配電變壓器損耗和容量在線檢測(cè)方法

文/姜聿涵

配電變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在電流電壓轉(zhuǎn)換，保證電力安全高效傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮著關(guān)鍵性作用。從相關(guān)部門公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，我國(guó)35kV以下的中小型配電變壓器占比較大，以2018年為例，35kV配電變壓器超過700萬臺(tái)。由于配變電變壓器直接面向于終端用戶，因此如何快速檢測(cè)相關(guān)參數(shù)，評(píng)估配變電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，就成為現(xiàn)階段電力企業(yè)急需解決的技術(shù)難題。

1 配電變壓器損耗與容量檢測(cè)重要性

對(duì)配電變壓器損耗與容量檢測(cè)重要性的分析，幫助技術(shù)人員從整體上，明確相關(guān)檢測(cè)技術(shù)調(diào)整與優(yōu)化的必要性，進(jìn)而為后續(xù)相關(guān)配電變壓器故障檢修工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.1 配電變壓器損耗檢測(cè)的重要性

配電變壓器運(yùn)行周期較長(zhǎng)，使用數(shù)量較多，成為目前電力系統(tǒng)能耗的重要因素。根據(jù)相關(guān)部門公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，全國(guó)配電變壓器電能損耗為30TWh-50TWh，約占全國(guó)發(fā)電量的3%到4%。基于實(shí)際，采取有效措施控制配電變壓器損耗，提升配電效率，對(duì)于緩解地區(qū)供電緊張，減少電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本具有十分深遠(yuǎn)的影響。一般情況，配電變壓器的使用壽命為20年，由于工作環(huán)境較為特殊，使得配電變壓器在運(yùn)行環(huán)節(jié)，極易出現(xiàn)絕緣老化的情況，進(jìn)而引發(fā)電力故障，對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生極為不利的影響。對(duì)于損耗的檢測(cè)，在很大程度，能夠有效應(yīng)對(duì)這一情況，使得配電變壓器始終處于良性的運(yùn)行狀態(tài)，在延長(zhǎng)使用壽命的同時(shí)，減少病害的發(fā)生，穩(wěn)步提升配電變壓器的抗短路能力、運(yùn)行穩(wěn)定性以及供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空載損耗以及短路損耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于相關(guān)線路故障的防范與應(yīng)對(duì)有著極大的裨益。

1.2 配電變壓器容量檢測(cè)的重要性

圖1：為配電變壓器損耗和容量在線檢測(cè)流程

在整個(gè)電力系統(tǒng)中，配電變壓器的主要作用在于，保證電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性，因此在配電變壓器運(yùn)行環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要根據(jù)其額定電容，進(jìn)行電力傳輸參數(shù)的調(diào)控。從過往經(jīng)驗(yàn)來看，配電變壓器容量的選擇，需要綜合考量配電變壓器空間分布位置、輸電線路的負(fù)荷等因素。部分配電電壓器生產(chǎn)廠家出于自身利益的考量，在設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)，會(huì)私自修改配電變壓器容量信息，提高出廠價(jià)格，進(jìn)而對(duì)有序配電變壓器的使用產(chǎn)生極為不利的影響。

現(xiàn)階段在配電變壓器損耗與容量檢測(cè)過程中，普遍沿用舊有的預(yù)防性試驗(yàn)獲取配變電相關(guān)參數(shù)。預(yù)防性試驗(yàn)對(duì)于新進(jìn)網(wǎng)的配電變壓器有著較好的檢測(cè)效果，但是無法滿足已掛網(wǎng)配電變壓器的檢測(cè)要求，在實(shí)際的測(cè)量環(huán)節(jié)，需要在斷電條件下進(jìn)行，造成檢測(cè)成本較高?；谶@種實(shí)際，電力企業(yè)在發(fā)展的過程中，針對(duì)于配電變壓器檢測(cè)，投入大量的人力、物力等資源，進(jìn)行在線檢測(cè)技術(shù)的探討、研究，通過對(duì)傳感器、集成電路、信號(hào)處理裝置的合理使用，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器損耗與容量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，幫助技術(shù)人員實(shí)時(shí)掌握配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)變化，為后續(xù)相關(guān)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作的開展提供了技術(shù)支持。

