調(diào)壓器在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中的應(yīng)用

肖發(fā)福，肖 暢，張立峰

（南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

電壓是電能質(zhì)量檢測(cè)的重要標(biāo)準(zhǔn)，電壓質(zhì)量的優(yōu)劣決定著電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要的影響。當(dāng)前，電力調(diào)壓器是電力系統(tǒng)中較為常見的電力設(shè)備，能夠合理、科學(xué)地控制電力設(shè)備高壓試驗(yàn)的整個(gè)進(jìn)程，促進(jìn)試驗(yàn)可行性的不斷提高。

1 調(diào)壓器在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中的使用要求

正常情況下，在開啟電力設(shè)備高壓試驗(yàn)前需要選擇安裝在變壓器前端的調(diào)壓器，確保調(diào)壓器的規(guī)格符合試驗(yàn)要求，從而保證變壓器測(cè)量結(jié)果滿足試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，即是輸出結(jié)果能夠保持穩(wěn)定連續(xù)和變化均勻，促進(jìn)調(diào)節(jié)電壓功能的實(shí)現(xiàn)。電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中調(diào)壓器的使用具有如下要求：（1）保證電壓輸出的穩(wěn)定性和高質(zhì)量，如調(diào)壓器的電壓輸出波形應(yīng)接近于正弦波，最低的輸出電壓限度應(yīng)最大可能接近零；（2）調(diào)壓器要具備高質(zhì)量的調(diào)壓特性，保證其調(diào)壓阻礙較低，調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單安全，促進(jìn)電力設(shè)備高壓試驗(yàn)的順利進(jìn)行；（3）減少調(diào)壓器在使用過程中產(chǎn)生的噪音，同時(shí)注重試驗(yàn)的節(jié)能環(huán)保；（4）保證調(diào)壓器的輸出電壓、頻率、相數(shù)以及輸出容量的變化波動(dòng)等基礎(chǔ)參數(shù)滿足電力設(shè)備高壓試驗(yàn)的需求，其中，調(diào)壓器準(zhǔn)確度的表示方法為 tgδ：±（1%D+0.0004）Cx：±（1%C+1pF），誤差小則表示儀器的量程度較好，在檢驗(yàn)時(shí)，要保證讀數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)值之間的差距小于準(zhǔn)確度。

2 調(diào)壓器在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中的應(yīng)用

在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中使用的調(diào)壓器一般有三種，分別是接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和移圈調(diào)壓器。這三種調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)形式和工作原理都存在較大的差異，適用場(chǎng)合和使用特點(diǎn)也各有不同。在電力設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)過程中，調(diào)壓器一般發(fā)揮幫助異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的作用，是一種和變壓器較為接近的電氣設(shè)備。在高壓試驗(yàn)過程中要保證電動(dòng)機(jī)符合調(diào)壓器的最大負(fù)載容量12000 kW要求，同時(shí)為降低電磁噪音，需要增加調(diào)壓器的強(qiáng)度，選用鐵鑄的整體結(jié)構(gòu)。

2.1 移圈調(diào)壓器的使用

移圈調(diào)壓器的電磁原理和內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)與變壓器相似，主要通過一個(gè)短路繞組沿著鐵芯柱方向進(jìn)行上下移動(dòng)來改變兩個(gè)繞組在主回路中的電壓和阻抗分配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓有效調(diào)節(jié)的目的。移圈調(diào)壓器不是通過觸點(diǎn)開展調(diào)節(jié)，且通過移圈調(diào)壓器輸出的電壓較為均勻平滑，使用方法也方便簡(jiǎn)單，適合一般的電力設(shè)備高壓試驗(yàn)。此外，移圈調(diào)壓器具有較大的漏坑能夠承受力度較大的電流沖擊。移圈調(diào)壓器的組成結(jié)構(gòu)和工作原理決定其具有較大的短路阻抗，在對(duì)試驗(yàn)電源要求阻抗小的高壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如高壓污穢試驗(yàn)中，不能使用移圈調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)。移圈調(diào)壓器的輸出波形相較于感應(yīng)調(diào)壓器，發(fā)生畸變的概率要大。同時(shí)，該類型調(diào)壓器的傳動(dòng)組件和動(dòng)線圈結(jié)構(gòu)在經(jīng)長時(shí)間使用后，易因磨損和松動(dòng)導(dǎo)致噪聲振動(dòng)增大，甚至出現(xiàn)損壞。對(duì)電力系統(tǒng)中的電壓損耗的復(fù)分量的計(jì)算可以使用潮流算法，具體為利用節(jié)點(diǎn)電壓和有功功率、節(jié)點(diǎn)電壓的幅值之間的聯(lián)系性，實(shí)現(xiàn)P-Q的分解，系數(shù)矩陣由2N×2N變成N×N階，其中N是系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

2.2 感應(yīng)調(diào)壓器的使用

感應(yīng)調(diào)壓器的電磁原理和組成結(jié)構(gòu)與繞線式的堵轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)相似，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系則接近于變壓器。它通過對(duì)子角位移的調(diào)節(jié)，改善轉(zhuǎn)子或定子繞組電勢(shì)感應(yīng)幅值與相位，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓過程無觸點(diǎn)的目的。相較于移圈調(diào)壓器，感應(yīng)調(diào)壓器的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要高，阻抗更要小，尤其是電壓的輸出處于50%～100%范圍時(shí)，阻抗明顯較小。

