分析電力系統(tǒng)中變壓器抗短路能力提高的辦法

姚輝

摘 要：為了保證電力系統(tǒng)當中的變壓器在其運行階段有良好質(zhì)量，應(yīng)認識到變壓器的重要性以及短路故障的危害，并能結(jié)合實際的需要制定提升變壓器設(shè)備抗短路能力的措施。本文就電力系統(tǒng)當中變壓器強抵抗短路能力強化的措施進行了分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；抗短路；優(yōu)化

在整個電力系統(tǒng)當中，變壓器是保證入戶端電力能源電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵，也是當前電網(wǎng)體系的核心之一，這一設(shè)備的性能不僅關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全性同時也關(guān)系著用戶的利益，但電力能源重要性大幅提升的當代，也就更需要強化變壓器部件的抗短路能力，從而推動電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的提升。

1 短路故障的成因以及危害

電力系統(tǒng)需要保持長時間、不間斷的運行，這也就會讓電力系統(tǒng)當中的組件都處在負荷狀態(tài)下，并且各種電力系統(tǒng)組件所處的環(huán)境存在差異，環(huán)境因素的異常也可能給電力系統(tǒng)組件帶來影響，因此在電力系統(tǒng)運行中會對變壓器設(shè)備產(chǎn)生影響的成因較多。而從各種干擾因素危害程度來看，絕緣結(jié)構(gòu)損壞是對變壓器設(shè)備運行穩(wěn)定性構(gòu)成影響的關(guān)鍵因素，當變壓器中的線路出現(xiàn)損壞之后，也就會導(dǎo)致變壓器設(shè)備的運行出現(xiàn)故障。其次，在對變壓器設(shè)備進行維護的時候未能及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、未能落實故障維護操作、在變壓器設(shè)備設(shè)計方案存在不足或者是安裝階段操作存在問題都有可能是導(dǎo)致變壓器設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)破損的成因。

短路故障對于變壓器設(shè)備造成的實際損壞程度不一，短路故障發(fā)生的時候，電流值越大、短路故障持續(xù)時間越長則對于設(shè)備所造成的損壞也就越強。短路故障中出現(xiàn)電流往往帶有巨大的毀滅力量，一旦變壓器設(shè)備當中的導(dǎo)線以及其他部件沒有良好的穩(wěn)定性以抗短路能力，那么就難以有效的應(yīng)對變壓器故障。而在一些短褲故障當中，由于短路故障的電流能量過高，所以即便電流持續(xù)的時間較短，但也會在瞬間讓設(shè)備以及導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的溫度被加熱到較高的條件，直接導(dǎo)致絕緣層的損壞，并且還可能造成部分金屬出現(xiàn)退火的情況，最終導(dǎo)致金屬出現(xiàn)變形或者是損壞。由于整個電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是相互連接的，所以一旦出現(xiàn)了短路故障，那么就會給整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成不利影響以及各種損失。

2 變壓器設(shè)備概述

就當前電力系統(tǒng)供電體系而言，變壓器設(shè)備是其中關(guān)鍵性的組成設(shè)備，對于保證電力系統(tǒng)運行性有基礎(chǔ)性的作用，而當代電力系統(tǒng)當中的變壓器也經(jīng)過了多次技術(shù)革新，使得設(shè)備的性能更加的完善、優(yōu)秀。當代變壓器設(shè)備的設(shè)計制造主要運用了電力電子類型技術(shù)，在該設(shè)備的運行中，會將電力電子類型電路結(jié)構(gòu)中的電源頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號，也就是一種上升類型的頻率，之后在采用中間頻率耦合處理使其到變壓器設(shè)備的次級側(cè)，實現(xiàn)電力能源頻率的恢復(fù)，使電力能源的頻率數(shù)值減少。從變壓器設(shè)備的運行功能來看，變壓器設(shè)備實現(xiàn)將某一頻率、波形、電壓值的電力能源，轉(zhuǎn)化成另一種頻率、波形、電壓值電力能源的作用。

