一、電力變壓器概述
電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)力(li)變(bian)壓器主要是采(cai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)技(ji)術實現的(de)(de)(de)(de)(de)，其基本原理為在原方(fang)將工頻信(xin)號通過(guo)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)路(lu)轉化為高頻信(xin)號，即(ji)(ji)升(sheng)頻，然后通過(guo)中間高頻隔(ge)離變(bian)壓器耦合到(dao)副方(fang)，再還原成工頻信(xin)號，即(ji)(ji)降頻。通過(guo)采(cai)用(yong)(yong)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)控制方(fang)案來控制電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)裝置的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)，從而(er)將一種頻率(lv)(lv)(lv)(lv)、電(dian)(dian)壓、波形的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)變(bian)換為另一種頻率(lv)(lv)(lv)(lv)、電(dian)(dian)壓、波形的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。由于中間隔(ge)離變(bian)壓器的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積(ji)取決于鐵(tie)芯(xin)材質的(de)(de)(de)(de)(de)飽(bao)和(he)(he)磁通密度以及鐵(tie)芯(xin)和(he)(he)繞組的(de)(de)(de)(de)(de)允許溫升(sheng)，而(er)飽(bao)和(he)(he)磁通密度與(yu)工作(zuo)頻率(lv)(lv)(lv)(lv)成反比(bi)，這樣提高其工作(zuo)頻率(lv)(lv)(lv)(lv)就可提高鐵(tie)芯(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)(yong)率(lv)(lv)(lv)(lv)，從而(er)減小變(bian)壓器的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積(ji)并提高其整體(ti)效率(lv)(lv)(lv)(lv)。
二、提高電力變壓器抗短路能力的措施
變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)安全(quan)、經(jing)濟、可靠(kao)運(yun)行(xing)與(yu)出力，取決(jue)于本身(shen)的(de)制造質(zhi)量和運(yun)行(xing)環境以及(ji)檢修(xiu)質(zhi)量。本章試圖回答在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)運(yun)行(xing)維護過程(cheng)中(zhong)，有效預防變(bian)壓(ya)器(qi)突發性故障的(de)措施。
電(dian)(dian)網(wang)經常由于雷擊、繼電(dian)(dian)保護誤動或(huo)拒(ju)動等造成短(duan)路(lu)，短(duan)路(lu)電(dian)(dian)流的強大沖擊可(ke)能使(shi)變(bian)(bian)壓器受損，所以應從(cong)各方(fang)面努(nu)力(li)提高變(bian)(bian)壓器的耐受短(duan)路(lu)能力(li)。變(bian)(bian)壓器短(duan)路(lu)沖擊事(shi)故的統計(ji)結果表明，制造原因引起的占(zhan)80%左(zuo)右，而運(yun)行、維(wei)護原因引起的僅(jin)占(zhan)10%左(zuo)右。有關(guan)設計(ji)、制造方(fang)面的措施在(zai)第二章已有論述，本章著重(zhong)就(jiu)運(yun)行維(wei)護過程(cheng)中應采(cai)取的措施加以說明。運(yun)行維(wei)護過程(cheng)中，一方(fang)面應盡量減少短(duan)路(lu)故障，從(cong)而減少變(bian)(bian)壓器所受沖擊的次數;另一方(fang)面應及(ji)時測(ce)試變(bian)(bian)壓器繞組的形變(bian)(bian)，防患于未(wei)然。
(一)規范設計，重視線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)制造的(de)軸向(xiang)壓(ya)(ya)緊(jin)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。制造廠家在(zai)(zai)(zai)設計時(shi)，除要(yao)(yao)(yao)(yao)考慮(lv)變壓(ya)(ya)器(qi)降低損耗(hao)，提(ti)高(gao)(gao)(gao)絕(jue)緣水平(ping)外，還要(yao)(yao)(yao)(yao)考慮(lv)到提(ti)高(gao)(gao)(gao)變壓(ya)(ya)器(qi)的(de)機械(xie)強度(du)和抗短路故障能力(li)。