變壓器解決方案范文

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篇1

【關(guān)鍵詞】變壓器 保護(hù)配置 問(wèn)題

變壓器的主要參數(shù)有額定電壓、額定容量、額定頻率、額定變比、阻抗電壓百分?jǐn)?shù)等，是發(fā)電廠和變電所的重要元件之一。然而在實(shí)際運(yùn)行中，不同類(lèi)型的變壓器故障會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)穩(wěn)定性，從而十分有必要針對(duì)變壓器容量裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，以下則集中探討分析變壓器保護(hù)配置中的常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)保障變壓器可靠運(yùn)行起著重要的促進(jìn)作用。

1 變壓器保護(hù)配置原則

1.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

實(shí)現(xiàn)縱差保護(hù)可通過(guò)比較變壓器高、低壓測(cè)電流的相位及大小，當(dāng)變壓器出現(xiàn)外部故障或正常運(yùn)行時(shí)，流入差動(dòng)保護(hù)回路的電流接近為零，若故障出現(xiàn)于變壓器內(nèi)部或引出線部位，兩側(cè)電流互感器的電流之和是繼電器電流流入差動(dòng)保護(hù)。縱差保護(hù)之所以作為電力變壓器的主保護(hù)，因其具備選擇性好和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，如變壓器的單獨(dú)運(yùn)行容量為100MVA以上或6.3MVA以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

1.2 瓦斯保護(hù)

變壓器保護(hù)中的瓦斯保護(hù)，可充分反映變壓器內(nèi)部等故障，如分接開(kāi)關(guān)接觸不良、內(nèi)部多相短路、鐵芯或外殼間短路、繞組內(nèi)部斷線等，瓦斯保護(hù)可在變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟保護(hù)裝置，若嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，其保護(hù)裝置可斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。雖然瓦斯保護(hù)靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但變壓器有向外部線路故障或因外界因素發(fā)生的誤動(dòng)作都不能給予充分反應(yīng)，因此，它只能反映內(nèi)部故障。

1.3 過(guò)電流保護(hù)

電力變壓器外部相間短路情況都可通過(guò)過(guò)電流保護(hù)反映，一般適用于降壓變壓器，對(duì)于系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及大容量的升壓變壓器可采用單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，對(duì)于過(guò)電流保護(hù)靈敏度不夠可采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。

1.4 過(guò)負(fù)荷保護(hù)

由于過(guò)負(fù)荷電流三相對(duì)稱(chēng)，為了預(yù)防電力變壓器應(yīng)過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流，一般將過(guò)負(fù)荷保護(hù)電流繼電器接入一相線路中可實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。若變壓器容量為0.4MVP并單獨(dú)運(yùn)行作為其他負(fù)荷備用電源，可根據(jù)過(guò)負(fù)荷的大小裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

2 發(fā)電廠變壓器保護(hù)配置常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

2.1 后備保護(hù)問(wèn)題

變壓器保護(hù)配置中保護(hù)變壓器安全的最后一級(jí)跳閘保護(hù)設(shè)備則是變壓器高壓側(cè)相間后備保護(hù)，同時(shí)還作為其他側(cè)母線和出線故障的后備保護(hù)。后備保護(hù)的配置原則是保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，當(dāng)變壓器中、低壓測(cè)母線出現(xiàn)故障而無(wú)法切除的情況下及只有一套保護(hù)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化減少誤動(dòng)機(jī)率。關(guān)于后備保護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題，多集中在過(guò)流保護(hù)和零序電流保護(hù)。首先過(guò)流保護(hù)，一般復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)是聯(lián)絡(luò)變壓器高壓測(cè)和110kV降壓變壓器配置最多的，按額定負(fù)荷電流整定電流定值，無(wú)電源側(cè)出線保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作和時(shí)間定值相結(jié)合，從而有較長(zhǎng)的保護(hù)時(shí)間。本測(cè)出線最后一級(jí)保護(hù)時(shí)間與中、低壓測(cè)過(guò)電流保護(hù)相結(jié)合，往往當(dāng)中、低壓母線出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器線圈通過(guò)較大的故障電流，直接損害變壓器，影響其安全穩(wěn)定運(yùn)行，為此，應(yīng)在電源規(guī)劃時(shí)合理規(guī)劃供電方式來(lái)避免多級(jí)線路串供的可能。根據(jù)變壓器過(guò)電流保護(hù)整定原則，一般按照1.4倍額定電流整定高測(cè)壓過(guò)電流，電流的絕對(duì)數(shù)值會(huì)隨著變壓器容量的增大而不斷增大。所以，應(yīng)在檢查保護(hù)動(dòng)作的過(guò)程中留意低壓側(cè)及各條線路的保護(hù)是否有動(dòng)作，綜合分析各種情況。其次，零序電流保護(hù)；當(dāng)電流系統(tǒng)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行時(shí)就有可能產(chǎn)生零序電流。由于隔離開(kāi)關(guān)或斷路器接觸電阻三相不一致，隔離開(kāi)關(guān)與斷路器母線倒閘操作時(shí)都有可能產(chǎn)生零序環(huán)流。

2.2 非電量保護(hù)問(wèn)題

在變壓器保護(hù)配置中，非電量保護(hù)起著非常關(guān)鍵的作用，為了反映變壓器油箱壓力過(guò)高或冷卻系統(tǒng)故障等，會(huì)將非電量保護(hù)裝設(shè)在升壓、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器等。非電量保護(hù)常受外界影響，因此導(dǎo)致出現(xiàn)較多的誤動(dòng)次數(shù)，造成此現(xiàn)象的直接原因是除冷卻器外經(jīng)延時(shí)跳閘外，其他非電量保護(hù)中的其他裝設(shè)均采用開(kāi)入直跳方式。因此，非電量保護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是防止誤動(dòng)作，分析誤動(dòng)原因并予以解決，降低非電量保護(hù)誤動(dòng)率。其常見(jiàn)問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：

2.2.1 接點(diǎn)防護(hù)不到位

引起非電量保護(hù)誤動(dòng)的常見(jiàn)原因就是非電量保護(hù)的接點(diǎn)防護(hù)不到位，觸電導(dǎo)通因非電量保護(hù)接點(diǎn)絕緣下降后造成出口，防潮防水性能下降，變壓器內(nèi)部非電量保護(hù)繼電器安裝的部位在大風(fēng)大雨的情況下滲入雨水，導(dǎo)致接點(diǎn)受潮。除此之外，操作人員在完成外部轉(zhuǎn)接端子箱的工作后有可能忘記關(guān)好端子箱的門(mén)，雨水進(jìn)入端子箱內(nèi)，從而端子受潮。

2.2.2 需敷設(shè)較長(zhǎng)的二次電纜

需敷設(shè)較長(zhǎng)的二次電纜才能滿(mǎn)足非電量保護(hù)工作，再加上二次電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行中處于很強(qiáng)的電磁場(chǎng)中，對(duì)強(qiáng)烈的干擾信號(hào)十分敏感，較易引起光敏三極管的觸發(fā)導(dǎo)通，造成保護(hù)繼電器的誤動(dòng)。

2.2.3 非屏蔽電纜

在施工過(guò)程中如不根據(jù)反措要求直接將交流電纜和直流電纜捆綁在一起，十分容易引起保護(hù)誤動(dòng)作。

針對(duì)非電量保護(hù)配置常見(jiàn)問(wèn)題，給予以下運(yùn)行對(duì)策：做好壓力釋放閥和主變瓦斯繼電器等外部接點(diǎn)的防護(hù)工作，電纜管口涂密封膠，注意防水，增加防雨罩。二次電纜采用屏蔽電纜，交直流分開(kāi)。由于非電量保護(hù)因抗干擾能力較差引起的誤動(dòng)情況較多，應(yīng)做好相應(yīng)的抗干擾措施，如適當(dāng)增加延時(shí)，動(dòng)作電壓滿(mǎn)足55%～70%UN，當(dāng)直流系統(tǒng)正、負(fù)極對(duì)地絕緣對(duì)稱(chēng)時(shí)，一定程度上提高動(dòng)作電壓能有效防止保護(hù)誤動(dòng)作。在敷設(shè)電纜時(shí)盡量遠(yuǎn)離活動(dòng)線或高壓線，屏蔽電纜兩端接地，避免非電量因受外部操作干擾而出現(xiàn)誤動(dòng)。

2.3 微機(jī)保護(hù)應(yīng)用問(wèn)題

微型電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在變壓器保護(hù)領(lǐng)域中取得了巨大的成功，有效保障了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)變壓器微機(jī)保護(hù)技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，由于變壓器微機(jī)保護(hù)具備專(zhuān)業(yè)性、高度集成化和程序化等特點(diǎn)，要求維護(hù)人員不僅要具備高水平的相關(guān)知識(shí)和管理能力，還要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)問(wèn)題的分析能力。微機(jī)保護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題主要有以下方面：

