變壓器對發(fā)電系統(tǒng)影響的研究

周會花

（貴州烏江清水河水電開發(fā)有限公司 貴州貴陽 550000）

變壓器對發(fā)電系統(tǒng)影響的研究

周會花

（貴州烏江清水河水電開發(fā)有限公司 貴州貴陽 550000）

變壓器是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，通過變壓器可實現(xiàn)電能升降壓處理，提高了區(qū)域電能分配的綜合利用率。發(fā)電系統(tǒng)變壓器承載著諸多調(diào)控功能，變壓器故障易導(dǎo)致整個發(fā)電系統(tǒng)中斷運(yùn)行，通過電氣試驗可及時掌握變壓器故障發(fā)生狀態(tài)，維持發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行流程的持續(xù)性。結(jié)合電氣試驗的實際意義，本文介紹了其對發(fā)電系統(tǒng)調(diào)度的影響，提出變壓器試驗的科學(xué)方法。

變壓器；試驗；發(fā)電系統(tǒng)；調(diào)度

變壓器試驗可實時掌握發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為系統(tǒng)檢修與調(diào)度提供指導(dǎo)性依據(jù)，降低了各種因素造成的故障風(fēng)險。發(fā)電廠需定期進(jìn)行變壓器試驗與分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在的變壓器故障，提前采取相應(yīng)的防御措施。

1 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢

隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實現(xiàn)變電站綜合自動化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況；為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中控制、集中操作和反事故措施等。

2 變壓器試驗對發(fā)電調(diào)度的影響作用

電氣試驗是在電氣系統(tǒng)、電氣設(shè)備投入使用前，為判定其有無安裝或制造方面的質(zhì)量問題，以確定新安裝的或運(yùn)行中的電氣設(shè)備是否能夠正常投入運(yùn)行，而對電氣系統(tǒng)中各電氣設(shè)備單體的絕緣性能、電氣特性及機(jī)械性等，按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定逐項進(jìn)行試驗和驗證。通過這些試驗和驗證，可以及時地發(fā)現(xiàn)并排除電氣設(shè)備在制造時和安裝時的缺陷、錯誤和質(zhì)量問題，確保電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備能夠正常投入運(yùn)行。

2.1 系統(tǒng)安全的影響

我國變壓器電氣試驗的趨勢將會在現(xiàn)有的監(jiān)測和檢測技術(shù)上出發(fā)，把停電自動檢測與在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合起來，來彌補(bǔ)現(xiàn)有停電試驗試驗時間集中、工作量大，試驗電壓低、診斷有效性不足，試驗需要停電等問題。電氣試驗在大型變壓器的故障診斷和缺陷排查中起到了至關(guān)重要的作用，它是判斷變壓器能否繼續(xù)投入運(yùn)行，保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。

2.2 系統(tǒng)調(diào)度的影響

新時期國家電網(wǎng)改造規(guī)模不斷擴(kuò)大，根據(jù)地區(qū)實際用電需求擬定調(diào)度方案，實現(xiàn)了電能資源一體化分配與利用。以免電力調(diào)度失誤引起的供電事故。發(fā)電廠變壓器實施電氣試驗，具有多方面的影響意義，最大限度地保障了發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

2.3 系統(tǒng)功能的影響

現(xiàn)電力行業(yè)規(guī)定，在一個試驗周期內(nèi)（最多7年），必須對變壓器進(jìn)行全面的預(yù)防性試驗，且試驗數(shù)據(jù)必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才能投運(yùn)，同時，每年利用紅外檢測、油樣分析、鐵芯接地電流測試，在線油色譜分析等帶電檢測手段監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷或引起故障跳閘，即刻停運(yùn)主變，做相關(guān)有針對性的診斷性電氣試驗，以免變壓器發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或損壞等不可挽回的損失。

2.4 系統(tǒng)監(jiān)測的影響

一些新的檢測參數(shù)、新方法和新技術(shù)正在逐步推廣，例如，停電試驗時自動加交流高壓以及測量最大放電電荷量、介質(zhì)損耗、電流增加率、電流急增率、直流分量等的自動絕緣診斷裝置，它能給出測量曲線、綜合特性等，完成自動測量和分析；利用在線監(jiān)測裝置，對運(yùn)行中的變壓器進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的綜合監(jiān)測，大大提高了試驗的真實性和靈敏度，便于及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。

3 發(fā)電系統(tǒng)變壓器試驗內(nèi)容及方法

發(fā)電系統(tǒng)變壓器試驗過程中，能夠進(jìn)一步排除測量接線、接線樁頭、有載開關(guān)存在問題的可能，為進(jìn)一步確認(rèn)引起變壓器直流電阻不平衡的原因，確定變壓器繞組內(nèi)部是否存在故障，這些都是變壓器試驗操作的要點，對電力系統(tǒng)調(diào)度與運(yùn)行具有指導(dǎo)性作用。

