淺論主變壓器無(wú)載調(diào)壓開關(guān)改造為有載調(diào)壓開關(guān)的可行性

段新文 新疆阿克蘇地區(qū)克孜爾電廠

淺論主變壓器無(wú)載調(diào)壓開關(guān)改造為有載調(diào)壓開關(guān)的可行性

段新文 新疆阿克蘇地區(qū)克孜爾電廠

本文介紹克孜爾電廠通過采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)落后老設(shè)備改造，將無(wú)載調(diào)壓變壓器改造為有載調(diào)壓變壓器，提高了機(jī)組的利用效率，增加了電廠經(jīng)濟(jì)收入，滿足電網(wǎng)對(duì)供電質(zhì)量的考核要求，向電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能，保障用戶正常用電。

主變壓器； 有載調(diào)壓開關(guān)； 電網(wǎng)電壓 ；技術(shù)改造

1、前言

克孜爾電廠位于阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)渭干河上游，裝機(jī)容量為30MW，主變壓器型號(hào)為SFL7—20000/110，1991年投運(yùn)，主變壓器采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線，共有110k v出線三回，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性有了更高的要求，電網(wǎng)要求在不停電情況下隨時(shí)調(diào)整主變壓器分接開關(guān)擋位，保證電網(wǎng)電壓在額定范圍內(nèi)運(yùn)行。已不能滿足電網(wǎng)對(duì)電壓質(zhì)量的考核要求，對(duì)2臺(tái)主變壓器無(wú)載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行技術(shù)改造。

2、改造的依據(jù)

克孜爾電廠主變壓器屬老舊式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，是無(wú)載調(diào)壓變壓器，無(wú)載調(diào)壓變壓器的主要缺點(diǎn)是不能帶電調(diào)整電壓，每調(diào)整一次電壓必須停電操作，因此給用戶用電帶來(lái)很多不便，影響電廠的正常發(fā)供電，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和變壓器分接開關(guān)技術(shù)的提升，現(xiàn)代變壓器都采用可以帶電調(diào)壓的有載調(diào)壓，2臺(tái)主變壓器經(jīng)過技術(shù)改造后，完全能達(dá)到帶電調(diào)壓的目的。如果將無(wú)載調(diào)壓變壓器更換為新的有載調(diào)壓變壓器，費(fèi)用較高，造成了資源的浪費(fèi)，運(yùn)行成本的增加，而將無(wú)載調(diào)壓改為有載調(diào)壓很好地解決了這一矛盾，不僅達(dá)到和實(shí)現(xiàn)采用有載調(diào)壓變壓器的目的和效果，而且節(jié)約了資金更新了設(shè)備。

3、改造的必要性和可行性

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器，用于將低電壓變成高電壓或?qū)⒏唠妷鹤兂傻碗妷?，是?duì)電力系統(tǒng)安全可靠?jī)?yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，電廠主變壓器已不能滿足電網(wǎng)電壓在額定范圍內(nèi)運(yùn)行。無(wú)載調(diào)壓變壓器改造成有載調(diào)壓變壓器，是利用原變壓器線圈上的無(wú)載調(diào)壓分接的六個(gè)分接頭直接改造成五級(jí)有載線性調(diào)壓，不用另外增加調(diào)壓線圈，在不動(dòng)變壓器器身和線圈的前提下，利用有載開關(guān)將無(wú)載調(diào)壓變壓器改造成有載調(diào)壓變壓器，同時(shí)增加設(shè)備不多，主要增加的設(shè)備有：有載分接開關(guān)一套，分接開關(guān)箱體一個(gè)，智能型操作機(jī)構(gòu)一套，控制箱一套，引線等設(shè)備，費(fèi)用為20多萬(wàn)元。如果新購(gòu)置一臺(tái)有載變壓器費(fèi)用為100萬(wàn)元以上，大大節(jié)約了成本，技術(shù)改造是可行性的，技術(shù)上完全可以達(dá)到不停電調(diào)整電壓的目的。選擇有載開關(guān)型號(hào)為CVⅢ350Y，配SHM能型操作機(jī)構(gòu)和HMK 7控制器，引線選擇50mm2銅線。