2.3.1 主保護(hù)配置

主保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)可選擇二次諧波制動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。躲勵(lì)磁涌流方式是眾多變壓器差動(dòng)保護(hù)中技術(shù)相對(duì)成熟的一種，其原理是根據(jù)二次諧波制動(dòng)，然而這種方式在進(jìn)行合閘操作時(shí)，內(nèi)部故障會(huì)導(dǎo)致涌流制動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)可能不會(huì)起保護(hù)作用。合閘操作故障只有當(dāng)涌流消失后，主保護(hù)才可以出口，造成涌流時(shí)間達(dá)5秒以上，形成差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)。此外，當(dāng)自耦變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，勵(lì)磁涌流能夠?qū)收嫌休^敏感的反應(yīng)，但需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行零差保護(hù)的極性實(shí)驗(yàn)，發(fā)生誤動(dòng)作的概率較大。針對(duì)上述特點(diǎn)，最好選擇自動(dòng)校對(duì)零差保護(hù)的極性的裝置設(shè)置零差保護(hù)，避免復(fù)雜的極性實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 后備保護(hù)配置

過(guò)流保護(hù)是后備保護(hù)裝置中常見(jiàn)問(wèn)題，它與其他保護(hù)裝置不同的地方就在于細(xì)節(jié)方面。如復(fù)合電壓使用；復(fù)合電壓的使用在最新的變壓器微機(jī)保護(hù)中更具有靈活性，可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)并聯(lián)變壓器各側(cè)的復(fù)合電壓，如果對(duì)某側(cè)的電壓互感器進(jìn)行檢修，可以利用壓板對(duì)本側(cè)的電壓進(jìn)行投退操作，從根本上改善變壓器某側(cè)保護(hù)造成失去閉鎖的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大部分電力變壓器繼電保護(hù)已更換成微機(jī)保護(hù)，新的保護(hù)配置也不斷應(yīng)用其中。為了保障電力變壓器的可靠運(yùn)行，應(yīng)重視其日常運(yùn)行管理維護(hù)，及時(shí)針對(duì)保護(hù)配置中常見(jiàn)問(wèn)題予以解決，防止事故發(fā)生，提高電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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篇2

圖1所示通用模擬接口為電源討論提供了一個(gè)很好的起點(diǎn)。有源電路包括信號(hào)調(diào)理單元（例如運(yùn)算放大器或儀表放大器），以及集成了串行接口的ADC，可通過(guò)數(shù)字隔離器通道實(shí)現(xiàn)與FPGA的接口。通常該電路所需功率遠(yuǎn)低于150mW。

為傳感器接口提供電源的基本挑戰(zhàn)是優(yōu)化電源，使其在所需功率范圍內(nèi)正常工作。0～150mW工作范圍意味著構(gòu)成電源的控制器和反饋元件的固定靜態(tài)功耗會(huì)占所用總功耗的較大部分，因此效率較低。表1中不同電源配置的靜態(tài)電流值顯示了這一點(diǎn)。

另外，許多簡(jiǎn)單電源設(shè)計(jì)需要一個(gè)最小負(fù)載才能正常工作，為使電源正常發(fā)揮作用，必須將功率浪費(fèi)在持續(xù)阻性負(fù)載上。雖然在電路板上放置一個(gè)555定時(shí)器和晶體管來(lái)獲得一定的功率很容易，但制作一個(gè)高效、可靠、低功耗的電源則很困難。

在此功率范圍內(nèi)，有三種基本的DC/DC轉(zhuǎn)換器類(lèi)型：

1）非穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源或模塊

2）穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源或模塊

3）芯片級(jí)功率轉(zhuǎn)換器

采用這些電源結(jié)構(gòu)都會(huì)增加控制電路的復(fù)雜性，而前兩種類(lèi)型還需增加元器件數(shù)目和解決方案的尺寸。

比較選項(xiàng)

1非穩(wěn)壓電源

最簡(jiǎn)單的解決方案是圖2所示的非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。該設(shè)計(jì)利用固定頻率、固定占空比輸入切換來(lái)產(chǎn)生副邊電源，然后進(jìn)行整流和濾波。所選變壓器的額定隔離電壓必須達(dá)到應(yīng)用要求。隔離要求越高，則變壓器越大（即PCB面積越大、高度越高）。該解決方案的成本以變壓器為主，數(shù)量合適的話，分立解決方案的成本高于1.00美元。

雖然成本很低，但負(fù)載和溫度范圍內(nèi)的輸出電壓變化可能很大，模擬接口的模擬器件選擇將更加困難。模擬接口的所有模擬器件都必須具有出色的電源抑制性能，負(fù)載不能快速變化，否則就會(huì)引起電源大幅度改變。因此，器件成本會(huì)提高，或者至少要花費(fèi)更多的設(shè)計(jì)時(shí)間，以評(píng)估解決方案在極端情況下的表現(xiàn)。非穩(wěn)壓電源的效率可能相當(dāng)高，但電源質(zhì)量很低。

2穩(wěn)壓電源和模塊

穩(wěn)壓電源提供更好的輸出特性。圖3顯示一個(gè)1W功率范圍內(nèi)的典型DC/DC模塊。與上述非穩(wěn)壓電源示例類(lèi)似，控制器將功率切換到變壓器中。選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩鞴β仕胶驮褦?shù)比，以便在最大負(fù)載下提供充足的電壓，使得LDO能夠?qū)⑤敵鲭妷赫{(diào)節(jié)到穩(wěn)定的水平。該方案的電源效率在高負(fù)載下非常好，在低負(fù)載下則很差，而后者正是模擬接口應(yīng)用的運(yùn)行情況。

有許多有源穩(wěn)壓方案可以提高全負(fù)載范圍內(nèi)的效率，但需要復(fù)雜得多的控制電路，而且大部分方案需要在隔離柵上建立一個(gè)反饋通道。這會(huì)大幅增加設(shè)計(jì)的成本和尺寸，一般不適合此功率范圍內(nèi)的模塊。

由于難以將變壓器集成到組件中，因此這些電源的集成并未超出密封模塊或PCB子卡。制造商在縮小這些器件的尺寸方面取得的成功非常有限。

3芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器

芯片級(jí)變壓器技術(shù)是ADI公司針對(duì)iCoupler數(shù)字隔離器產(chǎn)品而開(kāi)發(fā)的，基于該技術(shù)已產(chǎn)生一類(lèi)新型DC/DC轉(zhuǎn)換器。該技術(shù)非常適合低功耗高性能電源設(shè)計(jì)。變壓器為空芯的，也就是說(shuō)變壓器中不存在磁性材料。這意味著，這些微型變壓器在大約125MHz時(shí)具有最高的Q值。

開(kāi)關(guān)頻率如此之高，因而無(wú)法通過(guò)改變開(kāi)關(guān)信號(hào)的占空比來(lái)控制功率。相反，控制電路通過(guò)選通和開(kāi)關(guān)整個(gè)振蕩器來(lái)調(diào)節(jié)副邊電壓。

變壓器非常小，足以集成到采用內(nèi)分引腳架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)IC封裝中。在隔離柵兩側(cè)，正向電源和輸出反饋所需的全部器件都可以集成到一對(duì)芯片中，無(wú)需外部分立器件，并且可以實(shí)現(xiàn)多種高級(jí)特性。芯片級(jí)功率轉(zhuǎn)換器能夠集成完全穩(wěn)壓DC/DC電源的全部功能，在低負(fù)載情況下具有緊湊型的穩(wěn)壓特性和良好的效率。

下面通過(guò)一些實(shí)際例子來(lái)說(shuō)明上述設(shè)計(jì)的區(qū)別。表1顯示兩個(gè)電源模塊和一個(gè)芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器的特性對(duì)比。所選TI模塊為最常見(jiàn)的模塊，功率范圍為傳感器接口要求中規(guī)定的0～150mW。

大部分設(shè)計(jì)師需要實(shí)現(xiàn)高電源效率的設(shè)計(jì)。表1中，非穩(wěn)壓解決方案的效率最高，但選擇該方案也有弊端。此模塊的額定功率為1W，其數(shù)據(jù)手冊(cè)甚至未將其性能指定在100mW以下。事實(shí)很可能是這樣：輸出電壓顯著高于額定值，效率迅速降低。