在(zai)(zai)(zai)制造工(gong)(gong)(gong)藝(yi)方面，由于很多(duo)變壓(ya)(ya)器(qi)都(dou)采用了絕(jue)緣壓(ya)(ya)板，且高(gao)(gao)(gao)低壓(ya)(ya)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)共用一個壓(ya)(ya)板，這種結(jie)構要(yao)(yao)(yao)(yao)求要(yao)(yao)(yao)(yao)有(you)很高(gao)(gao)(gao)的(de)制造工(gong)(gong)(gong)藝(yi)水平(ping)，應(ying)對(dui)(dui)墊塊進行密化處理，在(zai)(zai)(zai)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)加工(gong)(gong)(gong)好后還要(yao)(yao)(yao)(yao)對(dui)(dui)單個線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)進行恒壓(ya)(ya)干燥,并測量出線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)壓(ya)(ya)縮后的(de)高(gao)(gao)(gao)度(du);同一壓(ya)(ya)板的(de)各(ge)個線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)經過上述工(gong)(gong)(gong)藝(yi)處理后，再調整到同一高(gao)(gao)(gao)度(du)，并在(zai)(zai)(zai)總(zong)裝時(shi)用油(you)壓(ya)(ya)裝置對(dui)(dui)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)施加規定的(de)壓(ya)(ya)力(li)，達(da)到設計和工(gong)(gong)(gong)藝(yi)要(yao)(yao)(yao)(yao)求的(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)。在(zai)(zai)(zai)總(zong)裝配中(zhong)，除了要(yao)(yao)(yao)(yao)注(zhu)意高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)壓(ya)(ya)緊(jin)情(qing)況外，還要(yao)(yao)(yao)(yao)特別(bie)注(zhu)意低壓(ya)(ya)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)壓(ya)(ya)緊(jin)情(qing)況的(de)控制。
(二)對變壓(ya)器(qi)進(jin)行(xing)(xing)短(duan)路(lu)試驗，以防患于未然。大型(xing)變壓(ya)器(qi)的運行(xing)(xing)可靠性，取決于其結(jie)構(gou)和制造工藝(yi)水平，其次(ci)是(shi)在運行(xing)(xing)過程中(zhong)對設(she)(she)備進(jin)行(xing)(xing)各(ge)種試驗，及(ji)時掌握(wo)設(she)(she)備的工況。要了解變壓(ya)器(qi)的機械穩定性，可通過承受(shou)短(duan)路(lu)試驗，針對其薄弱(ruo)環節加以改進(jin)，以確保(bao)對變壓(ya)器(qi)結(jie)構(gou)強度設(she)(she)計時做到心中(zhong)有(you)數(shu)。
(三)使(shi)(shi)用可(ke)靠的(de)(de)繼電保(bao)護(hu)與(yu)自動(dong)重合閘系(xi)(xi)統(tong)。系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)的(de)(de)短(duan)路(lu)(lu)(lu)事故是人們竭力(li)避免而又(you)不(bu)能(neng)完全避免的(de)(de)事故，特別是10KV線路(lu)(lu)(lu)因(yin)(yin)誤(wu)操作、小(xiao)動(dong)物進入、外力(li)以及用戶責任等原因(yin)(yin)導致短(duan)路(lu)(lu)(lu)事故的(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)大。因(yin)(yin)此對(dui)(dui)于(yu)(yu)已(yi)投(tou)(tou)入運行的(de)(de)變壓(ya)器(qi)(qi)，應(ying)配備(bei)可(ke)靠的(de)(de)供保(bao)護(hu)系(xi)(xi)統(tong)使(shi)(shi)用的(de)(de)直流電源，并保(bao)證保(bao)護(hu)動(dong)作的(de)(de)正確性(xing)。結合目前運行中(zhong)變壓(ya)器(qi)(qi)杭外部短(duan)路(lu)(lu)(lu)強(qiang)度較(jiao)差的(de)(de)情況，對(dui)(dui)于(yu)(yu)系(xi)(xi)統(tong)短(duan)路(lu)(lu)(lu)跳閘后的(de)(de)自動(dong)重合或強(qiang)行投(tou)(tou)運，應(ying)看到其(qi)不(bu)利的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)，否則(ze)有(you)時會加(jia)劇變壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)損(sun)壞程度，甚至失去重新修復的(de)(de)可(ke)能(neng)。目前已(yi)有(you)些運行部門根據短(duan)路(lu)(lu)(lu)故障(zhang)是否能(neng)瞬時自動(dong)消(xiao)除的(de)(de)概率(lv)，對(dui)(dui)近區架空線(如2km以內(nei))或電纜線路(lu)(lu)(lu)取消(xiao)使(shi)(shi)用重合問(wen)，或者適當(dang)延(yan)長合間(jian)間(jian)隔時間(jian)以減少因(yin)(yin)重合閘不(bu)成而帶來(lai)的(de)(de)危害(hai)，并且(qie)應(ying)盡(jin)量對(dui)(dui)短(duan)路(lu)(lu)(lu)跳閘的(de)(de)變壓(ya)器(qi)(qi)進行試驗檢查(cha)。
