干式變壓器是一種電力變壓器,與傳統(tǒng)的油浸式變壓器相比,其在結構、冷卻方式等方面有顯著特點,在電力系統(tǒng)等領域發(fā)揮著重要作用。以下是詳細介紹:
定義:干式變壓器是指鐵芯和繞組不浸在絕緣液體中的變壓器,它采用固體絕緣材料來實現(xiàn)絕緣和冷卻。
結構
鐵芯:一般由高導磁率的硅鋼片疊成,其形狀有E型、C型等,鐵芯的作用是提供磁路,使繞組能夠通過電磁感應實現(xiàn)電能的轉換和傳輸。
繞組:通常由銅或鋁導線繞制而成,分為一次繞組和二次繞組。一次繞組接輸入電源,二次繞組輸出電能,通過繞組的匝數(shù)比來實現(xiàn)電壓的變換。
絕緣系統(tǒng):采用玻璃纖維、環(huán)氧樹脂等固體絕緣材料,將鐵芯和繞組進行絕緣處理,以變壓器的電氣性能和安全性能。
特點
安全性高:由于不使用絕緣油,不存在油泄漏、火災等安全隱患,特別適用于對安全要求較高的場所,如醫(yī)院、學校、商場、機場等人員密集的地方。
維護簡單:干式變壓器結構相對簡單,沒有復雜的油循環(huán)系統(tǒng)和儲油設備,因此日常維護工作量小,只需定期進行外觀檢查和電氣性能測試等。
環(huán)保性能好:無油污染,對環(huán)境友好,符合現(xiàn)代環(huán)保要求。在運行過程中不會向外界排放有害氣體和污染物,不會對土壤、水源等造成污染。
體積小、重量輕:相同容量下,干式變壓器的體積和重量一般比油浸式變壓器小,便于安裝和運輸,尤其適用于空間有限的場所,如高層建筑的配電室、地鐵車站等。
散熱性能好:采用了多種散熱措施,如增加散熱片、采用風冷或強迫風冷等方式,能夠有效地將繞組和鐵芯產生的熱量散發(fā)出去,變壓器在正常溫度下運行,提高了變壓器的過載能力和使用壽命。
工作原理
干式變壓器的工作原理基于電磁感應定律。當一次繞組接入交流電源時,繞組中會流過交變電流,從而在鐵芯中產生交變磁通。這個交變磁通會同時穿過一次繞組和二次繞組,在二次繞組中感應出電動勢。根據(jù)電磁感應定律,感應電動勢的大小與繞組的匝數(shù)成正比,與鐵芯中的磁通變化率成正比。通過合理設計一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比,就可以將輸入的電壓升高或降低到所需的電壓值,從而實現(xiàn)電能的變換和傳輸。
作用
電壓變換:這是干式變壓器主要的作用之一。在電力系統(tǒng)中,發(fā)電站發(fā)出的電能通常以較低的電壓輸出,需要通過干式變壓器將電壓升高,以便于遠距離輸電,減少輸電線路上的電能損耗。在用電端,又需要通過干式變壓器將高電壓降低到適合用戶使用的電壓等級,如220V或380V,滿足家庭、商業(yè)和工業(yè)等不同用戶的用電需求。
電能分配:在供電系統(tǒng)中,干式變壓器用于將電能從變電站分配到各個不同的用電區(qū)域或用戶。通過不同容量和電壓等級的干式變壓器,可以將電能合理地分配到各個分支線路,實現(xiàn)電能的利用和可靠供應。
隔離作用:干式變壓器可以實現(xiàn)一次側和二次側電路的電氣隔離,使兩側的電氣系統(tǒng)相互立,提高了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。這種隔離作用可以有效地防止一次側的故障傳遞到二次側,保護二次側的電氣設備和人員安全。同時,也可以減少二次側負載對一次側電源的影響,電源的穩(wěn)定性。
阻抗匹配:在一些電子設備和電力系統(tǒng)中,需要通過干式變壓器來實現(xiàn)阻抗匹配。通過選擇合適的變壓器變比和繞組參數(shù),可以使電源與負載之間的阻抗達到佳匹配狀態(tài),從而提高電能傳輸效率,減少信號反射和失真,設備的正常運行。
為避免溫度傳感器的機械結構故障,可從安裝、使用和維護等環(huán)節(jié)采取以下措施:
安裝環(huán)節(jié)
選擇合適位置:根據(jù)干式變壓器的結構和運行特點,選擇溫度傳感器的安裝位置。通常應安裝在能準確反映繞組溫度的部位,如繞組的熱點附近,同時要避免安裝在容易受到機械沖擊或振動的位置,如靠近風扇、油泵等振動源的地方。
采用正確安裝方式:嚴格按照傳感器的安裝說明書進行操作。例如,對于插入式傳感器,要確保插入深度合適,與被測物體充分接觸且接觸緊密,避免出現(xiàn)松動或晃動;對于表面安裝式傳感器,要使用合適的膠粘劑或固定夾具,傳感器與被測表面緊密貼合,防止在運行過程中脫落。