4、主變壓器無(wú)載調(diào)壓開關(guān)與有載調(diào)壓開關(guān)設(shè)備參數(shù)性能比較分析

主變壓器型號(hào)SFL7—20000/110，銘牌數(shù)據(jù)：短路阻抗9.9%，負(fù)載損耗9 7.6196kw，空載損耗25.783kw，空載電流0.55%，聯(lián)結(jié)組別YN.d11。主變壓器無(wú)載調(diào)壓開關(guān)改為有載調(diào)壓開關(guān)后，主變壓器改造前后主要性能參數(shù)無(wú)變化。主變壓器無(wú)載開關(guān)型號(hào)為DW—110/300，是單相無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，當(dāng)調(diào)整主變壓器電壓時(shí)，要在主變壓器停電狀態(tài)下調(diào)整，從停電到調(diào)整電壓再到試驗(yàn)合格后，每操作一次時(shí)間為5小時(shí)，操作不方便，停電時(shí)間較長(zhǎng)，造成用戶用電的中斷，給電廠發(fā)電量造成一定損失。改造的有載開關(guān)型號(hào)為CVⅢ350Y，是一種復(fù)合式開關(guān)，選擇開關(guān)的動(dòng)作過程中把切換開關(guān)和分接選擇器的功能合二為一，方便安裝于變壓器箱蓋上。有載開關(guān)各觸點(diǎn)接觸電阻不大于5 0 0微歐姆，開關(guān)每操作一次時(shí)間為4.4秒，在帶負(fù)載的情況下變換變壓器接頭，來(lái)改變變壓器的輸出電壓，以達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，或根據(jù)載荷要求達(dá)到增加或減少輸出電壓，以達(dá)到調(diào)整輸出電壓的目的。SHM能型操作機(jī)構(gòu)，操作電壓交流220V，采用模塊式，計(jì)算機(jī)程序編碼器、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)取代了原來(lái)的機(jī)械帶觸點(diǎn)的電器元件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電分離，電氣信號(hào)的通斷，不需要用觸點(diǎn)及機(jī)械控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)檔位指示清晰地顯示了機(jī)構(gòu)和有載分接開關(guān)所處的工作位置。 HMK 7控制器用于控制有載分接開關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種控制裝置，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)控制有載分接開關(guān)的切換操作，可顯示開關(guān)切換操作狀態(tài)及分接位置。實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓的電動(dòng)控制，有完善的接口可輸出BCD碼及輸入遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)有載開關(guān)控位的遠(yuǎn)端監(jiān)視，可通過R S 4 85通訊接口與上位機(jī)通訊進(jìn)行遙控、遙信，實(shí)現(xiàn)有載開關(guān)的遠(yuǎn)端監(jiān)視與控制，實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)控、電操三種指令輸入形式，與SHM—1電動(dòng)機(jī)構(gòu)配套使用。有載開關(guān)參與觸頭切換：主觸頭、主通斷觸頭、過渡觸頭、過渡電阻、分接電壓、級(jí)電壓、輸出電流等。有載調(diào)壓開關(guān)工作過程，每調(diào)整電壓一次通過7個(gè)位置完成，位置1：開關(guān)閉合在主通斷觸頭分接上，負(fù)載電流由主觸頭輸出，輸出電壓與主通斷觸頭分接上電壓相等U=U a；位置2：開關(guān)進(jìn)行切換動(dòng)作，主觸頭打開，過渡弧觸頭合上，負(fù)載電流由主通斷觸頭輸出，輸出電壓不變；位置3：主通斷觸頭打開，產(chǎn)生電弧，電弧熄滅后在斷口處產(chǎn)生恢復(fù)電壓，負(fù)載電流由過渡觸頭經(jīng)電阻輸出，輸出電壓V=Va—IR；位置4：主通斷觸頭分接上過渡觸頭合上，同閉形成橋接，產(chǎn)生循環(huán)電流Ic=V st/2R，負(fù)載電流由觸頭輸出Im=（IR+V s t）/2R，輸出電壓V=V a—（Vst+IR）/2；位置5：過渡觸頭打開，主通斷觸頭分接開關(guān)接通，負(fù)載電流由過渡觸頭輸出，輸出電壓V=Va—（IR+V st），輸出電壓已改變一分接；位置6：分接主觸頭合上，負(fù)載電流由主通斷觸頭輸出；位置7：分接主觸頭合上，過渡觸頭打開，負(fù)載電流由主觸頭輸出，輸出電壓V=V a—V st，完成了一次切換過程。變壓器在通電前，先檢查分接的電動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況，分接開關(guān)進(jìn)行10個(gè)完整的操作循環(huán)，檢查分接開關(guān)在每個(gè)操作位置電動(dòng)機(jī)構(gòu)和分接開關(guān)頭部的位置指示器都顯示相同的位置上，檢查在兩個(gè)極限位置上電動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)械自動(dòng)限位功能正常。按下保護(hù)繼電器上的試驗(yàn)按鈕“切除”檢查斷路器是否切除變壓器，檢查確認(rèn)后，按下保護(hù)繼電器上的“運(yùn)行中”按鈕，變壓器通電，通電檢查，檢查分接開關(guān)頭部、保護(hù)繼電器和管路各接頭的密封無(wú)漏油，電動(dòng)機(jī)構(gòu)密封良好，電動(dòng)機(jī)構(gòu)中各控制電器運(yùn)行狀態(tài)正常，無(wú)異?，F(xiàn)象，有載開關(guān)位置指示正確，電壓在額定范圍內(nèi)運(yùn)行，調(diào)整電壓各擋位正常，調(diào)整電壓方便可靠，主變壓器運(yùn)行正常，克孜爾電廠主變壓器無(wú)載調(diào)壓改為有載調(diào)壓技術(shù)改造取得圓滿成功。

5、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

主變壓器無(wú)載開關(guān)技術(shù)改造之前，每年電網(wǎng)要求調(diào)整電壓最少是兩次，無(wú)載調(diào)壓開關(guān)必須在停電時(shí)調(diào)整，每次最少需要5小時(shí)，每小時(shí)損失電量為15000kw h，每年因調(diào)整主變壓器電壓停電損失約54000元左右。主變壓器經(jīng)過技術(shù)改造后，在不停電的情況下，及時(shí)方便的調(diào)整主變壓器電壓，每次只需4.4秒就能自動(dòng)完成調(diào)整，有載調(diào)壓開關(guān)安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益較好，4年～5年可收回技術(shù)改造投資。

6、結(jié)論

克孜爾電廠無(wú)載調(diào)壓開關(guān)經(jīng)過技術(shù)改造為有載調(diào)壓開關(guān)后，主變壓器運(yùn)行安全可靠，有載調(diào)壓開關(guān)方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方和現(xiàn)地操作，無(wú)須停電，實(shí)現(xiàn)供電的連續(xù)可靠，同時(shí)維護(hù)量大大減少，確?？俗螤栯姀S安全穩(wěn)定發(fā)供電，滿足人民群眾對(duì)電力供應(yīng)連續(xù)可靠性的要求，保證了電網(wǎng)電壓質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.094