品使用占有很高比例，2011年，二者之和达到60%而变压器的技术寿命或经济寿命偏短（如老旧变压器的淘汰、主变增容），导致了变压器使用寿命的整体偏短。在报废的变压器中电压等级越高，平均寿命越长国内变压器的平均使用寿命20年左右发达国家变压器使用寿命一般超过40年加拿大TorontoHydroElectricSystem的变压器平均使用寿命达45年变压器是主要的输变电设备之一，其使用寿命将对输变电工程的经济性产生重要影响我国变压器的平均使用寿命为20年左右，发达国家变压器使用寿命一般超过40年我国变压器使用寿命存在很大的提升空间，提升变压器的使用寿命将产生显著的经济效益变压器使用寿命的现状5主要内容变压器使用寿命的现状1变压器使用寿命的主要影响因素2变压器40年使用寿命的技术要求3变压器使用寿命有待研究的问题5变压器运行维护措施要求41变压器使用寿命的影响因素变压器使用寿命影响因素热因素机械因素电气因素运行维护水平油纸绝缘无法更换，温度升高，油纸绝缘老化速度加快，绝缘纸聚合度下降，脆化，在振动和外部短路冲击下可能破裂，造成匝间短路热因素非热改性纸的相对老化率V按式（1）确定，热改性纸的相对老化率V按式（2）确定（1）（2）温度越高，变压器老化越快，对于非热改性纸，温度每升高6℃，老化速度就会加快1倍，即通常的6度法则。通常用聚合度和糠醛来表征绝缘纸的老化程度。老化程度越深，绝缘纸的机械强度越低，聚合度反应绝缘纸的机械强度，能比较准确的反应绝缘纸的老化程度；但测量聚合度需要获取绝缘纸样品，实施困难。糠醛是绝缘纸老化产物，溶解在绝缘油中，易于测量，但糠醛含量受其它因素影响大（如滤油）9862hV1500015000110273273hVe变压器运行过程中出口或近区发生突发短路，大电流产生的电动力将导致绝缘位移，绕组变形，损坏变压器。机械因素反应绕组变形的参量主要包括一下几种：（1）频率响应。将绕组的频率响应与原始图谱对比，低频段变化预示着绕组整体变形。中频部分的频谱改变表明线圈局部变化情况。高频段变化预示着引线及分接开关对地的位置距离变化。（2）绕组电容。遭受过出口短路冲击如绕组电容量变化很大,说明绕组已经变形;如电容量变化不大,说明变压器没有变形。（3）低电压阻抗。当变压器遭受短路电流冲击后，可将测得的短路阻抗与投运前的数据进行比较，参考标准为相对变化不超过2％；如无基值比较，也可三相之间比较，参考标准为三相间最大偏差不超过3％。如果超出上述限值，则预示着绕组可能变形。变压器绝缘内部的缺陷处存在局部放电，长期的局部放电可以慢慢地损坏绝缘，日积月累，最后导致整个绝缘击穿。。电气因素：运行维护水平的高低也会影响变压器的寿命运行维护水平10主要内容变压器使用寿命的现状1变压器使用寿命的主要影响因素2变压器40年使用寿命的技术要求3变压器使用寿命有待研究的问题5变压器运行维护措施要求41从温升、抗短路能力以及局放限值三个方面提出变压器本体40年寿命的技术要求变压器40年使用寿命的技术要求分析了分接开关、套管和绝缘油的使用寿命，提出了提高套管使用寿命的技术要求，总结了变压器油的运行维护要求。提出了密封件的匹配技术要求12变压器40年使用寿命的技术要求-温升热点温度98℃下，变压器的老化率为1，对应的寿命为30年变压器要达到40年寿命，其热点温升值应该在现有基础上降低2.49K为了留有裕度，要求热点温升降低3K，即由78K降低到75K根据近几年的110kV以上变压器温升型式试验的统计，现有变压器顶层油温升一般小于50K，绕组平均温升小于60K变压器温升技术要求建议顶层油温升小于50K，绕组平均温升小于60K变压器温升型式试验中必须测量绕组的热点温升，且热点温升值必须小于75K13变压器40年使用寿命的技术要求-抗短路能力变压器寿命提高到40年后，遭受出口或近区短路的概率增加，但是并不需要提高短路试验中的短路次数。因为：现有短路试验的标准满足40年寿命的要求变压器遭受出口或近区短路冲击概率统计可以通过其它措施减小变压器遭受近区或出口短路的概率增加变压器短路试验次数，需要增加绕组的强度，变压器的成本也大幅增加。通过一些技术措施（见后文的技术要求），减小变压器遭受近区或出口短路发生的概率，成本很小，更具优势。调研单位在运变压器台数近区或出口短路电流冲击概率500kV220kV110kV500kV220kV110kV供电公司A/56168/很少4~5次/年供电公司B4293354近10年0次近10年5次近10年41次供电公司C/53194/近4年共1次近4年共2次14抗短路能力技术要求对于能进行短路试验的变压器应该根据生产商批量生产的情况，由用户随机抽取样品进行突发短路试验。330kV~750kV变压器抗短路能力主要靠计算校核，目前由厂家进行，很难进行严格把关。用户建立自己的短路能力校核平台，向生产厂家索取变压器抗短路能力计算所需详细参数，自行进行校核工作。抗短路能力校验制造厂对线圈高度的控制直接影响变压器的抗短路能力。器身干燥紧固完成后，应复测线圈高度的偏差，对照制造厂的标准。变压器出厂拆卸时，复测三相绕组保持的压力，与设计值对比。110（66）kV及以上变压器在出厂和投产前，应用频响法和低电压短路阻抗测试绕组变形以留原始记录。