效率第二的是穩(wěn)壓模塊。它設(shè)計(jì)用于輕負(fù)載，具有良好的特性。然而，仔細(xì)對(duì)比芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器，分析穩(wěn)壓模塊的效率，由圖5可見(jiàn)，由于芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器集成有源反饋調(diào)節(jié)，其效率能夠更快地上升至最終值，因此在0mA和15mA的負(fù)載范圍內(nèi)，芯片級(jí)解決方案事實(shí)上更有效。這基本上就是最初模擬接口定義中的目標(biāo)范圍了。因此，盡管芯片級(jí)解決方案的最大效率最低，它依然是一個(gè)較好的選擇。

芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器的額外優(yōu)勢(shì)

僅就尺寸效率而言，芯片級(jí)轉(zhuǎn)換器非常適合該應(yīng)用。然而該技術(shù)還有許多其他優(yōu)點(diǎn)。下面將詳細(xì)介紹ADI的新型隔離功率轉(zhuǎn)換器ADuM5010。此器件能在模擬接口要求的低功耗范圍內(nèi)提供電信用DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能。

1）無(wú)限可調(diào)的輸出電壓。ADuM5010通過(guò)副邊的分壓器設(shè)置輸出電壓。其范圍為3.15～5.5V。許多模擬ADC和運(yùn)算放大器采用非標(biāo)準(zhǔn)電源軌供電，因此可以調(diào)整電壓以獲得最佳電源條件。

2）熱關(guān)斷功能可在短路過(guò)載情況下保護(hù)電源，尤其是在芯片溫度可能超過(guò)最高限值的高環(huán)境溫度下。熱關(guān)斷跳變點(diǎn)為154℃，芯片必須比它低10℃以上，器件才能自動(dòng)重啟。電源重啟不需要任何外部處理器干預(yù)。

3）施加電源時(shí)，通過(guò)在原邊控制PWM實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。這樣，器件啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流可忽略不計(jì)。多個(gè)器件同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，浪涌電流可能會(huì)淹沒(méi)較弱直流輸入電源軌，導(dǎo)致無(wú)法預(yù)測(cè)的行為。

4）利用原邊電源禁用功能，可以將轉(zhuǎn)換器關(guān)斷到功耗極低的待機(jī)狀態(tài)。此特性結(jié)合軟啟動(dòng)可實(shí)現(xiàn)省電方案，在測(cè)量間歇關(guān)閉傳感器的電源。

5）原邊輸入電源具有欠壓閉鎖（UVLO）功能。此特性可防止轉(zhuǎn)換器以低輸入電源軌啟動(dòng)。這樣，在下游ADuM5010嘗試取電之前，輸入電源可以有效充電。

6）全面隔離認(rèn)證。模塊的類(lèi)型測(cè)試要求可以降低，并且可以消除生產(chǎn)期間的在線測(cè)試。

結(jié)語(yǔ)

針對(duì)大多數(shù)PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)的模擬傳感器接口，應(yīng)用時(shí)需要對(duì)數(shù)字通信和電源進(jìn)行隔離。其功率水平非常低，低于大部分DC/DC轉(zhuǎn)換器以高效率和可預(yù)測(cè)方式正常工作的范圍。不過(guò)，經(jīng)過(guò)精密調(diào)節(jié)并表現(xiàn)良好的電源對(duì)接口非常有益。

篇3

【關(guān)鍵詞】新增負(fù)荷，廠用電，解決方案

熱電廠隨著供熱市場(chǎng)的需求，日益增加供暖設(shè)備，尤其是隨節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供熱的技術(shù)也日益在電廠內(nèi)應(yīng)用。隨之而來(lái)，電廠內(nèi)與供暖相關(guān)的電氣專(zhuān)業(yè)也面臨了一些列的問(wèn)題。其中最為突出就是廠用電容量不足而帶來(lái)的問(wèn)題。

現(xiàn)有熱電廠多為多年前建設(shè)的機(jī)組，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留廠用電負(fù)荷未能考慮到近年來(lái)供熱設(shè)備的快速增加而帶來(lái)的廠用電負(fù)荷的大量增加；另外，近年來(lái)，電廠自身廠用電也在大量增加，例如，增加脫硫、脫硝系統(tǒng)就已耗盡廠用電的預(yù)留。因此，當(dāng)電廠新增用電設(shè)備時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有電源的尷尬，甚至由于無(wú)法解決供熱設(shè)備電源影響電廠在供熱市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

本文以天津楊柳青電廠熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合項(xiàng)目為例，說(shuō)明現(xiàn)在一些熱電廠所面臨的廠用電容量不足的問(wèn)題，以及幾個(gè)可以參考的解決方案。

為應(yīng)對(duì)不斷增加的供熱市場(chǎng)需求，楊柳青電廠急需增加供熱設(shè)備，經(jīng)過(guò)論證和初步設(shè)計(jì)，電廠采納應(yīng)用了新的節(jié)能環(huán)保技術(shù)的項(xiàng)目———熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合項(xiàng)目，此項(xiàng)目新增加6400kVA的廠用電容量，但目前的7#、8#機(jī)組的廠用高壓變壓器已經(jīng)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，無(wú)力為新增負(fù)荷提供電源。

應(yīng)對(duì)以上情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了三種解決方案，分別為：

方案一：

利用原施工電源，電源引接自區(qū)域35KV變電站，改造廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有變電所，需核實(shí)區(qū)域變電站及輸電線路的容量。

方案特點(diǎn)：接線形式簡(jiǎn)單。

方案影響：

1.需要從電網(wǎng)受電，熱泵站供暖期用電量：17,949,624度；電度電價(jià)0.5元／度，每年電費(fèi)8,974,812元。

2.如果現(xiàn)有容量不夠，需要增容還得考慮35kV變電所的輸電線路改造，上一級(jí)變電所的容量是否滿(mǎn)足，還需要電源建設(shè)費(fèi)，需要一定的投資成本。

方案二：

從啟備變低壓側(cè)的共箱母線引一分支至配電裝置間，新增加高壓開(kāi)關(guān)柜。方案特點(diǎn)：接線形式簡(jiǎn)單、配電裝置間為已有、新增設(shè)備少、投入成本低。

方案影響：

1.需要從電網(wǎng)受電，熱泵站供暖期用電量：17,949,624度；電度電價(jià)0.5元／度，每年電費(fèi)8,974,812元。

2.原變壓器設(shè)計(jì)為專(zhuān)用啟動(dòng)備用變壓器，正常空載熱備用。改造后，正常帶負(fù)載運(yùn)行，對(duì)啟備變的工作狀態(tài)有影響。需要核對(duì)自啟動(dòng)時(shí)對(duì)啟動(dòng)備用變的影響。

3.啟備變保護(hù)、測(cè)控回路需要改造。

方案三：

7#、8#機(jī)分別增加一臺(tái)高壓廠用變壓器。電源從7#、8#機(jī)發(fā)電機(jī)出口封閉分相母線各引一分支。

方案特點(diǎn)：電源取自廠用電，節(jié)省電費(fèi)；

方案影響：

1.高壓廠用變壓器引自發(fā)電機(jī)出口，需要從原來(lái)的封閉母線上取一分支，導(dǎo)致兩臺(tái)發(fā)電機(jī)均需要停機(jī)，影響電廠正常運(yùn)行。投資成本較高。

2.主廠房發(fā)電機(jī)前側(cè)管道較多、空間復(fù)雜、不易布置，兩臺(tái)高壓廠用變壓器及其配電裝置間的布置需要核實(shí)。

3.發(fā)變組保護(hù)、測(cè)控回路需要改造。

在考慮了電廠的長(zhǎng)期規(guī)劃、經(jīng)過(guò)工程概預(yù)算等經(jīng)濟(jì)性分析，及電廠目前對(duì)大負(fù)荷廠用電的需求等綜合因素，電廠最終選擇了第三種方案。并適當(dāng)修改了方案，對(duì)新增加的兩臺(tái)高壓廠用變壓器容量選擇時(shí)，考慮為電廠一部分已有熱網(wǎng)循環(huán)水泵的負(fù)荷搬遷提供電源。這樣，第三種方案不僅解決了新增供熱設(shè)備用電負(fù)荷的問(wèn)題，而且為已滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的廠用變減輕負(fù)荷，并為電廠新增加的其它負(fù)荷提供了增加的空間。

以上三種方案可能會(huì)在針對(duì)不同新增廠用電的情況時(shí)提供一種解決方案，但也會(huì)面對(duì)相應(yīng)的問(wèn)題。即使第三方案相對(duì)而言解決問(wèn)題最全面，尤其是在楊柳青電廠熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合項(xiàng)目上提供了一個(gè)相對(duì)比較好的解決問(wèn)題的方案，但設(shè)計(jì)時(shí)也面臨著很多的問(wèn)題，需要再進(jìn)一步設(shè)計(jì)時(shí)解決，例如方案三中的“方案影響”中提到的問(wèn)題。

