如何提電力系統(tǒng)的高抗短路能力

齊浩

摘 要：變壓器作為電力系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)樞紐，是傳輸電能、分配電能的重點(diǎn)元件，變壓器運(yùn)行的可靠程度會(huì)直接影響電能的利用質(zhì)量，因此也作為整個(gè)送電網(wǎng)安全運(yùn)行的核心部件，變壓器的可靠性以及安全性主要取決于其結(jié)構(gòu)材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)也和其維修、檢測和維護(hù)相關(guān)。文章便針對電力系統(tǒng)目前所使用的變壓器進(jìn)行了分析，主要對變壓器運(yùn)行過程中的抗短路能力展開了探討，并結(jié)合實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行狀況，提出了如何提高其相關(guān)能力的措施，以供廣大同仁參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；抗短路；措施

1 變壓器概述

當(dāng)前電力系統(tǒng)中所采用的變壓器主要為基于電子技術(shù)的電子變壓器，該種邊緣親戚的基本原理主要是信號(hào)的電子轉(zhuǎn)化，通過將工頻信號(hào)在原方中轉(zhuǎn)化，通過電子電路的轉(zhuǎn)化后，工頻信號(hào)便成為了高頻信號(hào)，其實(shí)質(zhì)是對信號(hào)的一種升頻處理，繼而通過高頻隔離變壓器進(jìn)行進(jìn)一步的耦合，再將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼墓ゎl信號(hào)，即再次降頻處理。通過適當(dāng)?shù)姆绞綄﹄娮釉O(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)將電路中一種形式的電能轉(zhuǎn)換為電壓、頻率以及波形完全不同的另一種電能。而變壓器的大小主要受到了其中間鐵芯的影響，即鐵芯材質(zhì)、最大允許溫升以及飽和磁通密度和繞組最大溫升值會(huì)影響變壓器的體積，工頻同飽和磁通密度成反比例關(guān)系，如此，通過鐵芯利用率的提高便能夠?qū)ψ儔浩鞯恼w效率予以提高，同時(shí)還能夠減小其體積，而鐵芯的利用率可以通過工頻的提高予以提高。

2 提高措施

變壓器運(yùn)行的安全與否、可靠與否以及其經(jīng)濟(jì)性和效率，受到其本身質(zhì)量以及設(shè)備的日常維護(hù)質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，文章便主要針對變壓器的檢修維護(hù)過程中，變壓器突發(fā)故障的防治措施進(jìn)行了分析討論。

電網(wǎng)受到諸多因素的影響，在運(yùn)行過程中容易發(fā)生短路，例如，雷擊、繼電保護(hù)的拒動(dòng)或者誤動(dòng)都會(huì)造成短路，而電網(wǎng)中出現(xiàn)短路現(xiàn)象便會(huì)產(chǎn)生短路電流，在強(qiáng)大的短路電沖擊下，變壓器極易受損，因而如何提高變壓器的抗短路能力成為了目前電力工作人員關(guān)心的課題之一。通過對目前我國電力系統(tǒng)中由于短路所造成的變壓器事故的結(jié)果分析可以看出，變壓器的維護(hù)不當(dāng)所引發(fā)的事故也占到了一定的比例，因而文章便通過對運(yùn)行維護(hù)中的一些問題進(jìn)行了分析探討，并著重對如何才能有效提高變壓器對短路電流沖擊抗性進(jìn)行說明。在運(yùn)行維護(hù)變壓的過程中，首先應(yīng)當(dāng)對短路故障進(jìn)行減少，通過有效減少短路電流對變壓器的沖擊來降低變壓器的損壞，其次，則是對變壓器中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)的檢測，通過對繞組進(jìn)行及時(shí)檢測，發(fā)現(xiàn)形變，并予以處理，將隱患提前解決。

2.1 線圈制造工藝

在制造過程中，變壓器設(shè)計(jì)需要考慮的不僅僅是損耗的降低以及絕緣水平的提高，同時(shí)還需要對設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度以及對故障能力的抗性予以考慮。變壓器的制造中，很多工藝都考慮采用絕緣壓板，并且在很多制造工藝中會(huì)令高壓線圈和低壓線圈公用相同的壓板，因而這就需要高水平的制造工藝對該結(jié)構(gòu)予以滿足。首先將墊塊進(jìn)行密化，繼而還需要通過恒壓干燥對單個(gè)線圈進(jìn)行處理，并對線圈壓縮高度進(jìn)行測量；通過上述處理后，需要對公用壓板的線圈的高度進(jìn)行調(diào)整，保證其高度統(tǒng)一，同時(shí)還需要在總裝時(shí)對線圈加壓，通過油壓設(shè)備施加規(guī)定壓力，以此使得線圈最終能夠符合相關(guān)工藝、設(shè)計(jì)要求。此外，在進(jìn)行總裝的過程中，除了需要對高壓線圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)注外，低壓線圈緊密性也同樣應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注、控制。內(nèi)線圈由于受到了徑向力，因而會(huì)向鐵心處擠壓，因而應(yīng)當(dāng)對其支撐進(jìn)行加強(qiáng)，其主要方式可以采用厚紙筒或者撐條數(shù)目的增加等對線圈骨架予以加強(qiáng)，從而對線圈穩(wěn)定性予以提高。