监造过程采取措施减小近区或出口短路，如：低压母线和变电站2km内的低压出线绝缘化，纯电缆线路避免采取重合闸，运行过程变压器40年使用寿命的技术要求-抗短路能力15近年来，变压器的设计和工艺制造质量已有长足的进步，变压器的视在放电量已由20世纪80年代开始的上千pC逐步下降至小于500pC。相关标准对变压器局放量的规定如下：线端电压为1.5Um/√3时，放电量一般不大于500pC。用户对局放的控制比标准更严格，如《国家电网公司输变电工程通用设备》对220kV及以上三绕组变压器局放要求，在1.5Um/√3电压下：高压绕组和中压绕组局放量不大于100pC；220kV双绕组变压器高压绕组的局放量不大于100pC；110kV变压器高压绕组局放量不大于300pC。现有变压器的局放水平远低于80年代变压器的局放水平，而且比标准要求严格，也比许多发达国家爱严格。因此，变压器要达到40年使用寿命，局放限值推荐按照《国家电网公司输变电工程通用设备》的要求执行。变压器40年使用寿命的技术要求-局部放电16变压器40年使用寿命的技术要求-分接开关无励磁分接开关•无励磁分接开关在运行过程中切换操作不频繁，触头是可以达到40年使用寿命的；分接开关的绝缘结构是可以达到40年寿命的。因此无载分接开关的寿命是可以达到40年的。有载分接开关•按灭弧介质的不同分为油灭弧有载分接开关和真空灭弧有载分接开关•国内外分接开关制造商对油中灭弧式开关电气寿命宣称20万次，机械寿命宣称80万次；对真空式开关电气寿命宣称30-60万次，机械寿命宣称100-150万次。根据制造厂提供的触头寿命研究报告，按照目前的设计制造水平，分接开关电气寿命和机械寿命可达到其宣称值。•按照5000次/年的动作频率考虑，有载分接开关的寿命可达到40年以上。•对于真空式有载分接开关，真空泡的真空度无法保持40年。17影响套管寿命的主要因素（1）热因素，高温会加速套管的老化。（2）密封，密封不良会导致套管渗漏油，引起绝缘受潮，加速套管绝缘老化。据统计因密封不良受潮而导致的电容屏放电是套管故障主要原因之一。（3）绝缘缺陷，由于绝缘缺陷造成的绝缘表面树状爬电是套管故障的另一个主要原因，常见的绝缘缺陷包括电容屏尺寸不当，卷制松散，有皱纹、气泡。（4）运行维护水平，末屏引线接地不良导致的对地放电也是套管故障的主要原因之一，这个问题需要通过运行维护解决。变压器40年使用寿命的技术要求-套管18•温升不是制约套管寿命的主要因素，现有标准即可满足要求热老化•使套管的密封长期可靠，必须采用合理的密封结构和高质量的密封材料。套管密封•介质损耗因数tanδ0.004作为出厂控制值；局部放电量（PD）不大于5pC•套管的型式试验报告表明，主要套管生产厂家的产品均可达到上述要求电气性能指标套管的技术要求变压器40年使用寿命的技术要求-套管19变压器油的运行维护需遵照GB/T14542-2005《运行变压器油维护管理导则》和GB/T7595-2008《运行中变压器油质量》的规定执行于500kV及以上电压等级变压器的油，还要注意油中颗粒度，执行DL/T1096-2008《变压器油中颗粒度限值》中的规定当变压器油某些指标不符合要求时就要采取相应的处理措施，如真空滤油、脱气、油再生、吸附处理等。在变压器整个寿命周期内，一般无需更换变压器油，只需适时对变压器油进行处理，就可使变压器油的各项性能指标满足运行要求。变压器40年使用寿命的技术要求-变压器油20•应根据设备的使用区域、使用环境、使用温度等因素来选择满足使用要求的密封材料。密封件选型•安装前检查，密封槽内是否有加工残余，密封槽边沿是否有导角，密封槽内表面是否平滑。安装时注意要点：橡胶放置在密封槽的中间，密封件的压缩量一般控制在30%~35%，避免橡胶件与尖锐的金属或螺纹接触，避免橡胶件受到剪切，压力要均匀。密封件安装•相比于变压器，密封件是低值易耗品。每次检修时，都应该更换密封件。密封件的更换密封不良可能导致变压器受潮，引发事故，缩短变压器寿命。要确保良好的变压器密封效果，必须在密封件的选型、安装等方面遵循一定的要求变压器40年使用寿命的技术要求-密封件21主要内容变压器使用寿命的现状1变压器使用寿命的主要影响因素2变压器40年使用寿命的技术要求3变压器使用寿命有待研究的问题5变压器运行维护措施要求4122变压器运行维护措施1•防止变压器出口短路事故2•防止变压器绝缘事故3•防止分接开关事故4•防止变压器套管事故5•防止冷却系统事故变压器运行维护措施要求，主要包括以下5个方面23变压器运行维护措施防止变压器出口短路事故加强变压器选型、定货、验收及投运的全过程管理。应选择具有良好运行业绩和成熟制造经验生产厂家的产品。240MVA及以下容量变压器，制造厂应提供同类产品突发短路试验报告；500kV变压器和240MVA以上容量变压器，制造厂应提供同类产品突发短路试验报告或抗短路能力计算报告，计算报告应有相关理论和模型试验的技术支持。220kV及以上电压等级变压器须进行驻厂监造，110（66）kV电压等级的变压器应按照监造关键控制点的要求进行监造。变压器在制造阶段的质量抽检工作，应进行电磁线抽检；根据供应商生产批量情况，应抽样进行突发短路试验的验证。采取防止近区或出口短路的措施：低压母线绝缘化、变电站出