方案影響1涉及到兩臺(tái)發(fā)電機(jī)均需要停機(jī)，影響到電廠正常運(yùn)行和生產(chǎn)，即使在電廠大修期間施工，也會(huì)面臨工期緊、任務(wù)中的困難。以及因此而帶來(lái)的項(xiàng)目審批等程序，而使整體項(xiàng)目審批受影響。

方案影響2更是所有電廠面臨的一個(gè)難題，因?yàn)殡姀S規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，不會(huì)在主廠房A排外空間為除了主變和廠用變以外的電氣設(shè)備再提供過(guò)大的預(yù)留空間；另外，主廠房A排外空間同時(shí)也是許多專(zhuān)業(yè)管線的出線方向，管道較多、空間復(fù)雜，為新增廠用變及配電裝置間的布置帶來(lái)很大難度。

方案影響3則會(huì)增加發(fā)變組保護(hù)、測(cè)控回路的復(fù)雜程度，增加新的故障點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行、檢修時(shí)更是增加相關(guān)人員的工作量。

篇4

關(guān)鍵詞：西安電網(wǎng)；變電站；大容量降壓變；短路電流；無(wú)功補(bǔ)償

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和電力系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，電網(wǎng)建設(shè)與城市用地之間的矛盾日趨突出。負(fù)荷密集地區(qū)，如西安地區(qū)，甚至出現(xiàn)難以按規(guī)劃選擇變電站站址的情況。解決電網(wǎng)建設(shè)與城市用地之間矛盾的措施之一是采用大容量降壓變，增加單座變電站建設(shè)規(guī)模，以減少變電站座數(shù)。但單臺(tái)變壓器額定容量的增加和單座變電站建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，可能對(duì)供電安全性和可靠性以及上下級(jí)電網(wǎng)之間結(jié)構(gòu)及匹配方式產(chǎn)生影響[1]。

文章主要對(duì)500MVA/330kV大容量降壓變應(yīng)用及大容量變電站的建設(shè)可能存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出對(duì)策和解決方案。重點(diǎn)從短路電流、短路阻抗、無(wú)功補(bǔ)償?shù)确矫孢M(jìn)行了分析計(jì)算，提出了西安電網(wǎng)500MVA/330kV大容量降壓變短路阻抗、無(wú)功補(bǔ)償、導(dǎo)線截面等參數(shù)的推薦意見(jiàn)。

1 大容量330kV變壓器容量的需求

近年來(lái)，陜西電網(wǎng)330kV變電站布點(diǎn)較為困難，尤其是西安地區(qū)。有的330kV變電站選站工作持續(xù)多年，使得原有規(guī)劃變電站工程進(jìn)度嚴(yán)重滯后。在工程前期論證階段，多方專(zhuān)家提出了突破現(xiàn)有330kV變電站規(guī)模的方案。近兩年的330kV變電站工程中，提出了330kV變電站采用4×360MVA主變，或采用3×500MVA主變的方案。以下從主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、參數(shù)要求等多方面具體比較4×360MVA主變和3×500MVA主變的優(yōu)缺點(diǎn)。

假定根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡結(jié)果，擬建的新變電站投運(yùn)時(shí)負(fù)荷為280MW，投運(yùn)中期預(yù)測(cè)值為470MW，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的水平，提出兩種主變配比方案，方案一：本期主變?nèi)萘繛?×500MVA，遠(yuǎn)期主變?nèi)萘繛?×500MVA；方案二：本期主變?nèi)萘繛?×360MVA，遠(yuǎn)期主變?nèi)萘繛?×360MVA。

（1）供電容量及可靠性比較。以上兩個(gè)方案的本遠(yuǎn)期規(guī)模比較，方案一的優(yōu)勢(shì)在本期N-1的方式下優(yōu)于方案二，方案二的優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)期N-2的情況下供電能力優(yōu)于方案一。結(jié)合目前西安電網(wǎng)實(shí)際情況，變電站站址都比較緊張，如果按遠(yuǎn)期4×360MVA主變規(guī)模考慮變電站布置，實(shí)施難度較大，因此選擇單臺(tái)主變?nèi)萘枯^大的方案具有供電能力強(qiáng)、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。

（2）損耗比較。從兩種主變配比的遠(yuǎn)期方案來(lái)看，方案一遠(yuǎn)期為3×500MVA，方案二遠(yuǎn)期為4×360MVA。從兩種主變配比方案的損耗比較來(lái)看，方案一比方案二每年節(jié)省電量為227.7萬(wàn)kW/h，方案一較優(yōu)。

（3）綜合比較結(jié)果。從可靠性來(lái)說(shuō)，4×360MVA優(yōu)于3×500MVA，但西安電網(wǎng)特別是用地緊張的地區(qū)330kV變電站落點(diǎn)較難，大容量降壓變的應(yīng)用，為節(jié)省變電站占地面積，解決大容量、高密度輸變電的問(wèn)題提供一個(gè)有效、可行的解決方案。故陜西330kV變電站整體容量有增大的趨勢(shì)，規(guī)劃變電站會(huì)采用4×360MVA主變，但在用地特別緊張地區(qū)如西安城區(qū)會(huì)采用3×500MVA主變。

2 大容量降壓變的應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)的影響

2.1 大容量降壓變對(duì)短路阻抗的影響

2.2 大容量降壓變對(duì)短路電流的影響

2.2.1 不同容量變壓器低壓側(cè)短路電流比較

330kV變電站多臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器的低壓側(cè)母線（35kV母線）是獨(dú)立的。變壓器容量不同，但高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)之間阻抗電壓差別不大（均歸算到變壓器高壓繞組容量）。

結(jié)合陜西電網(wǎng)實(shí)際情況，按照330kV變電站主變高壓側(cè)開(kāi)斷電流為50kA來(lái)校核35kV短路電流水平。通過(guò)計(jì)算可以看出，在相同的系統(tǒng)短路水平下，500MVA的變壓器與360MVA、240MVA變壓器比較，35kV母線短路電流分別增大8kA、14kA。

2.2.2 不同容量變壓器中壓側(cè)短路電流比較

變壓器中壓側(cè)短路電流增大的原因從各區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃看，負(fù)荷中心110kV電網(wǎng)的負(fù)荷主要由330kV電網(wǎng)供電，由于330kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊密，各地市110kV電網(wǎng)分網(wǎng)運(yùn)行，110kV電網(wǎng)功能發(fā)生變化，逐步由輸電轉(zhuǎn)化為配電，因此，330kV變電站中壓側(cè)（110kV母線）的短路電流主要受330kV電網(wǎng)短路水平所控制。以下分析330kV變電站采用不同容量變壓器對(duì)中壓側(cè)短路電流影響。

通過(guò)計(jì)算可知，在相同的系統(tǒng)短路水平下，3臺(tái)500MVA的變壓器（U1-2=10.5%、U1-3=26%、U2-3=12.5%），中壓側(cè)短路電流為48.5kA，與3臺(tái)360MVA、3臺(tái)240MVA比較，短路電流分別大了10kA、20kA。其原因是變壓器總?cè)萘坎煌儔浩鞯戎底杩瓜嗤萘看笞杩剐。搪冯娏鞔蟆?/p>

2.2.3 總?cè)萘肯嗤儔浩髦袎簜?cè)短路電流比較

當(dāng)變電站變壓器總?cè)萘肯嗤_(tái)數(shù)不同，則短路電流無(wú)數(shù)量級(jí)差別（例如3臺(tái)500MVA、4臺(tái)360MVA、6臺(tái)240MVA）。在相同的系統(tǒng)短路水平下，330kV變電站中壓側(cè)短路電流增大的原因不是變壓器單臺(tái)容量增大，而是變電站變壓器的總?cè)萘康脑龃蟆?/p>

3 大容量降壓變短路阻抗的選擇

選擇短路阻抗要兼顧短路電流水平和制造成本，在滿(mǎn)足短路電流水平的條件下，應(yīng)盡量取小一些的阻抗電壓。各側(cè)阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流方向、無(wú)功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等各方面進(jìn)行綜合考慮，并以對(duì)工程起決定性作用的因素確定[2]。