受組成結(jié)構(gòu)和工作原理的限制，單向感應(yīng)調(diào)壓器的生產(chǎn)成本較高，尤其是大容量產(chǎn)品。當(dāng)單向產(chǎn)品中的轉(zhuǎn)子達(dá)到一定的偏心數(shù)值時(shí)，容易在運(yùn)行中出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)的問題，限制單向感應(yīng)調(diào)壓器的容量輸出。當(dāng)前，該種大容量類型的產(chǎn)品已很少投入生產(chǎn)，經(jīng)過不斷改善的感應(yīng)調(diào)壓器已在要求不高的電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中得到有效使用。

2.3 接觸調(diào)壓器的使用

接觸調(diào)壓器是一種可保證電壓連續(xù)輸出的自耦變壓器。該調(diào)壓器輸出的電壓波形具有較好的正弦性，輸出電壓的下限為0，具有線性、連續(xù)和平滑的調(diào)壓特性。同時(shí)，也可以把短路阻抗控制在最小范圍內(nèi)，具備輸入電壓和輸出電壓相位基本相同和運(yùn)行噪音小等特點(diǎn)，是較為理想的電力設(shè)備高壓試驗(yàn)調(diào)壓器。接觸調(diào)壓器可根據(jù)鐵芯形式的不同分為柱式和環(huán)式兩種。傳統(tǒng)小容量電力設(shè)備高壓試驗(yàn)大都使用環(huán)式接觸調(diào)壓器，因其價(jià)格低廉、性能優(yōu)良。接觸調(diào)壓器最突出的缺點(diǎn)是需要觸點(diǎn)調(diào)節(jié)，且在調(diào)節(jié)過程中易出現(xiàn)火花，觸點(diǎn)的容量也受到一定的限制，較短的使用壽命阻礙了大容量產(chǎn)品的生產(chǎn)。當(dāng)前，憑借相關(guān)技術(shù)人員的不斷努力，觸點(diǎn)調(diào)節(jié)的問題已得到良好解決。

3 調(diào)壓器在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中的維護(hù)

在開展電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中調(diào)壓器的應(yīng)用維護(hù)工作前，需要熟悉掌握調(diào)壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便在維修工作中找準(zhǔn)故障產(chǎn)生位置，提高調(diào)壓器應(yīng)用維護(hù)工作的效率。調(diào)壓器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如表1所示。

3.1 調(diào)壓器的卸壓?jiǎn)栴}

在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)過程中，調(diào)壓器經(jīng)常出現(xiàn)卸壓無法正常完成的問題，主要原因包括調(diào)壓器的螺釘沒有安裝在合適的位置，以及在安裝過程中產(chǎn)生卡滯與調(diào)節(jié)桿出現(xiàn)偏移。在實(shí)踐操作中，當(dāng)出現(xiàn)該類型故障時(shí)，可先關(guān)閉小入口的閥門，對(duì)零位螺釘進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，同時(shí)仔細(xì)觀察是否出現(xiàn)壓力下降現(xiàn)象，若調(diào)壓器中未發(fā)生壓力變化，相關(guān)技術(shù)人員可繼續(xù)調(diào)整螺釘?shù)奈恢?，直至調(diào)壓器恢復(fù)正常。若經(jīng)過零位調(diào)節(jié)的螺釘依然沒有發(fā)生任何變化，則需關(guān)閉入口的閥門，拆掉主閥門，重新進(jìn)行安裝，同時(shí)仔細(xì)檢查調(diào)節(jié)桿，查看其是否出現(xiàn)磨損[1]。

表1 調(diào)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.2 調(diào)壓器漏氣問題

通常，在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中調(diào)壓器出現(xiàn)漏氣主要是由于O型圈和連接部分密封度不夠?qū)е碌?，同時(shí)也可能是因?yàn)檎{(diào)節(jié)座和調(diào)節(jié)桿之間的密封金屬損壞。具體的解決措施為關(guān)閉氣路，拆卸調(diào)壓器的主閥端，經(jīng)由技術(shù)人員仔細(xì)檢查確定故障的具體位置和實(shí)際情況，同時(shí)結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)實(shí)施改進(jìn)，解決在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)的調(diào)節(jié)過程中調(diào)壓器卸壓口漏氣的問題[2]。

在電力設(shè)備高壓試驗(yàn)中，經(jīng)常出現(xiàn)零位在調(diào)節(jié)時(shí)漏氣的問題，這主要是由螺釘在零位調(diào)節(jié)中旋擰過緊導(dǎo)致的，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整零位螺釘?shù)奈恢?，降低零位漏氣出現(xiàn)的概率。需要注意的是，操作人員在調(diào)節(jié)過程中不可站在正對(duì)調(diào)壓器的位置，最大程度降低意外狀況發(fā)生的概率[3]。

4 結(jié) 論

在現(xiàn)實(shí)生活中，開展電力設(shè)備的高壓試驗(yàn)時(shí)，首先要重視自身的安全，以保證人員和設(shè)備的安全為前提，對(duì)試驗(yàn)器件進(jìn)行合理的故障維修工作，從而促進(jìn)設(shè)備使用期限的有效延長，降低故障的發(fā)生率。隨著調(diào)壓器在電力設(shè)備高壓實(shí)驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用，居民生活和社會(huì)的各個(gè)方面皆可得到便利，促進(jìn)了社會(huì)的和諧發(fā)展。