導讀

電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)是(shi)傳輸(shu)(shu)、分(fen)配電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)樞紐，是(shi)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)網(wang)的(de)(de)核心元(yuan)件，其(qi)可(ke)靠運行(xing)不(bu)僅關系到廣大用戶(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)質量，也關系到整(zheng)個系統的(de)(de)安(an)全程度。電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)可(ke)靠性由(you)其(qi)健康(kang)狀(zhuang)況(kuang)決(jue)(jue)定(ding)(ding)，不(bu)僅取決(jue)(jue)于(yu)設計制(zhi)造、結構材料(liao)，也與檢(jian)修維護(hu)密(mi)切(qie)相(xiang)關。就電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統中變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)抗(kang)短(duan)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)是(shi)傳輸(shu)(shu)、分(fen)配電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)樞紐，是(shi)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)網(wang)的(de)(de)核心元(yuan)件，其(qi)可(ke)靠運行(xing)不(bu)僅關系到廣大用戶(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)質量，也關系到整(zheng)個系統的(de)(de)安(an)全程度。電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)可(ke)靠性由(you)其(qi)健康(kang)狀(zhuang)況(kuang)決(jue)(jue)定(ding)(ding)，不(bu)僅取決(jue)(jue)于(yu)設計制(zhi)造、結構材料(liao)，也與檢(jian)修維護(hu)密(mi)切(qie)相(xiang)關。就電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統中變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)抗(kang)短(duan)路能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)的(de)(de)提高的(de)(de)問題(ti)進行(xing)探討。

一(yi)、電(dian)力變壓器概述

電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)變(bian)壓器主(zhu)要(yao)是采(cai)用電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)技術實現(xian)的(de)，其基本原理為在原方將(jiang)工(gong)(gong)(gong)頻(pin)(pin)信(xin)號通過電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路轉化為高(gao)頻(pin)(pin)信(xin)號，即升頻(pin)(pin)，然(ran)后通過中(zhong)間(jian)(jian)高(gao)頻(pin)(pin)隔離(li)變(bian)壓器耦合到副方，再還原成工(gong)(gong)(gong)頻(pin)(pin)信(xin)號，即降(jiang)頻(pin)(pin)。通過采(cai)用適當的(de)控制方案來控制電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)裝置的(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)，從而(er)將(jiang)一種(zhong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓、波形(xing)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)變(bian)換為另一種(zhong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓、波形(xing)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。由(you)于(yu)中(zhong)間(jian)(jian)隔離(li)變(bian)壓器的(de)體(ti)(ti)積取決于(yu)鐵芯材質(zhi)的(de)飽和磁通密度以及鐵芯和繞組的(de)最大(da)允許溫升，而(er)飽和磁通密度與工(gong)(gong)(gong)作(zuo)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)成反比，這樣提高(gao)其工(gong)(gong)(gong)作(zuo)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)就可提高(gao)鐵芯的(de)利(li)用率(lv)(lv)，從而(er)減小變(bian)壓器的(de)體(ti)(ti)積并提高(gao)其整體(ti)(ti)效率(lv)(lv)。

二、提(ti)高電力(li)變壓器抗短路能(neng)力(li)的措施(shi)

變壓(ya)器(qi)的安全、經濟(ji)、可(ke)靠運(yun)(yun)行與出力，取(qu)決(jue)于本(ben)身的制(zhi)造質量和(he)運(yun)(yun)行環境以及檢修(xiu)質量。本(ben)章試(shi)圖回答在(zai)變壓(ya)器(qi)運(yun)(yun)行維護過程(cheng)中，有效預(yu)防變壓(ya)器(qi)突發性(xing)故障的措施。