500MVA變壓器的阻抗需綜合以下各方面考慮：（1）提高變壓器容量后，為了不增大短路電流，可以提高變壓器的阻抗。（2）變壓器的阻抗提高后，無(wú)功損耗的增幅。（3）對(duì)于某些變壓器廠，變壓器阻抗超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，常規(guī)單柱式結(jié)構(gòu)將存在困難，需采用雙柱帶旁柱的鐵心結(jié)構(gòu)，造價(jià)和損耗均會(huì)大幅增加。綜上所述，提高變壓器的高-中阻抗電壓，固然可以降低短路電流，但在提高到一定幅度后，會(huì)給變壓器的結(jié)構(gòu)、造價(jià)、電能損耗、無(wú)功損耗、電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用等帶來(lái)更大幅度的增長(zhǎng)。因此，變壓器阻抗電壓的確定，應(yīng)綜合各方面因素，兼顧考慮。（4）通過(guò)“不同容量變壓器中壓側(cè)短路電流比較”分析看出，常規(guī)阻抗的3×360MVA主變或2×500MVA變壓器并列時(shí)，中壓側(cè)短路電流已經(jīng)接近110kV斷路器的開(kāi)斷容量，故應(yīng)采用高阻抗變壓器，因此對(duì)于阻抗值進(jìn)行了分析計(jì)算。

通過(guò)分析計(jì)算可知，3×500MVA主變并列運(yùn)行時(shí)，綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定條件、現(xiàn)有和規(guī)劃的330kV變電站的330kV設(shè)備的開(kāi)斷電流、限制系統(tǒng)短路水平、設(shè)備制造能力和變壓器自身的經(jīng)濟(jì)性， 500MVA/330kV主變建議采用高阻抗變壓器，短路阻抗值按以下數(shù)值考慮：U1-2=16%、U1-3=40%、U2-3=20%。

4 大容量降壓變對(duì)母線通流容量的影響

330kV變電站110kV母線通過(guò)功率大小主要取決于變壓器進(jìn)線功率大小， 即取決于單臺(tái)變壓器容量大小，也取決于出線回路是否有輸入功率（系統(tǒng)電源線），同時(shí)與進(jìn)出線排列和運(yùn)行方式有關(guān)。如果采用500MVA的變壓器，110kV母線通過(guò)功率至少采用500MVA，母線電流近3000A。目前陜西大容量降壓變應(yīng)用的地區(qū)主要是西安電網(wǎng)，不再考慮系統(tǒng)電源線路。因此110kV配電裝置不論是采用常規(guī)形式還是HGIS，亦或是GIS型式，結(jié)合廠家的制造能力，主要設(shè)備的選擇都不會(huì)成為主要矛盾。

5 大容量降壓變對(duì)無(wú)功配置的影響

在目前完成和開(kāi)展前期工作的工程中，應(yīng)用了500MVA主變的工程主要分布在西安城市電網(wǎng)，故在近幾年甚至相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間的，500MVA大容量降壓變會(huì)應(yīng)用在城市電網(wǎng)。而目前城市電網(wǎng)的發(fā)展，110kV采用了電纜線路，這樣與常規(guī)的330kV變電站相比，低壓側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償有了很大的變化。因此，我們對(duì)低壓無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行了分析。

5.1 低壓電容器的配置

電力系統(tǒng)配置的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)能保證在系統(tǒng)有功負(fù)荷高峰和負(fù)荷低谷運(yùn)行方式下，分（電壓）層和分（供電）區(qū)的無(wú)功平衡；無(wú)功補(bǔ)償配置應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況，實(shí)施分散就地補(bǔ)償與變電站集中補(bǔ)償相結(jié)合，電網(wǎng)補(bǔ)償和用戶(hù)補(bǔ)償相結(jié)合，高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，滿(mǎn)足降損和調(diào)壓的需要。500（330）kV變電站，容性無(wú)功補(bǔ)償容量應(yīng)按照主變壓器容量的10%～20%配置，或經(jīng)計(jì)算后確定。

主變損耗校驗(yàn)

（1）經(jīng)驗(yàn)值校驗(yàn)

（2）綜合程序計(jì)算

某330kV變本期裝設(shè)2臺(tái)500MVA主變，按照主變負(fù)載率為65%考慮，主變110kV母線側(cè)最大負(fù)荷約為585MW，功率因數(shù)0.9計(jì)算，每臺(tái)主變的無(wú)功損耗86Mvar。按照主變負(fù)載率為80%考慮，主變110kV母線側(cè)最大負(fù)荷約為720MW，功率因數(shù)0.9計(jì)算，每臺(tái)主變的無(wú)功損耗140Mvar。

建議每臺(tái)主變低壓側(cè)裝設(shè)電容器容量本期為1×（30～40）Mvar，遠(yuǎn)期為2×（30～40）Mvar，比典型性設(shè)計(jì)中的電容器減少了組數(shù)。

5.2 低壓電抗器

高低壓并聯(lián)電抗器的配置需要結(jié)合具體的330kV出線規(guī)模，線路長(zhǎng)度和110kV出線規(guī)模，線路長(zhǎng)度等，每個(gè)變電站的配置方案不盡相同。例如城南330kV變電站，本期為1×45Mvar，遠(yuǎn)期為2×45Mvar電抗器。

6 導(dǎo)線截面的校核和選取

對(duì)于500MVA/330kV變電站，330kV電源進(jìn)線方案較多，至少2回進(jìn)線，對(duì)于3回進(jìn)線以上的方案，330kV線路選擇壓力不大，但對(duì)于2回進(jìn)線考慮N-1方式時(shí)，邊界條件較為苛刻，故文章僅對(duì)2回進(jìn)線，末端站進(jìn)行分析，其他形式的進(jìn)線方式，在工程中可具體研究分析。

330kV導(dǎo)線截面采用雙回2×LGJ-300導(dǎo)線或者單回4×LGJ-300導(dǎo)線。2×500MVA時(shí)，電纜考慮2500mm2；3×500MVA時(shí)，暫考慮2×（1000～1200）mm2并列運(yùn)行。

7 110kV送出規(guī)模和導(dǎo)線截面

考慮500MVA主變主要應(yīng)用于城市電網(wǎng)，負(fù)荷密集區(qū)單回送出線路容量較大，且總回路數(shù)不應(yīng)太多，綜合考慮3×500MVA變電站110kV出線最終規(guī)模為22回。

雙回鏈?zhǔn)浇泳€示意圖如下：

（1）雙回鏈?zhǔn)浇泳€，3座110kV變電站主變規(guī)模均為3×50MVA，架空線路采用LGJ-2×400，電纜1000mm2。

（2）雙回鏈?zhǔn)浇泳€，3座110kV變電站，其中1座（3×50MVA）、2座規(guī)劃變（2×50MVA）架空線路采用LGJ-2×240，電纜800mm2。

（3）雙回鏈?zhǔn)浇泳€，2座110kV變電站主變規(guī)模均為3×50MVA，架空線路采用LGJ-2×240，電纜630-800mm2。

（4）雙回鏈?zhǔn)浇泳€2座110kV主變規(guī)模，其中1座（3×50MVA）、1座規(guī)劃變（2×50MVA），架空線路采用LGJ-2×240，電纜630mm2。

8 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大容量變電站的建設(shè)更適應(yīng)主變?nèi)萘看笮突l(fā)展的趨勢(shì)，它將節(jié)約大量站址資源和線路通道資源，更能滿(mǎn)足電網(wǎng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展要求。

考慮電網(wǎng)的現(xiàn)狀及將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為解決西安等負(fù)荷密集地區(qū)用電需求增長(zhǎng)與變電站建設(shè)用地缺乏的矛盾，陜西電網(wǎng)將出現(xiàn)多個(gè)配置330kV、500MVA 變壓器的變電站。西安城區(qū)變電站將采用大容量降壓變是大勢(shì)所趨，是陜西大容量變電站應(yīng)用的前沿陣地。

參考文獻(xiàn)

[1]孫景強(qiáng)，陳志剛，楊洪平，等.大容量變壓器應(yīng)用時(shí)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[J].電力建設(shè)，2008，10.

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[3]楊柳，鐘杰峰.廣東1500MVA大容量變壓器短路阻抗的研究[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，23.

