電力變壓器是傳輸、分配電能的樞紐,是電力網的核^心元件,其可靠運行不僅關系到廣大用戶的電能質👩🏿❤️💋👨🏽量,也關系到整⛹🏻♂️個系統的安全程度。電力變壓👩🏿❤️💋👨🏽器的可靠性由其健康狀況決定,不僅取決于設計制造、結構材料,也與檢修維護密切相關。就電力系統中變壓器抗短路能力的提高的問題進行探讨。
一、電力變壓器概述
電子電力變壓器主要是采用電力電子技術實現的,其基👌本原👧🏾理爲在原方将工頻信号通過電力電子電路轉👧🏾化爲高頻信号,即升頻,然後通過中間高頻隔離變 壓器耦合到副方,再👿還原成工頻信号,即降頻。通過采用适當的控制方案來控制電力電子裝置的工作,從而将一種👯🏾♂️頻率、電壓、波🧎🏻♀️➡️形的電能變換爲另一種頻率、電 壓、波形的電能。由于中間隔離變壓器的體積取決于鐵芯材質的💁🏼♀️飽和磁通密度以及鐵芯和繞組的✋最大允許溫升,而💯飽和磁通密度與工作頻率成反比,這樣提高其工作 頻率💕就可提高鐵芯的利用率,從而減小變壓器的體積并提高其整體效率。
二、提高電力變壓器抗短路能力的措施
變壓器的安全、經濟、可靠運行與出力,取決于本身的制造質💯量和運行環境以及檢修質量。本章試圖回答在變壓器運行維護過程中,有效預防變壓器突發性故障的措施。
電網經常由于雷擊、繼電保護誤動或拒動等造成短路,短^路電流的強大沖擊可能使變壓器受損,所以應從各方面努力提高變壓器的耐受短路能力。變壓器 短路沖擊事故👼🏾的統計結果表✍🏻明,制造原因引起的占80%左右,而運🤶🏾行、維護原因引起的僅占10%左右👀。有關設計、制👩🍼造方面的措施在第二章已有論述,本章着重 就運👩🏼❤️👨🏾行維護過程中應采取的措施加😍以說明。運行維護過程中,一方面應盡量減少短路故障,從👩🏿❤️💋👨🏽而減少變壓器所受沖擊的次數;另🧑🏽❤️💋🧑🏻一方面應及ˇ時測試變壓器繞組的💑🏾形 變,防患于未然。
規範設計,重視線圈制造的軸向壓緊工藝。制造廠家在設計時,除要考慮變壓器降低損耗,提高絕緣水平外,還要考慮到👿提高♌️變壓器的機械強度和抗短路 故障能力。在制造工藝方💑🏾面,由于很多變壓器都采用了絕緣壓闆,且高低壓線圈共用一個壓闆,這種結構要求要有很高的制造工藝水平,應對墊塊進行密化處理,在 線圈加工好後還要對單個線圈進行恒💕壓幹燥,并測量出線圈壓縮後的高度;同一壓闆的各個線圈經過上述工藝處理後,再調整✍🏻到同一高度,并在總裝😜時用油⛹🏻♂️壓裝置對 線圈施加😮💨規定的壓力,最終💯達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中,除了要注意高壓線圈的壓緊情況外,還🤶🏾要特别注意低壓線圈壓緊情況的控制。
對變壓器進行短路試驗,以防患于未然。大型變壓器的運行可靠性,首先取決于其結構和制造工藝水平,其次是在運行過程中對設備進行各種試驗,及時 掌握設備的工況。要了解變壓器的機械穩定👌性,可通過承受短路試驗,針對其薄弱環節加以改♌️進,以确保對變壓器結構強度設計時😮💨做到心中有👧🏾數。