電網經常由于雷擊、繼(ji)電保護誤動或拒動等造成短路，短路電流的(de)強大沖擊可能使(shi)變(bian)壓器(qi)受(shou)損，所(suo)以應從各方(fang)面努(nu)力提高變(bian)壓器(qi)的(de)耐受(shou)短路能力。變(bian)壓器(qi)短路沖擊事故(gu)的(de)統計(ji)結果表明，制(zhi)造原因引起(qi)的(de)占(zhan)80%左右(you)，而運(yun)行(xing)、維護原因引起(qi)的(de)僅占(zhan)10%左右(you)。有(you)關設計(ji)、制(zhi)造方(fang)面的(de)措(cuo)施在第(di)二章已有(you)論述，本章著重就運(yun)行(xing)維護過(guo)程中(zhong)(zhong)應采(cai)取的(de)措(cuo)施加以說明。運(yun)行(xing)維護過(guo)程中(zhong)(zhong)，一方(fang)面應盡量減(jian)少(shao)短路故(gu)障，從而減(jian)少(shao)變(bian)壓器(qi)所(suo)受(shou)沖擊的(de)次數;另一方(fang)面應及時測(ce)試變(bian)壓器(qi)繞(rao)組的(de)形變(bian)，防患于未然(ran)。

01

規范(fan)設(she)計，重視線圈(quan)(quan)(quan)制造的(de)(de)(de)軸向壓(ya)(ya)(ya)緊工(gong)藝(yi)(yi)。制造廠(chang)家在設(she)計時，除要(yao)(yao)(yao)考(kao)(kao)慮變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)降低損耗，提高(gao)(gao)(gao)絕緣水(shui)平外，還(huan)要(yao)(yao)(yao)考(kao)(kao)慮到(dao)提高(gao)(gao)(gao)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)強度(du)(du)(du)和(he)抗短路故(gu)障能力。在制造工(gong)藝(yi)(yi)方面，由(you)于很(hen)多變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)都(dou)采用了絕緣壓(ya)(ya)(ya)板(ban)，且(qie)高(gao)(gao)(gao)低壓(ya)(ya)(ya)線圈(quan)(quan)(quan)共用一(yi)個(ge)壓(ya)(ya)(ya)板(ban)，這種結構要(yao)(yao)(yao)求要(yao)(yao)(yao)有很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)制造工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)平，應對(dui)墊(dian)塊進行(xing)密(mi)化(hua)處(chu)理，在線圈(quan)(quan)(quan)加工(gong)好后(hou)(hou)還(huan)要(yao)(yao)(yao)對(dui)單(dan)個(ge)線圈(quan)(quan)(quan)進行(xing)恒壓(ya)(ya)(ya)干燥(zao),并測(ce)量(liang)出線圈(quan)(quan)(quan)壓(ya)(ya)(ya)縮后(hou)(hou)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)(du);同一(yi)壓(ya)(ya)(ya)板(ban)的(de)(de)(de)各(ge)個(ge)線圈(quan)(quan)(quan)經過(guo)上述工(gong)藝(yi)(yi)處(chu)理后(hou)(hou)，再調(diao)整(zheng)到(dao)同一(yi)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)(du)，并在總裝時用油壓(ya)(ya)(ya)裝置對(dui)線圈(quan)(quan)(quan)施(shi)加規定的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力，最終達到(dao)設(she)計和(he)工(gong)藝(yi)(yi)要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)(du)。在總裝配中，除了要(yao)(yao)(yao)注(zhu)意高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)線圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)緊情(qing)況(kuang)外，還(huan)要(yao)(yao)(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意低壓(ya)(ya)(ya)線圈(quan)(quan)(quan)壓(ya)(ya)(ya)緊情(qing)況(kuang)的(de)(de)(de)控制。

02

對(dui)變壓器進行短(duan)路(lu)試驗(yan)，以防(fang)患于未(wei)然。大型變壓器的(de)運(yun)行可(ke)靠性，首(shou)先(xian)取決于其(qi)結構和(he)制造工(gong)藝水平，其(qi)次是在運(yun)行過程中(zhong)對(dui)設(she)(she)備進行各種試驗(yan)，及時掌握設(she)(she)備的(de)工(gong)況。要了解變壓器的(de)機(ji)械穩定性，可(ke)通過承受短(duan)路(lu)試驗(yan)，針(zhen)對(dui)其(qi)薄(bo)弱環節加以改進，以確保(bao)對(dui)變壓器結構強度(du)設(she)(she)計時做到心中(zhong)有數。