篇5

由于線路較長(zhǎng)，損耗較大，電壓降也較大，電站發(fā)電后發(fā)電機(jī)出口電壓高達(dá)500V，經(jīng)主變輸出的楊農(nóng)線10kV電壓高達(dá)12kV，在用戶(hù)變輸出后的電壓為460V，三條10kV線路所帶的用戶(hù)均不能使用合格電壓，且屢次燒壞電器設(shè)備，因此電力局調(diào)度所限制電站負(fù)荷最多帶700kW，豐水期只能帶480kW左右，僅為額定功率的30%，有時(shí)后半夜還得停機(jī)（防止給商洛供電局鳳凰嘴變電站倒送不予結(jié)算），給電站造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。以2011年為例，在豐水期損失電量約為1120×24×30×4=320萬(wàn)kW·h，折合人民幣為90余萬(wàn)元。又因功率因數(shù)達(dá)不到考核要求，抵扣有功電量約為136×24×30×4=39.17萬(wàn)kW·h，折合人民幣約12萬(wàn)元。全年造成經(jīng)濟(jì)損失100萬(wàn)元左右。

2原因分析

A水電站修建位置距變電站較遠(yuǎn)，導(dǎo)致線路輸送功率時(shí)電壓升高；

B線路導(dǎo)線截面小，線路電抗大，導(dǎo)致壓降過(guò)大；

C水電站變壓器選用不合適，可調(diào)范圍低；

D系統(tǒng)中無(wú)功負(fù)載過(guò)小，導(dǎo)致無(wú)功過(guò)剩，引起電壓升高。通過(guò)查閱資料，我們發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究文獻(xiàn)較少。一是由于小水電在電力系統(tǒng)中的地位較低，對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)影響小，因此電網(wǎng)對(duì)小水電的關(guān)注較低，各高校與科研設(shè)計(jì)單位也均以大中型水電站作為研究目標(biāo)，保障大中型水電站的合理運(yùn)行及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行研究。二是由于相關(guān)資料涉及的線路及電站情況差異較大，對(duì)電站改造幾乎沒(méi)有參考價(jià)值。因此，只能通過(guò)對(duì)電站的現(xiàn)狀分析找出相應(yīng)的處理措施。為了有效解決電壓高的問(wèn)題，只能從電網(wǎng)和電站兩方面來(lái)解決。

3方案設(shè)計(jì)

a調(diào)節(jié)變壓器抽頭，但該電站已經(jīng)對(duì)變壓器進(jìn)行了改造，變壓器已無(wú)調(diào)整空間；

b通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁減少無(wú)功出力，從而降低線路電壓，但這種方式又不滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)電廠的考核要求。

c增加變壓器，通過(guò)變壓器的感抗和調(diào)壓能力降低電壓。由于電站建成后，在升壓站空間較小，導(dǎo)致加裝常規(guī)變壓器受限。因此，以上3種解決方案在電站都不可行。針對(duì)以上特殊情況，我們?cè)谂c西安理工大專(zhuān)家進(jìn)行溝通和仿真計(jì)算后，決定采用自耦變壓器加有載調(diào)壓的方案。首先將10kV母線分段，使用電和供電分開(kāi)；其次加裝一臺(tái)自耦變壓器，用來(lái)解除機(jī)組出力受限的因素，可使發(fā)電機(jī)增加有功出力，通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)增加無(wú)功，母線電壓適當(dāng)抬高，確保功率送出，調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)，使系統(tǒng)滿(mǎn)載發(fā)電；最后，為了保障系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，在線路中安裝了避雷器、熔斷器等保護(hù)設(shè)備，以保證在線路發(fā)生異常時(shí)的安全。自耦變壓器在小水電站的使用較少，參考文獻(xiàn)也相對(duì)缺乏。為了保證采用自耦變壓器后電站和線路的正常運(yùn)行，我們查找了線路中使用自耦變壓的相關(guān)資料，進(jìn)行了計(jì)算和仿真。在計(jì)算中，采用的導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-70鋼芯鋁絞線，線路長(zhǎng)度取為30km，傳輸有功功率為1600kV。在豐水期，電站滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用容量為1000kV·A的自耦變壓器進(jìn)行母線調(diào)壓，在PSCAD軟件中進(jìn)行仿真。從仿真結(jié)果可以看出，在未處理前，電壓確實(shí)較高，達(dá)到了接近12kW，改造方案可以使楊黃線的電壓降低約0.24kV，另外通過(guò)對(duì)廠用電電源的變更，可以保證電站的廠用電電壓降低10%以上，以上結(jié)果證明采用自耦變壓器的方案在水電站母線中的應(yīng)用是安全有效的。

4結(jié)論

篇6

關(guān)鍵詞：高阻抗變壓器；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 標(biāo)準(zhǔn)阻抗變壓器阻抗匹配

從實(shí)際的應(yīng)用中可以分析出，阻抗的匹配中，中低阻抗雖然阻抗小，但是額定電流卻很大，低阻抗變壓器的額定電流可以達(dá)到數(shù)千安。短路力同短路電路呈現(xiàn)出正比例關(guān)系，因此低壓繞組會(huì)受到很大的短路力。變壓器在電路中作為降壓結(jié)構(gòu)存在，其低壓端直接連接低壓用戶(hù)。這就使得低壓端會(huì)極易在短路故障阿生后受到?jīng)_擊，所以，變壓器對(duì)于短路故障的抗性直接受到低壓繞組的短路故障抗性高低影響。從另一方面說(shuō)，電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定與否、可靠暈否其關(guān)鍵因素便在于低壓繞組抗短路的性能高低。但是從實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)用中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榫€路出現(xiàn)的短路故障后，變壓器會(huì)因?yàn)榈蛪豪@組的損壞而退出運(yùn)行，這種狀況發(fā)生幾率很高，所以抗短路能力的提高成為了目前低壓繞組研究的焦點(diǎn)。雖然在某些問(wèn)題上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是實(shí)際的要求隨著應(yīng)用的需求在不斷的提高，當(dāng)前的研究狀態(tài)仍舊無(wú)法同實(shí)際需要相適應(yīng)。

2 解決方案

短路阻抗同電流之間會(huì)呈現(xiàn)出反比例關(guān)系，不過(guò)短路力卻會(huì)和短路電流數(shù)值的平方呈現(xiàn)出正比例關(guān)系。所以可以看出，短路電流減低則短路力會(huì)隨之現(xiàn)將，而短路阻抗的提高則會(huì)對(duì)短路電流予以降低，那么短路抗阻的增加會(huì)間接性的降低短路力，效果顯著。因此越來(lái)越多的電力系統(tǒng)中的變壓器開(kāi)始選擇了高阻抗變壓器。這是由于正太變壓器的短路抗性高低是由其低壓繞組界定的，正式由于這一因素使得阻抗的提高成為問(wèn)題的解決的核心。

2.1 方案一

在標(biāo)準(zhǔn)阻抗的變壓器中，變壓器在抗短路上的薄弱環(huán)節(jié)便是低壓繞組，因此可以對(duì)變壓器中的阻抗值進(jìn)行改變，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行最大幅度的提升。下面便對(duì)其具體的提高方式進(jìn)行探討。

阻抗的提高可以通過(guò)以下方式進(jìn)行：首先可以將主漏磁通道在繞組間進(jìn)行增大，其次可以將輻向尺寸在繞組進(jìn)行提高；再者可以對(duì)繞組電抗高度予以降低；最后則是通過(guò)繞組直徑的增加的方式對(duì)阻抗予以提高。以上方式都能夠有效提高變壓器繞組的阻抗，但是最直接最有效的方式便是增加主漏磁通道。但是電抗高度和鐵心如果確定下來(lái)，那么若是將主漏磁通道以為的增大，對(duì)于中低繞組來(lái)說(shuō)會(huì)帶來(lái)相當(dāng)大的缺陷：首先若是繞組間以為的增大主漏磁通道，其阻抗也不會(huì)增加很多，最多可以增大0.1%，這樣的增量是無(wú)法滿(mǎn)足阻抗提高的要求的；其次，若是主漏磁通道的增加量過(guò)大，那么就需要絕緣材料對(duì)其進(jìn)行填充，絕緣材料的性質(zhì)決定了其具有一定的干燥收縮性能，因此中低繞組之間便會(huì)有間隙產(chǎn)生，這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果會(huì)使得繞組輻向支撐消失，那么變壓器就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其抗短路能有效提升的目的。而上述問(wèn)題可以通過(guò)分裂繞組的方式予以解決，并且目前國(guó)內(nèi)很多廠家都是采用該種方案進(jìn)行處理的，部分制造商將繞組中部分匝數(shù)剝離，繞至高壓繞組的外側(cè)，并并在中低繞組間設(shè)置高壓調(diào)壓繞組，而另一部分制造商則是通過(guò)對(duì)高壓繞組進(jìn)行分裂的方式有效改善上述問(wèn)題產(chǎn)生的不理影響，采用分離高壓繞組并將一部分設(shè)置在中低繞組間。

上述兩種方式在實(shí)際的應(yīng)用中可行性都較高，而第一種方式中存在一個(gè)不利點(diǎn)，調(diào)壓繞組設(shè)置在中低壓繞組處會(huì)受到磁場(chǎng)的影響，所以受到的短路力回交大，并且這種繞組輻向支撐較差，因此短路力的承受能力也較差。由于存在較高的磁場(chǎng)，因此繞組中會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗，因此局部發(fā)熱量較高。