3.1 電壓比試驗

一般用雙電壓表測定法。低壓側(cè)開路，在高壓側(cè)加一低電壓（小于250V），同時讀出原、副邊電壓U1和U20，即可得電壓比K為：

式中：U1為原邊（高壓側(cè)）電壓；U20為副邊（低壓側(cè)）電壓。除雙電壓表法外，還有變比電橋法。它的準(zhǔn)確度和靈敏度都較高，但需用專用的變比電橋。

3.2 空載試驗

測量變壓器的空載電流和空載損耗，以判斷鐵心質(zhì)量和檢查繞組是否有短路。試驗時，在低壓繞組上施加額定頻率正弦波形的額定電壓，其他繞組開路。測量所有三相的電流、電壓和功率。

3.3 短路試驗

測量變壓器的短路損耗和漏阻抗電壓。試驗時，將變壓器低壓繞組短接，在高壓側(cè)施加額定頻率的較小正弦電壓，使繞組中的短路電流等于高壓繞組的額定值。此時所加試驗電壓為短路電壓，又稱漏阻抗電壓。短路試驗中測得的損耗為短路損耗，即變壓器額定運(yùn)行時繞組的電阻損耗，又稱銅耗。

3.4 繞組極性測定

常用交流感應(yīng)法，其接線見圖1。將變壓器低壓側(cè)的u端與高壓側(cè)的V端用導(dǎo)線連接。在高壓側(cè)加一較低的交流電壓（小于250V），測出電壓表的指示值。如果V＝V1-V2，則為減極性，表示V與u是同極性端；反之，則為加極性，表示V與u端的極性相反。

圖1 交流感應(yīng)法測定極性

4 基于變壓器試驗的一體化調(diào)度模式

結(jié)合變壓器試驗功能，可對發(fā)電系統(tǒng)實施一體化調(diào)度，利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實現(xiàn)信息共享，簡化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積；對變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。

4.1 智能監(jiān)測技術(shù)

“安全第一”是電力行業(yè)發(fā)展指導(dǎo)思想，以安全準(zhǔn)則為前提開展調(diào)度工作，能夠從多個方面實現(xiàn)電能資源一體化調(diào)度。面對傳統(tǒng)調(diào)度平臺存在的問題，電力企業(yè)要充分利用定向控制、安全監(jiān)控、實時報警等功能模塊，對電力系統(tǒng)采取綜合安全防御系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)感應(yīng)到的安全隱患，及時安排專業(yè)人員采取措施處理，避免故障風(fēng)險影響到系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

4.2 定向控制技術(shù)

隨著電力科技不斷進(jìn)步與發(fā)展，以自動化為主體的主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到推廣，構(gòu)建現(xiàn)代化電網(wǎng)調(diào)度平臺是不可缺少的。“安全問題”是阻礙主站系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素，深入分析電網(wǎng)調(diào)度潛在的安全隱患，可以為電網(wǎng)運(yùn)行作業(yè)提供全面保障，降低各種因素造成的不利影響。結(jié)合主站系統(tǒng)運(yùn)行存在的安全隱患，從定向控制、安全監(jiān)控、實時報警等方面，提出電網(wǎng)調(diào)度安全化控制的可行性對策。

4.3 遠(yuǎn)程調(diào)度技術(shù)

為了加快地區(qū)電網(wǎng)工程建設(shè)，我國電力企業(yè)開始融入新科技為輔助，對傳統(tǒng)電網(wǎng)模式進(jìn)行多元化改造。主站系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度核心平臺，借助主站供輸功能可實現(xiàn)電力一體化調(diào)度，為地區(qū)用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)?；谛畔⒓夹g(shù)快速發(fā)展背景下，電網(wǎng)調(diào)度開始走向“自動化、智能化、遠(yuǎn)程化”等方向轉(zhuǎn)型，這些都體現(xiàn)了新型電網(wǎng)改造與發(fā)展趨勢。

5 結(jié)論

總之，變壓器通過電磁感應(yīng)調(diào)節(jié)交流電壓大小，為發(fā)電機(jī)組運(yùn)行創(chuàng)造了穩(wěn)定條件。隨著發(fā)電廠供電荷載持續(xù)增大，變壓器承載的工作負(fù)荷也越來越大，如何維持變壓器正常的調(diào)度性能，這是發(fā)電廠目前急需解決的問題。鑒于變壓器試驗對發(fā)電系統(tǒng)的影響，可設(shè)定針對性的電氣試驗方案，對常見故障進(jìn)行綜合分析，降低發(fā)電系統(tǒng)的故障發(fā)生率，確保發(fā)電生產(chǎn)的安全性與高效性。

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TM721.1

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1004-7344（2016）09-0242-02

2016-3-13

周會花（1985-），女，侗族，貴州劍河人，大專，主要從事水電站動力設(shè)備與管理工作。