2.2 短路試驗(yàn)的應(yīng)用

首先對變壓器性能產(chǎn)生影響到是設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及制造工藝，其次則是運(yùn)行維護(hù)以及監(jiān)測。通過各類試驗(yàn)，及時(shí)對運(yùn)行中的變壓器狀況進(jìn)行掌握。了解其運(yùn)行的狀況以及設(shè)備的穩(wěn)定性等，可以通過短路試驗(yàn)的方式對變壓器性能進(jìn)行掌握，并對檢測出的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行討論和改進(jìn)，從而有效提高變壓器強(qiáng)度，加強(qiáng)其抗短路能力。

2.3 保護(hù)機(jī)構(gòu)的使用

短路事故在電網(wǎng)中一直是亟待解決的重點(diǎn)問題，人們想要對此進(jìn)行避免，并采用了多種方式，仍舊是不能絕對避免的，尤其在10kv的供電線路中，短路事故的引發(fā)因素的多元化使得管理更加困難。例如外力因素、小動(dòng)物誤入以及用戶自身問題等都會(huì)引發(fā)短路事故。因此，若變壓器已經(jīng)投入運(yùn)行，那么應(yīng)當(dāng)提供可靠的直流電源供保護(hù)系統(tǒng)使用，同時(shí)保證能夠有效提供正確的保護(hù)動(dòng)作。通過對目前變壓器情況繼續(xù)擰分析，由于其外部短路抗性較差，因此應(yīng)當(dāng)看到系統(tǒng)短路或者系統(tǒng)發(fā)生跳閘后強(qiáng)行投運(yùn)的不利因素，如若不然，將會(huì)對變壓器造成嚴(yán)重的損壞，嚴(yán)重者可能無法對變壓器損壞進(jìn)行修復(fù)。有些部門已經(jīng)開始取消相關(guān)電路的重合間，或者依照短路故障的自動(dòng)消除該類對重合間的檢核予以延長，從而消除由于該環(huán)節(jié)產(chǎn)生的危害。同時(shí)對運(yùn)行中變壓器遭到短路電流影響而產(chǎn)生的損壞進(jìn)行有效及時(shí)的記錄，并對其短路電流予以計(jì)算。以此為變壓器抗短路能力的提高提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.4 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后，繞組將發(fā)生局部變形，即使沒有立即損壞，也有可能留下嚴(yán)重的故障隱患。首先，絕緣距離將發(fā)生改變，固體絕緣受到損傷，導(dǎo)致局部放電發(fā)生。當(dāng)遇到雷電過電壓作用時(shí)便有可能發(fā)生匝間、餅間擊穿，導(dǎo)致突發(fā)性絕緣事故，甚至在正常運(yùn)行電壓下，因局部放電的長期作用也可能引發(fā)絕緣擊穿事故。其次，繞組機(jī)械性能下降，當(dāng)再次遭受短路事故時(shí)，將承受不住巨大的電動(dòng)力作用而發(fā)生損壞事故。

由于變壓器繞組變形測試儀價(jià)格昂貴，且對人員的素質(zhì)要求高，在生產(chǎn)運(yùn)行中不易普遍開展。因此，在實(shí)際工作中，依據(jù)變壓器繞組電容變化量來判斷繞組是否變形的方法，可以作為頻率響應(yīng)法的有益補(bǔ)充。尤其在頻率響應(yīng)法不具備條件的情況下，可以通過橫向、縱向?qū)Ρ确e累的實(shí)測電容量，及時(shí)掌握變壓器繞組的工作狀態(tài)，以便降低事故發(fā)生的概率，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.5 加強(qiáng)現(xiàn)場施工和運(yùn)行維護(hù)中的檢查，使用可靠的短路保護(hù)系統(tǒng)

現(xiàn)場進(jìn)行變壓器的安裝時(shí)，必須嚴(yán)格按照廠家說明和規(guī)范要求進(jìn)行施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對發(fā)現(xiàn)的隱患必須采取相應(yīng)措施加以消除。運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)變壓器的檢查和維護(hù)保修管理工作，以保證變壓器處于良好的運(yùn)行狀況，并采取相應(yīng)措施，降低出口和近區(qū)短路故障的幾率。為盡量避免系統(tǒng)的短路故障，對于己投運(yùn)的變壓器，首先配備可靠的供保護(hù)系統(tǒng)使用的直流系統(tǒng)，以保證保護(hù)動(dòng)作的正確性；其次，應(yīng)盡量對因短路跳閘的變壓器進(jìn)行試驗(yàn)檢查，可用頻率響應(yīng)法測試技術(shù)測量變壓器受到短路跳閘沖擊后的狀況，根據(jù)測試結(jié)果有目的地進(jìn)行吊罩檢查，這樣就可有效地避免重大事故的發(fā)生。

變壓器的抗短路能力主要受到其結(jié)構(gòu)、制造的影響，同時(shí)運(yùn)行維護(hù)以及設(shè)備管理和外界環(huán)境、施工水平等都會(huì)對其抗短路能力的大小造成影響，短路事故對于整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行都會(huì)造成極其嚴(yán)重的危害，因而應(yīng)當(dāng)從多角度對變壓器的抗短路能力予以提高，從而有效的提高變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定、安全系能，以此保證電網(wǎng)的供電安全。

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