此外，在高壓繞組以及中壓繞組中調(diào)壓引線需要從其上下端引出，因此絕緣布置會(huì)遇到諸多的問(wèn)題，無(wú)論設(shè)計(jì)還是制造都十分復(fù)雜。而第二種方式，由于在中低壓繞組中僅僅設(shè)置了高壓繞組的一部分，這就需要復(fù)雜的絕緣布置對(duì)其進(jìn)行保障。并且由于中壓繞組以及高壓繞組之間存在較大的電氣強(qiáng)度，所以該種方式也具有局限性。上述方式由于都屬于分裂繞組法，這就使得無(wú)法用升溫實(shí)驗(yàn)對(duì)繞組的內(nèi)外部升溫情況進(jìn)行分別的測(cè)量，一旦某一部分的溫度偏高，就會(huì)對(duì)設(shè)備的整體性能造成影響。若是二者比較，第二種方法要略?xún)?yōu)于第一種方法。

2.2 方案二

據(jù)了解， 目前國(guó)內(nèi)的電力系統(tǒng)多將限流電抗器申聯(lián)于網(wǎng)絡(luò)中用以限制系統(tǒng)的故障電流。這樣雖然可有效地限制系統(tǒng)中的故障電流， 但卻不能限制發(fā)生在變壓器近口處的故障電流。而這種故障電流往往會(huì)直接沖擊變壓器的內(nèi)部繞組， 其后果也常常很?chē)?yán)重。因?yàn)樽儔浩鹘诙搪饭收鲜亲儔浩骺赡茉馐艿降淖顕?yán)重的故障之一， 有時(shí)該故障會(huì)超出變壓器的設(shè)計(jì)承受能力。這也是為什么許多變壓器可以承受許多次系統(tǒng)短路電流的沖擊而承受不住一次近口短路電流沖擊的原因之一。由于限流電抗器需承受一定的短時(shí)短路電流， 所以限流電抗器應(yīng)具備足夠的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定能力以承受該短路電流產(chǎn)生的機(jī)械力和熱沖擊。電感原件， 因此沖擊波的傳遞和分布應(yīng)充分地考慮電抗器繞組電感帶來(lái)的影響。必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)保證有足夠的絕緣強(qiáng)度。

該方案同標(biāo)準(zhǔn)阻抗的變壓器一樣，其繞組之間不需要特別放大主漏磁通道。并且這種方案在接線方式上也近似于標(biāo)準(zhǔn)阻抗變壓器，只不過(guò)低壓繞組同限流電抗器之間采用了串聯(lián)的方式。

結(jié)語(yǔ)

首先內(nèi)置電抗器在設(shè)計(jì)上較為簡(jiǎn)單，并且電抗器以及變壓器原設(shè)計(jì)原則以及計(jì)算公式仍舊能夠在新型電抗器以及變壓器中適用，且計(jì)算出的結(jié)果接近于實(shí)際的數(shù)值，能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。其次由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單因此較為容易制造，且產(chǎn)品質(zhì)量可靠性高，且能夠保證其性能能夠達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)比于標(biāo)準(zhǔn)阻抗的變壓器，高阻抗變壓器在體積上更小，成本上更低，并且運(yùn)行穩(wěn)定性高，能夠使得電力系統(tǒng)更加可靠，簡(jiǎn)單的設(shè)備結(jié)構(gòu)使得維護(hù)工作難度大大降低。

參考文獻(xiàn)

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篇7

1.負(fù)荷不平衡帶來(lái)的危害

線損增加。線損增加體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一個(gè)是變壓器的損耗。空載損耗以及負(fù)載損耗是配電變壓器損耗的兩個(gè)組成部分。空載損耗與配電變壓器的運(yùn)行電壓有關(guān)系，運(yùn)行電壓的變化會(huì)帶來(lái)空載損耗的變化。在通常情況下，配電電壓器的運(yùn)行電壓基本上沒(méi)有什么變化，也就是說(shuō)，對(duì)于空載損耗的影響不大。而負(fù)載損耗是與通過(guò)的電流呈一定的比例關(guān)系。準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)，負(fù)載損耗與通過(guò)電流的平方成正比。在輸送容量相同的情況下，由于三相負(fù)荷的不平衡，導(dǎo)致了變壓器的損耗增加。第二個(gè)方面是線路的損耗。大家都知道，在電流通過(guò)線路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率的消耗。功率的消耗與變壓器三相的不平衡有著密切的關(guān)系。不平衡度越大，功率的消耗就越大。線路的損耗也就越大。

變壓器的利用率降低。變壓器的出力是變壓器利用率的衡量指標(biāo)。變壓器三相繞組的結(jié)構(gòu)性能是相同的，按照正常情況來(lái)說(shuō)，三相間的平衡可以保證變壓器的出力達(dá)到最大，從而使得變壓器的利用率最大。當(dāng)三相的負(fù)荷不平衡時(shí)，每相的最大負(fù)荷值就有所不同。變壓器會(huì)以能承受最大負(fù)荷的那個(gè)繞相所能承受的負(fù)荷為限。這樣就降低了配電變壓器的最大負(fù)荷值，在嚴(yán)重的情況下，如果變壓器三相的負(fù)荷不平衡過(guò)大，使繞組的結(jié)構(gòu)容易受到損壞。所以說(shuō)，過(guò)載就會(huì)帶來(lái)變壓器被燒壞的后果。這使得變壓器的利用率大大降低。

零序電流帶來(lái)的威脅。當(dāng)配電變壓器的不平衡程度到達(dá)一定程度時(shí)，零序電流就很容易產(chǎn)生，零序電流通常集中在變壓器的鐵心中，隨后會(huì)產(chǎn)生零序磁通。零序磁通會(huì)在變壓器的相關(guān)結(jié)構(gòu)下構(gòu)成通路。構(gòu)成通路以后便帶來(lái)了麻煩。因?yàn)椋儔浩鞯倪@些結(jié)構(gòu)在設(shè)置時(shí)并沒(méi)有考慮導(dǎo)磁這些因素。由于零序磁通所帶來(lái)的磁通量無(wú)法通到變壓器外，只能在變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中造成危害，比如說(shuō)造成磁滯和渦流損耗。該文原載于中國(guó)社會(huì)科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)》雜志http：//總第539期2014年第07期-----轉(zhuǎn)載須注名來(lái)源由此帶來(lái)的后果是，通過(guò)線路所消耗的功率增加，于是變壓器再次面臨損耗的威脅，因?yàn)樽儔浩鞯膬?nèi)部金屬結(jié)構(gòu)已經(jīng)升高，變壓器很有可能被燒壞。

電壓的不平衡。電壓的不平衡也是由三相負(fù)荷不平衡所導(dǎo)致。三相負(fù)荷不平衡時(shí)，每相通過(guò)的電流也就不一樣，導(dǎo)致電壓降就也不一樣。通過(guò)電流大的，電壓降就相應(yīng)比較大，通過(guò)電流小的，電壓降就相應(yīng)的也就比較小。電壓降就不一樣造成每相的電壓不用，這已經(jīng)開(kāi)始影響三相負(fù)荷的不平衡。變壓器的出力已經(jīng)變得不穩(wěn)定，電能也在一個(gè)起伏的狀態(tài)。換句話說(shuō)，電能的質(zhì)量也受到了影響。用戶(hù)的照明生活肯定也受到了干擾。

輸出功率降低，繞組溫度升高。當(dāng)變壓器負(fù)荷不平衡導(dǎo)致電壓輸出不同以后，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中會(huì)產(chǎn)生逆序磁場(chǎng)。就字面上理解，逆序磁場(chǎng)肯定與正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。逆序磁場(chǎng)有著一定的阻礙作用，但是，它無(wú)法完全消除正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)大力量。換句話說(shuō)，電動(dòng)機(jī)在正，逆序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的共同作用下做正序旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于逆序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的阻抗小，因此逆序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電流就比較大，電流增大以后，通過(guò)線路的功率就增加。電動(dòng)機(jī)的輸出功率會(huì)降低。每相的繞組溫度就會(huì)升高，與前面所分析的內(nèi)容一樣，溫度升高會(huì)帶來(lái)變壓器被燒壞的危險(xiǎn)，容易出安全事故。

2配電變壓器負(fù)荷不平衡對(duì)系統(tǒng)影響的原因分析

對(duì)三相負(fù)荷不平衡的重視不夠。在比較早的時(shí)間里，大家潛意識(shí)里已經(jīng)意識(shí)到三相負(fù)荷不平衡可能會(huì)帶來(lái)的危害，但由于一味的在低線路改造方面做努力，忽略了負(fù)荷平衡的因素。管理人員沒(méi)有按照規(guī)定去執(zhí)行，在負(fù)荷平衡問(wèn)題上缺乏監(jiān)測(cè)的自覺(jué)性和審查力度。通常，它們普遍認(rèn)為，只要線路沒(méi)問(wèn)題，電壓能供應(yīng)，不出安全事故，不影響用戶(hù)的日常照明生活就可以了，沒(méi)有重視負(fù)荷不平衡可能帶來(lái)的潛在的危險(xiǎn)，缺乏自覺(jué)性。