03

使(shi)用可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繼電(dian)保護(hu)與自動重合(he)(he)閘系統(tong)。系統(tong)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)短路(lu)(lu)(lu)事故(gu)是人們竭力(li)避免而又不(bu)(bu)能(neng)絕對避免的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事故(gu)，特別是10KV線(xian)(xian)路(lu)(lu)(lu)因(yin)誤操作、小(xiao)動物進入、外力(li)以(yi)及用戶責任等原因(yin)導致短路(lu)(lu)(lu)事故(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)極大。因(yin)此(ci)對于(yu)已(yi)投(tou)入運(yun)(yun)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器，首先(xian)應配備可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)保護(hu)系統(tong)使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直流電(dian)源(yuan)，并保證保護(hu)動作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正確性(xing)。結合(he)(he)目前運(yun)(yun)行中變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器杭外部短路(lu)(lu)(lu)強度較差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，對于(yu)系統(tong)短路(lu)(lu)(lu)跳閘后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自動重合(he)(he)或(huo)(huo)強行投(tou)運(yun)(yun)，應看到其不(bu)(bu)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素，否則(ze)有(you)時會加劇變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損壞程度，甚至失去(qu)重新修復的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)。目前已(yi)有(you)些運(yun)(yun)行部門(men)根據短路(lu)(lu)(lu)故(gu)障是否能(neng)瞬時自動消除的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)率(lv)，對近區(qu)架空線(xian)(xian)(如2km以(yi)內)或(huo)(huo)電(dian)纜線(xian)(xian)路(lu)(lu)(lu)取(qu)消使(shi)用重合(he)(he)問，或(huo)(huo)者適當(dang)延長(chang)合(he)(he)間間隔時間以(yi)減(jian)少因(yin)重合(he)(he)閘不(bu)(bu)成而帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危害，并且應盡量對短路(lu)(lu)(lu)跳閘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器進行試驗檢查。

04

積極開(kai)展變(bian)壓器繞組(zu)(zu)的變(bian)形測試診斷。通常變(bian)壓器在遭受短路(lu)故(gu)障電(dian)流沖擊(ji)后，繞組(zu)(zu)將(jiang)發(fa)(fa)生局部(bu)變(bian)形，即使沒(mei)有(you)立即損壞，也有(you)可能留下(xia)(xia)嚴重的故(gu)障隱患。首先，絕(jue)緣距(ju)離將(jiang)發(fa)(fa)生改變(bian)，固(gu)體絕(jue)緣受到(dao)損傷，導(dao)致(zhi)局部(bu)放(fang)(fang)電(dian)發(fa)(fa)生。當(dang)遇到(dao)雷電(dian)過電(dian)壓作(zuo)用時便有(you)可能發(fa)(fa)生匝(za)間、餅間擊(ji)穿，導(dao)致(zhi)突發(fa)(fa)性絕(jue)緣事故(gu)，甚至在正常運行電(dian)壓下(xia)(xia)，因局部(bu)放(fang)(fang)電(dian)的長期作(zuo)用也可能引發(fa)(fa)絕(jue)緣擊(ji)穿事故(gu)。

因此，積極(ji)開展變壓(ya)器繞組變形(xing)的(de)診斷(duan)工作(zuo)，及時(shi)發(fa)現有(you)(you)問題(ti)的(de)變壓(ya)器，并有(you)(you)計劃地(di)進行(xing)吊(diao)罩(zhao)驗(yan)證和(he)檢修，不但可節省大量的(de)人力、物力，對防止變壓(ya)器事故的(de)發(fa)生(sheng)也(ye)有(you)(you)極(ji)其(qi)重要的(de)作(zuo)用。

傳遞函數H(jw)(即頻(pin)率響應(ying)特性(xing))的(de)(de)(de)零、極點分布情況(kuang)與二端(duan)口網絡內(nei)(nei)的(de)(de)(de)元件及連(lian)接方式等(deng)密(mi)切(qie)相(xiang)關。大量試(shi)驗研究結(jie)果表明，變壓器繞組(zu)(zu)通常(chang)在10KZ~1MHZ的(de)(de)(de)頻(pin)率范(fan)圍內(nei)(nei)具有較(jiao)多的(de)(de)(de)諧(xie)振點。當(dang)頻(pin)率低于(yu)10KHZ時，繞組(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)感起主要作(zuo)用，諧(xie)振點通常(chang)較(jiao)少(shao)，對(dui)(dui)分布電(dian)容(rong)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)較(jiao)不敏(min)感;當(dang)頻(pin)率超過1MHZ時，繞組(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)感又被分布電(dian)容(rong)所(suo)旁(pang)路(lu)，諧(xie)振點也會相(xiang)應(ying)減少(shao)，對(dui)(dui)電(dian)感的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)較(jiao)不敏(min)感，而(er)且(qie)隨著頻(pin)率的(de)(de)(de)提高，測試(shi)回路(lu)(引線)的(de)(de)(de)雜散電(dian)容(rong)也會對(dui)(dui)測試(shi)結(jie)果造成明顯影響。