2 配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)技術(shù)難點(diǎn)

為確保配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)高效應(yīng)用，在相關(guān)技術(shù)應(yīng)用之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)際，系統(tǒng)分析在線檢測(cè)技術(shù)的難點(diǎn)，形成全面系統(tǒng)的思維認(rèn)知，增強(qiáng)了后續(xù)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的指向性。

配電變壓器損耗和容量檢測(cè)重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放置在配電變壓器空載損耗、短路損耗以及容量測(cè)定等幾個(gè)方面。但是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外，對(duì)于在線檢測(cè)技術(shù)的研究相對(duì)較小，在線檢測(cè)機(jī)理有待完善，因此如何在現(xiàn)有技術(shù)條件下，對(duì)配電變壓器損耗和容量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)體系進(jìn)行就成為迫切需要解決的問題。同時(shí)在線檢測(cè)活動(dòng)的開展有賴于在線檢測(cè)系統(tǒng)，盡管我國(guó)在傳感器、集成電路、信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，技術(shù)實(shí)力不斷提升，但是在線檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，技術(shù)容錯(cuò)率較低，為了保證配電變壓器損耗和容量在線檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)高效應(yīng)用。技術(shù)人員在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)著眼于配電變壓器損耗、容量檢測(cè)工作的實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)條件，做好相應(yīng)的技術(shù)準(zhǔn)備工作。例如在線檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建環(huán)節(jié)，對(duì)于傳感器的選型應(yīng)當(dāng)注重哪些方面的內(nèi)容，確保傳感器能夠快速獲取各類信息。同時(shí)在配電變壓器運(yùn)行環(huán)節(jié)，需要對(duì)相關(guān)電氣信號(hào)進(jìn)行無畸形傳輸，并將數(shù)據(jù)信息快速傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，便于電路故障診斷工作的有序開展。在線檢測(cè)方法，需要在帶電環(huán)境下，獲取微弱的電力信號(hào)，為了排除干擾，技術(shù)人員需要進(jìn)行技術(shù)調(diào)整優(yōu)化，以此來增強(qiáng)配電變壓器損耗和容量在線檢測(cè)的實(shí)際效果。

3 配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)基本方法

配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)方法涉及多個(gè)方面的內(nèi)容，要求技術(shù)人員在進(jìn)行技術(shù)難點(diǎn)全面評(píng)估的前提下，以科學(xué)性原則、實(shí)用性原則為導(dǎo)向，轉(zhuǎn)變技術(shù)應(yīng)用的思路，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用方法，全面深入地探討配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)的基本方法。

3.1 構(gòu)建完整的在線檢測(cè)流程

基于現(xiàn)階段配電變壓器損耗與容量檢測(cè)的相關(guān)要求，技術(shù)人員在對(duì)在線檢測(cè)技術(shù)體系研發(fā)的過程中，需要結(jié)合過往有益經(jīng)驗(yàn)，在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的引導(dǎo)下，以現(xiàn)有的技術(shù)條件為支撐，理順在線檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)行流程，實(shí)現(xiàn)各類在線檢測(cè)技術(shù)手段的有效銜接。具體流程如圖1所示。

在整個(gè)在線檢測(cè)技術(shù)體系構(gòu)建環(huán)節(jié)，技術(shù)人員，有必要立足于實(shí)際，對(duì)傳感器、信號(hào)預(yù)處理器、數(shù)據(jù)采集裝置、信號(hào)傳輸裝置、數(shù)據(jù)處理器等組件的合理使用，形成信號(hào)變送系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)以及故障診斷系統(tǒng)，形成配電變壓器損耗和容量在線檢測(cè)閉環(huán)系統(tǒng)，對(duì)配電變壓器運(yùn)行環(huán)節(jié)，產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息，快速收集、匯總，為相應(yīng)故障診斷工作的開展提供了參考。

