变压器应用于作业现场安全性分析

摘要：本文针对农网改造和油田作业现场中易出现安全隐患的客观情况，提出变压器应用于作业现场安全性分析问题和改进的措施。

关键词：变压器 作业现场 安全性

1 变压器与作业现场概述

1.1 变压器 是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。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。

1.2 作业现场是由人、物和环境所构成的一个生产场所它实际上也是一个“人工环境” 在这个人工环境里，有生产用的各种设备装置，原材物料，各类工具和其他杂物，还有作为设备动力源的蒸汽，电，燃油等，以及操作人员。班组作业现场的安全管理也就是从这三个因素着手，即对人的不安全行为管理，对物的不安全状态管理及对作业环境条件的调节和治理。本文针对变压器这个物应用于作业现场安全性进行分析。

1.3 变压器应用于作业现场安全性分析的必要性 变压器的作用很重要。它在作业现场选择和使用上存在安全隐患的话，就必然会对变压器应用于作业现场安全性进行分析，尤其是在农村电网改造和油田作业现场安全性分析就显得尤为突出，只有安全性分析到位，才能有效消除安全隐患，保证作业现场的安全。

2 变压器应用于作业现场安全性分析

2.1 配电变压器在农村电网中的安全应用 农网改造的重要组成部分中有配电变压器的选择，因为在"同网同价"的工作开展中配电变压器的损耗占农网低压损耗的55%左右。可见配电变压器的的选择是关系到农网损耗高低一项重要工作。从安全性出发，应考虑的是：

2.1.1 容量。实际操作中合理选择配变容量可根据最佳负载系数法、综合费用分析法、最佳效益法主变与配变容量比值法等多种方法来确定。综合考虑负荷性质、现有负荷的大小以及发展规模，一般以能满足实际负荷最大值为标准，若留有余度，最多不超过10%；对于季节性供电的专用配电变压器，则按平均负荷的2倍左右进行选择。

2.1.2 台数。在农网改造中根据农村电网用户分散、负荷密度、季节性和间隙性强等特点可采用单相变压器、母子变压器、并列运行变压器等多种供电方式。为降低配电变压器的空载损耗和提高配电变压器利用率，采用一台（母变压器）按最大负荷配置、另一台（子变压器）按低负荷状态选择的母子变压器供电方式。对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式；个别少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态的农村某些配变，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器来解决负荷变化较大的情况。

2.1.3 型号。目前农改中首选产品是我国目前生产的低损耗产品变压器的型号S9系列10kV电力变压器。其损耗值与原常用73系列对比，空载损耗可降低52%，负荷损耗可降低30%。

2.2 双绕组变压器在油田的安全应用

2.2.1 双绕组变压器替代自耦变压器的必要性。油田井场一般采用一台变压器对应一口油井的配电方式。自耦变压器因为具有成本低、体积小、重量轻的显著优点被油田广泛使用，但实际使用存在安全隐患的问题表现越来越突出，不适用于作业井场，应采用双绕组变压器且变压器低压侧中性点可靠接地。

油井需要380V的电源经常进行打捞、检泵、更换井下工具、修复套管等井下作业，但由于各种原因，油田有一部分采油厂使用的抽油机电动机额定电压高于380V，为660V或1140V，此时就需要作业队自备降压变压器。

2.2.2 自耦变压器应用于作业现场安全存在的隐患。①自耦变压器自身缺陷。自耦变压器是只有一组绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组。由于自耦变压器短路阻抗只有同容量普通双绕组变压器的（1-k/1）2倍，因此在电力系统中采用自耦变压器后，将使三相短路电流显著增加。又由于自耦变压器的一、二次绕组间有电的联系，为防止由于高压侧发生单相接地故障而引起低压侧的电压升高，自耦变压器中性点必须可靠地直接接地。所以将使系统的单相短路电流大为增加，有时甚至超过三相短路电流。如果在降压线路中次级绕组因意外断开，就会因为输出电压值升至和初级的一样高导致危险。

②自耦变压器中性点接地前，易引发触电、火灾事故。变压器中性点没有接地前，作业现场接地保护型式实际上采用了IT系统，整个系统与大地绝缘。同时由于采油厂作业现场三相负载严重不平衡以及现场配电电缆使用的是易损坏、易出现对地短路的电力电缆，再加上使用时间较长，而且疏于正常的检查维护，存在绝缘降低的作业现场的10kV/1.14kV配电变压器，会导致自耦变压器中性点电位漂移，电压升高，现场测量自耦变压器中性点对地电压达到500V以上，低压侧非故障相对地电压达700V，极易造成触电危险。要想避免线路存在接地故障时，泄漏电流无法通过变压器工作接地极回到中性点，使得井场安装的漏电保护装置无法正确动作而易发生触电、火灾事故，采油厂全部作业队应将自耦变压器的中性点进行了接地改造。

③自耦变压器中性点接地后，易引起高压侧电流泄漏及伤人事件。自耦变压器中性点接地改造后也发生过烧毁主变压器令克和电缆击穿的现象。通过测量结果可以推断作业现场发生烧毁令克和电缆的原因是由于配电电缆或主配电变压器绝缘性能降低发生放电或对地短路引起的。中性点没有接地前配电系统与大地隔离，电缆对地绝缘性能降低并不能产生低阻值的泄漏回路，只能通过电缆的对地电容形成高阻抗的回路，泄漏电流非常小，不容易被察觉而长期存在，当变压器中性点接地后形成了低阻值的完整回路，泄漏电流急剧增大，加速电缆绝缘老化，最终导致电缆被击穿。，由于另外作业现场使用额定电压为0.6/1kV的电力电缆，不能满足现场0.66/1.14kV的电压强度要求，电缆长期过电压，导致电缆绝缘性能下降、击穿。同样道理自耦变压器中性点接地后主变压器绝缘缺陷容易暴露，造成主变压器令克烧毁。所以说自耦变压器中性点接地后，对前端绝缘要求比较严格，必须要求前端输送线路及配电变压器具有较高的绝缘强度，如果前端绝缘强度不高，容易导致击穿等现象，引起高压侧电流泄漏及伤人事件。所以建议使用双绕组变压器提高变压器应用作业现场的安全性。

参考文献：

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