由于變壓器(qi)繞組(zu)(zu)(zu)變形(xing)測試(shi)儀價格昂貴，且(qie)對(dui)人員的(de)素質(zhi)要求高，在生(sheng)產運行中(zhong)不(bu)易普遍開展。因此，在實(shi)際工作(zuo)中(zhong)，依(yi)據變壓器(qi)繞組(zu)(zu)(zu)電(dian)容(rong)變化(hua)量(liang)(liang)來判斷繞組(zu)(zu)(zu)是否變形(xing)的(de)方法，可以(yi)(yi)作(zuo)為頻率響應法的(de)有益補充(chong)。尤其在頻率響應法不(bu)具備條件的(de)情(qing)況下，可以(yi)(yi)通過橫向(xiang)(xiang)、縱向(xiang)(xiang)對(dui)比(bi)積累(lei)的(de)實(shi)測電(dian)容(rong)量(liang)(liang)，及(ji)時掌握變壓器(qi)繞組(zu)(zu)(zu)的(de)工作(zuo)狀態，以(yi)(yi)便(bian)降低事(shi)故發生(sheng)的(de)概率，確保電(dian)網安全穩定的(de)運行。

05

加強現(xian)場施工(gong)和(he)運行維護(hu)中的(de)(de)檢(jian)查(cha)，使用(yong)可靠(kao)的(de)(de)短路(lu)保(bao)護(hu)系(xi)(xi)統。現(xian)場進行變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)安裝時，必(bi)須嚴格按照廠家說(shuo)明(ming)和(he)規范(fan)要求進行施工(gong)，嚴把質量(liang)(liang)關(guan)，對發現(xian)的(de)(de)隱患必(bi)須采取相應(ying)措施加以(yi)(yi)消除。運行維護(hu)人員應(ying)加強變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)檢(jian)查(cha)和(he)維護(hu)保(bao)修管理工(gong)作，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)(zheng)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)處于良好的(de)(de)運行狀(zhuang)況(kuang)，并采取相應(ying)措施，降低出口和(he)近區短路(lu)故障的(de)(de)幾(ji)率。為盡(jin)量(liang)(liang)避免系(xi)(xi)統的(de)(de)短路(lu)故障，對于己投運的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)，首先配備可靠(kao)的(de)(de)供(gong)保(bao)護(hu)系(xi)(xi)統使用(yong)的(de)(de)直流(liu)系(xi)(xi)統，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)(zheng)保(bao)護(hu)動作的(de)(de)正確性(xing);其次(ci)，應(ying)盡(jin)量(liang)(liang)對因短路(lu)跳閘的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)進行試(shi)驗檢(jian)查(cha)，可用(yong)頻率響應(ying)法(fa)測(ce)試(shi)技術(shu)測(ce)量(liang)(liang)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)受到短路(lu)跳閘沖擊后的(de)(de)狀(zhuang)況(kuang)，根(gen)據測(ce)試(shi)結(jie)果有目的(de)(de)地進行吊罩(zhao)檢(jian)查(cha)，這樣就可有效地避免重大事故的(de)(de)發生。

變壓(ya)器能否承受各種短路電(dian)流(liu)主要取決于變壓(ya)器結構設(she)計和制造(zao)工藝，且與運(yun)(yun)行管理(li)、運(yun)(yun)行條件及(ji)(ji)施工工藝水(shui)平等方面有(you)很大的關系(xi)(xi)，變壓(ya)器短路事故(gu)對(dui)電(dian)網系(xi)(xi)統的運(yun)(yun)行危害(hai)極大，為避(bi)免事故(gu)的發生，應從多方面采(cai)取有(you)效(xiao)的控制措施，以保證變壓(ya)器及(ji)(ji)電(dian)網系(xi)(xi)統的安全(quan)穩定(ding)運(yun)(yun)行。