使用合適的安裝工具:安裝過程中,應使用符合要求的工具,避免因工具不當造成傳感器或被測物體的損壞。如使用扭矩扳手來擰緊固定螺栓,確保螺栓的擰緊力矩符合規(guī)定值,既不能過緊導致傳感器或安裝部位損壞,也不能過松導致固定不牢。
使用環(huán)節(jié)
避免外力碰撞:在變壓器運行過程中,要注意避免對傳感器造成外力碰撞。例如,在進行變壓器的檢修、維護等操作時,要小心操作,防止工具或其他物體碰撞到傳感器;在變壓器周圍進行其他施工或設備操作時,要做好傳感器的防護工作,可設置防護欄或警示標識等。
控制運行參數(shù):要確保干式變壓器在額定的運行參數(shù)范圍內工作,避免因過負荷、過電壓等異常運行情況導致變壓器溫度過高或產生異常振動,進而對傳感器造成損壞。嚴格監(jiān)控變壓器的負載電流、電壓、溫度等參數(shù),當出現(xiàn)異常時及時采取措施進行調整。
維護環(huán)節(jié)
定期檢查固定情況:在變壓器的定期維護檢查中,要檢查溫度傳感器的固定情況,查看固定螺栓是否松動、夾具是否變形或損壞等。如發(fā)現(xiàn)固定松動,應及時進行緊固;如夾具損壞,應及時更換。
檢查傳感器外觀:定期檢查傳感器的外觀,查看是否有裂紋、破損、變形等機械損傷跡象。對于表面有輕微損傷的傳感器,要及時進行修復或采取防護措施,防止損傷進一步擴大;對于損傷嚴重的傳感器,應及時更換。
清理傳感器表面:定期清理傳感器表面的灰塵、油污等雜物,防止雜物堆積影響傳感器的散熱和溫度測量準確性,同時也避免雜物對傳感器表面造成腐蝕或磨損。清理時要使用柔軟的清潔工具,避免對傳感器表面造成劃傷。
干式變壓器溫控器對于保障變壓器安全運作至關重要。它能實時監(jiān)控溫度,并自動控制冷卻系統(tǒng),有效避免因高溫導致的變壓器損壞,從而延長設備壽命,并增強電力系統(tǒng)的整體信賴度及穩(wěn)定性。
溫度傳感器出現(xiàn)故障時,需要準確判斷故障原因并采取相應的處理方法,以下是一些常見故障的處理方法:
電氣性能故障
開路故障
檢查線路連接:仔細查看傳感器與溫控儀之間的連接線是否有斷裂、松動或接觸不良的情況。對于松動的接頭,要重新插拔并確保連接牢固;對于斷裂的線路,需要找到斷點并進行焊接或更換新的連接線。
檢測傳感器內部:如果外部線路正常,使用萬用表的電阻檔測量傳感器的電阻值。若電阻值顯示為無窮大,說明傳感器內部開路。對于可修復的傳感器,可打開外殼檢查內部的焊點、導線等,修復或更換損壞的部件;對于無法修復的傳感器,應及時更換新的傳感器。
短路故障
檢查絕緣情況:查看傳感器的絕緣層是否有破損、老化等現(xiàn)象,如有,需要更換絕緣層或對破損處進行絕緣處理。同時檢查傳感器周圍是否有導電物質導致短路,如有則及時清理。
排查外部干擾:檢查是否因外部的強電磁干擾導致傳感器信號異常,表現(xiàn)為類似短路的現(xiàn)象??赏ㄟ^觀察傳感器附近是否有大型電機、變壓器等電磁干擾源來判斷。如有干擾源,可對傳感器的傳輸線采取屏蔽措施,如使用屏蔽線并確保屏蔽層接地良好。
阻值漂移
重新校準:使用的溫度校準設備,如恒溫槽,將傳感器放入不同溫度的環(huán)境中,測量其實際輸出的電阻值,并與標準值進行對比。根據(jù)測量結果,對傳感器進行校準調整,使其輸出值與實際溫度相符。
更換元件:如果校準后仍無法解決阻值漂移問題,可能是傳感器內部的敏感元件老化或損壞,需要更換傳感器的敏感元件或整個傳感器。
機械結構故障
探頭損壞
更換探頭:對于探頭損壞的情況,一般需要更換新的探頭。在更換時,要選擇與原傳感器型號匹配的探頭,并按照正確的安裝方法進行安裝,確保探頭與傳感器主體連接良好,且安裝位置準確。
防護處理:為防止探頭再次損壞,可對探頭進行防護處理。例如,在探頭外部安裝防護套,或在安裝位置周圍設置防護裝置,避免探頭受到外力撞擊或摩擦。
固定松動
緊固固定裝置:發(fā)現(xiàn)傳感器固定松動時,應及時使用合適的工具對固定螺栓、夾具等進行緊固,確保傳感器安裝牢固。在緊固過程中,要注意按照規(guī)定的扭矩進行操作,避免過緊或過松。
檢查安裝位置:檢查傳感器的安裝位置是否合適,是否因振動等原因導致安裝位置發(fā)生偏移。如有偏移,應重新調整安裝位置,確保傳感器能夠準確測量溫度,并采取措施增加固定的穩(wěn)定性,如增加墊片、使用防松螺母等。