3.2 配電變壓器損耗在線檢測(cè)方法

配電變壓器損耗在線檢測(cè)的之前，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合配電變壓器的相關(guān)參數(shù)，尤其對(duì)配電變壓器副邊電氣參數(shù)等進(jìn)行針對(duì)性梳理，通過這種方式，將配電變壓器中鐵耗與銅耗進(jìn)行區(qū)分，完成區(qū)分后，將配電變壓器短路損耗視為銅耗，空載損耗視為鐵耗的原則，準(zhǔn)確計(jì)算出配電變壓器的損耗。在檢測(cè)過程中，技術(shù)人員需要對(duì)配電變壓器溫度折算、誤差分析，以此來提升配電變壓器損耗在線檢測(cè)的準(zhǔn)確性，有效排除外部環(huán)境因素對(duì)于損耗檢測(cè)的影響，增強(qiáng)配電變壓器損耗管理的要求。具體來看，在線檢測(cè)環(huán)節(jié)，配電變壓器需要在一定溫度環(huán)境下，長(zhǎng)期運(yùn)行，并記錄運(yùn)行過程中，不同溫度條件下，配電變壓器的損耗情況，借助于溫度要素的準(zhǔn)確梳理，幫助技術(shù)人員能夠直觀地厘清配電變壓器損耗與環(huán)境溫度之間的關(guān)系，對(duì)于損耗控制產(chǎn)生了積極作用。從過往經(jīng)驗(yàn)來看，在對(duì)油浸式配電變壓器損耗測(cè)試環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)將75攝氏度作為參考溫度，對(duì)于干變式配電變壓器則應(yīng)當(dāng)根據(jù)國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將參考溫度控制在65攝氏度。配電變壓器在接入電網(wǎng)后，變壓器整體負(fù)載變化相對(duì)較小，變化的不明顯，導(dǎo)致在線監(jiān)測(cè)在對(duì)配電變壓器損耗進(jìn)行分析評(píng)估的過程中，難以有效獲取電壓值與電流值，對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生了消極影響?；谶@種認(rèn)知，對(duì)配電變壓器損耗在線檢測(cè)的過程中，有必要選擇配電變壓器負(fù)載變化較大的幾個(gè)時(shí)間段進(jìn)行測(cè)量，以最大程度地保證在線檢測(cè)的精確性與準(zhǔn)確性。

3.3 配電變壓器容量在線監(jiān)測(cè)方法

配電變壓器容量在線檢測(cè)過程中，可以采取損耗比較法，完成配電變壓器容量的科學(xué)計(jì)算。從配電變壓器的運(yùn)行原理來看，其容量的大小與配電變壓器鐵芯體積、繞組線的直徑有著最為直接的聯(lián)系。正是基于這種技術(shù)原理，在實(shí)際在線檢測(cè)過程中，技術(shù)人員可以采取損耗比較法，完成對(duì)容量的科學(xué)判定。配電變壓器容量在線檢測(cè)過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)吸收過往有益經(jīng)驗(yàn)，明確雙功率表法的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與技術(shù)缺陷，在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)傳感器的組合優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理等模塊的優(yōu)化，使得配電變壓器容量信息得以實(shí)時(shí)獲取，并通過在線檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)，自發(fā)性進(jìn)行容量數(shù)據(jù)的對(duì)比，工作人員可以根據(jù)容量數(shù)據(jù)信息，借助于自身工作經(jīng)驗(yàn)，判定配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，為后續(xù)相關(guān)設(shè)備管控工作的開展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于配電變壓器各項(xiàng)參數(shù)的評(píng)估以及故障檢修提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。為發(fā)揮在線檢測(cè)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升配電變壓器損耗與容量檢測(cè)的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性，文章從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)化探討，逐步形成了完備的在線檢測(cè)技術(shù)方案，但必須認(rèn)識(shí)到配電變壓器損耗與容量在線檢測(cè)仍處于起步階段，相關(guān)理論與技術(shù)尚不完善，因此仍舊需要投入大量的時(shí)間、精力進(jìn)行研究。