(四)積極開展變(bian)壓(ya)器(qi)繞組的變(bian)形測試(shi)診斷(duan)。通常(chang)變(bian)壓(ya)器(qi)在遭(zao)受(shou)短路故(gu)(gu)障電(dian)流沖擊后(hou)，繞組將發(fa)生(sheng)局(ju)(ju)部變(bian)形，即使沒(mei)有(you)立(li)即損壞，也有(you)可能(neng)留下嚴重的故(gu)(gu)障隱患。絕(jue)緣(yuan)(yuan)距離將發(fa)生(sheng)改變(bian)，固體絕(jue)緣(yuan)(yuan)受(shou)到損傷，導致局(ju)(ju)部放電(dian)發(fa)生(sheng)。當遇到雷電(dian)過電(dian)壓(ya)作用時便有(you)可能(neng)發(fa)生(sheng)匝間(jian)、餅間(jian)擊穿(chuan)，導致突發(fa)性絕(jue)緣(yuan)(yuan)事故(gu)(gu)，甚至在正常(chang)運行電(dian)壓(ya)下，因局(ju)(ju)部放電(dian)的長期作用也可能(neng)引(yin)發(fa)絕(jue)緣(yuan)(yuan)擊穿(chuan)事故(gu)(gu)。
因此，積極(ji)開展變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)繞組變(bian)形(xing)的(de)診(zhen)斷工作(zuo)，及時發(fa)現有(you)問題(ti)的(de)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)，并有(you)計(ji)劃(hua)地進(jin)行吊罩(zhao)驗證(zheng)和檢修，不(bu)但可節省大量(liang)的(de)人(ren)力(li)、物力(li)，對防止變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)事(shi)故的(de)發(fa)生也有(you)重要的(de)作(zuo)用(yong)。
傳遞函(han)數H(jw)(即(ji)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)響(xiang)應(ying)特性(xing))的(de)(de)(de)零(ling)、極點分布情況與(yu)二端口網絡(luo)內(nei)的(de)(de)(de)元件(jian)及連(lian)接(jie)方式(shi)等密切相(xiang)關(guan)。大量試(shi)驗研究結果表明，變壓器繞組(zu)(zu)通常(chang)(chang)在10KZ~1MHZ的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)范圍(wei)內(nei)具有較(jiao)多的(de)(de)(de)諧振點。當(dang)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)低于10KHZ時(shi)，繞組(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)感(gan)(gan)起主要作用，諧振點通常(chang)(chang)較(jiao)少，對分布電(dian)容(rong)的(de)(de)(de)變化較(jiao)不敏感(gan)(gan);當(dang)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)超過(guo)1 MHZ時(shi)，繞組(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)感(gan)(gan)又被分布電(dian)容(rong)所旁路，諧振點也會(hui)相(xiang)應(ying)減少，對電(dian)感(gan)(gan)的(de)(de)(de)變化較(jiao)不敏感(gan)(gan)，而(er)且隨著頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)提高，測試(shi)回路(引線)的(de)(de)(de)雜散電(dian)容(rong)也會(hui)對測試(shi)結果造(zao)成(cheng)明顯影響(xiang)。