使用可靠的繼電保護與自動重合閘系統。系統中✍🏻的短路事故是人們竭力避免而又不能絕對避免的事故,特别是🤑10KV線路因誤操作、小動物進入、外力 以🏊🏿♀️及用戶責任等原因導緻短路事故的可能性極大🧛🏽。因此對于已投入運🛀🏼行的變壓器,首先應配備可靠🧛🏽的供保護系統使用的直流電源,并保證保護動作的正确性。結👽合🏊🏿♀️目 前運行中變壓器杭外部短路強度較差的情況,對于系統🧜🏼♀️短路跳閘🔞後的自動重合或強行投運,應看到其不利的因素,否🙂↔️則有時會加劇變壓器的損壞程度,甚至失去重新 修複的可能。目前已有些運行🙂↕️部門根據短路故障是🙈否能瞬時🧑🏻❤️🧑🏼自動消除的概率,對近區架空線或電纜線路取消~使用👱🏼♂️重合問,或者适當延長合間間隔時間以減少因重合閘 不成而帶來的危害,并且應盡量對短路跳閘的變壓器進行試驗檢查。
積極開展變壓器繞組的變形測試診斷。通常變壓器在遭👼🏾受短路故障電流沖擊後,繞組将發生局部變形,即使沒有立即😗損壞,也有可能留下嚴重的故障隐 患。首先,絕緣距離将發生改變,固體絕緣受到損傷,導緻😮💨局部放電👨🏻🏭發生。當遇到雷電過電壓作用時便有可能發生匝間、餅間擊穿,導緻突發性絕緣👯🏾♂️事故,甚至在正👀 常運行電壓下🏃🏻♀️,因局部放電的長期作用也可👾能引發絕緣擊穿事故。
因此,積極開展變壓器繞組變形的診斷工作,及時發現有問😥題的變壓器,并有計劃地進行吊罩驗證和檢修,不但可節省大量🏃🏿♀️➡️的人力、物力,對防止變壓器事故的發生也有極其重要😌的作用。
傳遞函數H的零、極點分布情況與二端口網絡内的元🛀🏼件及㊙️連接方式等密切相關。大量試驗研究結果表明,變壓器繞組通常在10KZ~1MHZ的頻率範 圍内具有較多的諧振點。當頻率低于10KHZ時,繞組🙈的電感起主要作用,諧振點通常較少,對分布電容的變化較不敏感;當🧑🏽❤️💋🧑🏻頻率超過1 MHZ時,繞組的電感又被分布電容所旁路,諧振點也會相應減少,對電感的變化較不敏感,而且随着頻率🛌🏻的提高🧑🏽🎄,測試回路的雜散電容也會對測試結果造成明顯影😗 響。
由于變壓器繞組變形測試儀價格昂貴,且對人員的素質要求😈高,在生産運行中不易普遍開展。因此,在實際工😸作中,依據變壓器繞組電容變化量來判斷繞 組是否變形的方法,可以作爲頻😍率響應法的🧜🏼♂️有益補充。尤其在頻率響應法不具備條件的情況下,可以通過橫向、縱向對比積累的實測電容量,及時掌握變壓器😁繞組的 工作狀态,以便降低事故發😝生的概率😺,确保電網安全穩定的運💯行。
加強現場施工和運行維護中的檢查,使用可靠的短路保😸護系統。現場進行變壓器的安裝時,必須嚴格按照廠家說明和規範💁🏼♀️要求進行施工,嚴把質量關,對 發👩🏽🐰👩🏿現的隐🔞患必須采取相應措施加以消除。運行維護人員應加強變壓器的檢查和維護保修管理工作,以保證變壓器處于良好的運😍行狀況,并采取相應措施,降低出口和 近區短路故障的幾💕率。爲💘盡量避免🚶🏾♀️➡️系統的短路故障,對于己💫投運的變壓器,首先配備可靠的供保護系統使用的🙆🏿直流系統,以保證保護動作的正确🏊🏾♀️性;其次,應盡量對 因短🧑🏾🎄路跳閘的變壓器進行試驗檢查,可用頻率響應法測試👻技術測量變壓器受到短路跳閘沖擊後的狀況,根🛌🏻據測ˇ試結果有目的地進💞行吊罩檢查,這樣就可有🎅🏿效地避免🧑🏽❤️💋🧑🏻重 大事故的發生。
變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓👩🍼器結構設計和制造工藝,且與運行管理、運行條件及施👾工工藝水平等方面有很大的關系,變壓器短路事故對電網系統的運行危害極大👾,爲避免事故的發生,應從多方面💘采取有效的控制措施,以保證💘變壓器及電網系統的安全穩定運行。