3 強化電力系統(tǒng)當中變壓器對于短路故障抵抗能力的措施

3.1 變壓器穩(wěn)定運行概述

在實現(xiàn)變壓器穩(wěn)定運行的階段中，需要從多方面入手，要想變壓器的運行能具備良好的經(jīng)濟性以及可靠性，則需要注意到變壓器的實際運行環(huán)境以及維護操作的質(zhì)量，從各方面共同入手，實現(xiàn)變壓器運行穩(wěn)定性的全面提升。當前變壓設(shè)備的運行階段中，變壓器還可能由于雷電保護狀態(tài)誤動或者是其他類型誤動而導(dǎo)致出現(xiàn)巨大的短路電流，并在巨大的短路電流沖擊下使變壓器設(shè)備出現(xiàn)故障，因此在強化變壓器對于短路故障抵抗能力的階段中，應(yīng)能注意對變壓器各方面承受能力的強化。在實際的變壓器故障成因分析中，由于制造領(lǐng)域方面問題導(dǎo)致的成因占較大比例，而維護方面工作不足所占的成因較低。在開展變壓器設(shè)計的階段中，要注意設(shè)計的科學(xué)性，并妥善的做好維護工作，降低變壓器出現(xiàn)故障的幾率。

3.2 使用可靠的繼電保護與自動重合閘系統(tǒng)

系統(tǒng)中的短路事故是人們竭力避免而又不能絕對避免的事故，特別是10kV線路因誤操作、小動物進入、外力以及用戶責(zé)任等原因?qū)е露搪肥鹿实目赡苄詷O大。因此對于已投入運行的變壓器，首先應(yīng)配備可靠的供保護系統(tǒng)使用的直流電源，并保證保護動作的正確性。結(jié)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(tǒng)短路跳閘后的自動重合或強行投運，應(yīng)看到其不利的因素，否則有時會加劇變壓器的損壞程度，甚至失去重新修復(fù)的可能。目前已有些運行部門根據(jù)短路故障是否能瞬時自動消除的概率，對近區(qū)架空線（如2km以內(nèi)）或電纜線路取消使用重合間，或者適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(yīng)盡量對短路跳閘的變壓器進行試驗檢查。在運行中應(yīng)對遭受短路電流沖擊的變壓器進行記錄，并計算短路電流的倍數(shù)。

3.3 對變壓器進行短路試驗

大型變壓器的運行可靠性，首先取決于其結(jié)構(gòu)和制造工藝水平，其次是在運行過程中對設(shè)備進行各種試驗，及時掌握設(shè)備的工況。要了解變壓器的機械穩(wěn)定性，可通過承受短路試驗，針對其薄弱環(huán)節(jié)加以改進，以確保對變壓器結(jié)構(gòu)強度設(shè)計時做到心中有數(shù)。

3.4 加強現(xiàn)場施工和運行維護中的檢查

系統(tǒng)現(xiàn)場進行變壓器的安裝時，必須嚴格按照廠家說明和規(guī)范要求進行施工，嚴把質(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。運行維護人員應(yīng)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(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，對于己投運的變壓器，先配備可靠的供保護系統(tǒng)使用的直流系統(tǒng)，以保證保護動作的正確性；其次，應(yīng)盡量對因短路跳閘的變壓器進行試驗檢查，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。變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)系，變壓器短路事故對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行危害極大，為避免事故的發(fā)生，應(yīng)從多方面采取有效的控制措施，以保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

4 結(jié)束語

變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)系，變壓器短路事故對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行危害極大，為避免事故的發(fā)生，應(yīng)從多方面采取有效的控制措施，以保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]鄭含博，翟進乾，李哲，等.大型電力變壓器內(nèi)繞組輻向抗短路能力評估[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44（22）：154-158.

[2]何文林，邵先軍，趙壽生，等.面向?qū)ο蟮倪\行中變壓器抗短路能力評估方法與應(yīng)用研究[J].浙江電力，2016，35（7）：1-7.

[3]李新海，曾新雄，劉建輝，等.基于零損耗深度限流技術(shù)提升變壓器抗短路能力研究[J].高壓電器，2017（10）：111-116.

[4]吳駿.基于改進變壓器結(jié)構(gòu)提高抗短路能力的優(yōu)化設(shè)計[D].南昌大學(xué)，2016.