由于變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)繞組變(bian)(bian)形(xing)測試儀(yi)價格昂貴(gui)，且對(dui)人員的(de)(de)素質(zhi)要求高，在生產(chan)運行中不(bu)(bu)易普遍(bian)開(kai)展。因此，在實際工作中，依據(ju)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)繞組電容變(bian)(bian)化量來判斷繞組是否變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)方法(fa)，可(ke)以作為頻(pin)率(lv)響應法(fa)的(de)(de)有益補充。尤(you)其在頻(pin)率(lv)響應法(fa)不(bu)(bu)具備(bei)條件的(de)(de)情況下，可(ke)以通過橫向、縱向對(dui)比積累的(de)(de)實測電容量，及時掌握變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)繞組的(de)(de)工作狀態，以便降(jiang)低事故發(fa)生的(de)(de)概率(lv)，確保電網安(an)全穩(wen)定的(de)(de)運行。
(五)加(jia)強現場施(shi)(shi)(shi)工(gong)和(he)(he)運(yun)行(xing)(xing)維護中(zhong)的(de)(de)(de)檢查，使(shi)(shi)用(yong)可(ke)(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)短(duan)(duan)路(lu)保護系(xi)統。現場進(jin)(jin)行(xing)(xing)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器的(de)(de)(de)安裝時，須嚴(yan)格按照廠家說明和(he)(he)規范要(yao)求(qiu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)施(shi)(shi)(shi)工(gong)，嚴(yan)把質(zhi)量(liang)關，對發現的(de)(de)(de)隱患須采(cai)取相應(ying)(ying)措(cuo)施(shi)(shi)(shi)加(jia)以消除。運(yun)行(xing)(xing)維護人員(yuan)應(ying)(ying)加(jia)強變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器的(de)(de)(de)檢查和(he)(he)維護保修管理工(gong)作，以保證(zheng)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器處于(yu)良好的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)況，并采(cai)取相應(ying)(ying)措(cuo)施(shi)(shi)(shi)，降低出(chu)口和(he)(he)近(jin)區短(duan)(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)的(de)(de)(de)幾(ji)率。為盡量(liang)避免(mian)(mian)系(xi)統的(de)(de)(de)短(duan)(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)，對于(yu)己投(tou)運(yun)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器，配備可(ke)(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)供保護系(xi)統使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)直流系(xi)統，以保證(zheng)保護動作的(de)(de)(de)正確性;其次(ci)，應(ying)(ying)盡量(liang)對因短(duan)(duan)路(lu)跳閘的(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器進(jin)(jin)行(xing)(xing)試(shi)驗檢查，可(ke)(ke)(ke)用(yong)頻率響應(ying)(ying)法測試(shi)技(ji)術(shu)測量(liang)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器受到短(duan)(duan)路(lu)跳閘沖(chong)擊后的(de)(de)(de)狀(zhuang)況，根(gen)據(ju)測試(shi)結(jie)果(guo)有目的(de)(de)(de)地進(jin)(jin)行(xing)(xing)吊罩(zhao)檢查，這樣就(jiu)可(ke)(ke)(ke)有效地避免(mian)(mian)重(zhong)大事故(gu)的(de)(de)(de)發生。
變(bian)壓(ya)器能否承(cheng)受(shou)各種短路(lu)電(dian)流主要取決于變(bian)壓(ya)器結構設計和制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)(gong)藝，且(qie)與運(yun)行(xing)管(guan)理、運(yun)行(xing)條件及(ji)施工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝水(shui)平等方面(mian)有很大(da)(da)的(de)關系(xi)，變(bian)壓(ya)器短路(lu)事故對(dui)電(dian)網(wang)系(xi)統的(de)運(yun)行(xing)危(wei)害(hai)大(da)(da)，為避免事故的(de)發生，應從多方面(mian)采(cai)取有效(xiao)的(de)控制(zhi)(zhi)措施，以保證變(bian)壓(ya)器及(ji)電(dian)網(wang)系(xi)統的(de)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)。