環(huán)境影響故障
受潮
干燥處理:將受潮的傳感器從變壓器上取下,放置在干燥通風的環(huán)境中自然晾干,或使用吹風機、烘箱等設備對其進行干燥處理。干燥溫度和時間要根據(jù)傳感器的材質和結構合理控制,避免因溫度過高損壞傳感器。
加強防護:干燥處理后,對傳感器的外殼、接口等部位進行密封處理,可使用密封膠、防水膠帶等材料,防止水汽再次進入。同時,檢查傳感器的安裝位置是否容易積水或受潮,如有問題,應及時調整安裝位置或采取防水措施。
腐蝕
清理腐蝕物:使用適當?shù)墓ぞ吆突瘜W試劑對傳感器表面的腐蝕物進行清理。對于輕微的腐蝕,可使用砂紙、鋼絲刷等工具進行物理清理;對于較嚴重的腐蝕,可根據(jù)腐蝕物的性質選擇合適的化學清洗劑進行清洗,但要注意避免清洗劑對傳感器造成二次損壞。
防腐處理:清理腐蝕物后,對傳感器表面進行防腐處理,可噴涂防腐漆、涂抹防腐油脂等,以防止進一步腐蝕。同時,改善傳感器所處的環(huán)境條件,如加強通風、降低濕度、隔離腐蝕性物質等。
其他故障
電磁干擾
屏蔽與接地:對傳感器的傳輸線采用雙層屏蔽線,并確保屏蔽層良好接地。接地電阻應符合相關標準要求,一般不大于 4Ω。同時,將傳感器的金屬外殼也進行可靠接地,以減少電磁干擾的影響。
調整布線:檢查傳感器的布線是否與強電線路平行敷設或距離過近,如有,應調整布線方式,使傳感器的傳輸線與強電線路保持一定的安全距離,一般要求大于 300mm,并盡量避免平行敷設。
兼容性問題
檢查參數(shù)匹配:仔細核對傳感器與溫控儀或其他設備的技術參數(shù),包括輸出信號類型、量程、精度等,確保兩者匹配。如不匹配,需要根據(jù)實際情況更換傳感器或調整設備參數(shù),使它們能夠正常通信和工作。
更新驅動或軟件:如果是由于通信協(xié)議或軟件版本不兼容導致的故障,可嘗試更新傳感器或相關設備的驅動程序、軟件版本,以解決兼容性問題。在更新過程中,要注意備份數(shù)據(jù),并按照操作說明進行操作,避免出現(xiàn)新的問題。
判斷溫度傳感器是否需要重新校準,可以從傳感器的使用時間、測量數(shù)據(jù)表現(xiàn)、設備狀態(tài)及環(huán)境因素等方面綜合考量,以下是具體方法:
基于使用時間和頻率
達到規(guī)定校準周期:一般來說,溫度傳感器的制造商都會在產品說明書中規(guī)定一個校準周期,通常為 1 年或 2 年。如果傳感器已經使用到了這個時間節(jié)點,即使沒有明顯的故障跡象,也建議進行重新校準,以確保其測量精度。
頻繁使用:若傳感器在短時間內使用頻率非常高,比如在連續(xù)生產線上長期不間斷工作,或者在頻繁的溫度測試實驗中頻繁使用,其內部元件可能會因疲勞等原因導致性能變化,這種情況下即使未到規(guī)定校準周期,也應考慮提前校準。
依據(jù)測量數(shù)據(jù)表現(xiàn)
數(shù)據(jù)偏差較大:將傳感器與已知精度更高的標準溫度計或其他經過校準的傳感器放在同一溫度環(huán)境下進行對比測量。若測量值與標準值之間的偏差超出了傳感器的允許誤差范圍,例如,傳感器的精度為 ±1℃,但實際測量偏差達到了 ±2℃,則需要重新校準。
數(shù)據(jù)不穩(wěn)定:在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中,傳感器測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)無規(guī)律的波動,忽高忽低,且排除了外部干擾等因素后,說明傳感器可能存在性能問題,需要重新校準以恢復其穩(wěn)定性。
與歷史數(shù)據(jù)不符:在相同或相似的測量條件下,當前測量數(shù)據(jù)與以往積累的可靠歷史數(shù)據(jù)存在明顯差異,且其他測量條件和設備均無變化,那么很可能是傳感器需要校準。
基于設備狀態(tài)
維修或更換部件后:當傳感器經歷了維修,如更換了內部的敏感元件、線路板等關鍵部件后,其性能可能會發(fā)生變化,需要重新校準以確保測量準確。
出現(xiàn)故障修復后:傳感器出現(xiàn)過如開路、短路、信號異常等故障,即使經過修復能夠恢復工作,也需要進行校準,因為故障可能已經對傳感器的精度產生了影響。