單向用電設(shè)備的增加。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高。單相用電設(shè)備的普及程度以及使用頻率也因此增加。單相用電設(shè)備通常是指一些功率比較大的電器。比如空調(diào)。這些設(shè)備有諸多優(yōu)點(diǎn)。安全方便，節(jié)能環(huán)保，很受大部分家庭用戶(hù)的喜愛(ài)。但是，這些電器的功率比較大，所以需要使用單相電源，這樣更能滿(mǎn)足這些設(shè)備的需求。但是，當(dāng)單相電源承載的電量過(guò)大時(shí)，會(huì)造成對(duì)負(fù)荷不平衡的負(fù)面影響。也就是說(shuō)，負(fù)荷不平衡的程度加大。

3.解決辦法

對(duì)于基礎(chǔ)資料的完善。對(duì)于任何事情，如果想解決好，必須先得有足夠的了解。我們可以組織人專(zhuān)門(mén)針對(duì)用戶(hù)各相的負(fù)荷情況做一個(gè)報(bào)表，便于分析。這個(gè)表需要及時(shí)的更新。比如新增的用戶(hù)或者新的負(fù)荷數(shù)據(jù)。通過(guò)嚴(yán)格的檢查，保證變壓器的負(fù)荷平衡。

加強(qiáng)用電管理。管理人員在了解了負(fù)荷平衡的重要性后，就應(yīng)該在這方面做出改革。管理人員要熟悉情況，對(duì)于負(fù)荷的調(diào)整與分配情況要有一定的把握與策略、

篇8

關(guān)鍵詞：自耦變；低電壓；效果

中圖分類(lèi)號(hào)：TM714.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）26-0048-02

1 概 況

簡(jiǎn)陽(yáng)市位于四川盆地西部、龍泉山東麓、沱江中游，全市面積2213.5 km2，55個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地貌以淺丘為主，其次為低山和河壩沖積地帶，丘陵約占總面積的88.13%。簡(jiǎn)陽(yáng)市10 kV電網(wǎng)是本地區(qū)電網(wǎng)的主骨架，但是由于10 kV農(nóng)網(wǎng)線路存在著有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線路迂回、線路較長(zhǎng)、負(fù)荷波動(dòng)較大等問(wèn)題，10 kV農(nóng)網(wǎng)局部容易發(fā)生低電壓現(xiàn)象。為了進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，除有計(jì)劃分部完善10 kV農(nóng)網(wǎng)的建設(shè)外，還必須面對(duì)10 kV農(nóng)網(wǎng)局部低電壓?jiǎn)栴}的治理，采取相應(yīng)有效的措施進(jìn)行解決，從而避免因此問(wèn)題影響居民正常用電及優(yōu)質(zhì)服務(wù)工作。

我們?nèi)粘９芾砉ぷ髦校卫砭植康碗妷阂沧隽舜罅抗ぷ鳎缭龃髮?dǎo)線直徑，改變線路參數(shù)，可能涉及重新設(shè)計(jì)、改造周期長(zhǎng)，投資較高；采用自耦變壓器治理10 kV局部低電壓方式，是針對(duì)10 kV配網(wǎng)線路中輸電線路過(guò)長(zhǎng)、末端負(fù)荷較重、導(dǎo)致壓降和線損過(guò)大的現(xiàn)狀，利用自耦變壓器的調(diào)壓原理，改善10 kV遠(yuǎn)距離線路末端電壓質(zhì)量和降損節(jié)能的一種方法，投資少，見(jiàn)效快，是過(guò)度階段的較好方法。本文就治理原理、方式、效果進(jìn)行探討，以期能為解決局部低電壓的問(wèn)題及做好優(yōu)質(zhì)服務(wù)工作提供參考。

2 典型線路基本情況

選取35 kV清風(fēng)變電站10 kV清雷線上坪支線作為治理試點(diǎn)，該支線主供永寧鄉(xiāng)片區(qū)，主要負(fù)荷是頁(yè)巖制磚廠、道路建設(shè)施工、居民性質(zhì)用電。上坪支線供電半徑27.6 km，總長(zhǎng)度27 km，配變46臺(tái)，總計(jì)配變?nèi)萘? 520 kVA，線徑25 mm2、35 mm2、50 mm2等型號(hào)，如圖1所示。電壓經(jīng)常低于標(biāo)準(zhǔn)值10 kV，有時(shí)低到7 000 ～8 000 V，末端電壓質(zhì)量較差嚴(yán)，重影響到饋線后半段各用戶(hù)用電，如圖1所示。

3 解決方案

在10 kV清雷線上坪支線#32桿安裝自耦變壓器。

3.1 自耦變?cè)?/p>

本方案選擇三相自耦式變壓器，變壓器整個(gè)線圈分為三部分：串勵(lì)線圈（并勵(lì)線圈，控制線圈可選擇），其中串勵(lì)線圈可采用多抽頭的繞組，連接有載分接開(kāi)關(guān)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，固定、或手動(dòng)及自動(dòng)改變自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的。自耦變壓器原理圖，如圖2所示。對(duì)于低電壓波動(dòng)較大、負(fù)荷變動(dòng)較大的線路，可在基本自耦變基礎(chǔ)上，增加檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)、就地平衡無(wú)功補(bǔ)償、利用GPRS通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方電壓調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)方運(yùn)行監(jiān)控等功能。自耦變擴(kuò)展功能圖，如圖3所示。

3.2 自耦變壓器及其安裝

3.2.1 自耦變壓調(diào)壓方式

結(jié)合10 kV清雷線上坪支線#32桿以后的末端電非固定電壓低，晝夜電壓波動(dòng)加大、負(fù)荷變化較大，人工手動(dòng)調(diào)節(jié)效率低、難度較大，故自耦變壓采取了自動(dòng)、遠(yuǎn)方調(diào)壓方式，容量為3 000 kVA，并增加了分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)檔位，調(diào)壓范圍可以在30%的范圍內(nèi)對(duì)輸入電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3.2.2 自耦變壓器功能

自動(dòng)有載調(diào)壓的自耦變壓器由三相有載調(diào)壓自耦式變壓器和自動(dòng)調(diào)壓控制器組成，整套裝置容量大、損耗低、體積小、便于安裝維護(hù)；自動(dòng)跟蹤電壓變化，調(diào)整三相有載分接開(kāi)關(guān)檔位，動(dòng)作可靠，調(diào)整電壓精度高；設(shè)備自帶的控制器具有過(guò)載、欠壓保護(hù)，當(dāng)線路處于過(guò)流、欠壓狀態(tài)時(shí)，控制器自動(dòng)閉鎖；具有遙信、遙調(diào)、遙測(cè)等功能。

3.2.3 自耦變壓器安裝

自耦變壓器采用落地安裝，變壓器進(jìn)、出線兩端各裝設(shè)一組氧化鋅避雷器，防止雷電感應(yīng)過(guò)電壓。

3.2.4 自耦變壓器優(yōu)勢(shì)

自耦變壓器優(yōu)化無(wú)功配置，安裝了300 kVA無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

4 自耦變投運(yùn)前后電壓測(cè)試

自耦變通過(guò)自動(dòng)調(diào)壓裝置的調(diào)節(jié)，平均提高電壓0.7 kV左右，基本把安裝地點(diǎn)之后的線路電壓控制在10.4～10.6 kV的范圍內(nèi)。自耦變投運(yùn)后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，見(jiàn)表1。

5 效果及建議

5.1 效 果

①充分發(fā)揮自耦變檔位調(diào)節(jié)作用。利用自耦變?cè)恚鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理選擇容量、調(diào)控方式、安裝方式、安裝位置，使自耦變檔位調(diào)節(jié)作用充分發(fā)揮，確保電壓提升效果及投資性?xún)r(jià)比。

②避免占用土地，減少維護(hù)管理工作量。對(duì)解決偏遠(yuǎn)山區(qū)10 kV饋線特別是對(duì)于分支線多而雜，供電半徑長(zhǎng)且線徑較小，負(fù)荷較輕但低電壓波動(dòng)較大的線路，選擇安裝桿架式自耦變壓器，避免占用土地，減少維護(hù)管理工作量。

5.2 建 議

①盡可能做好無(wú)功就地平衡工作。農(nóng)網(wǎng)線路盡可能做好無(wú)功就地平衡工作。②要考慮重負(fù)荷用戶(hù)突然甩負(fù)荷時(shí)電壓異常及升高的情況。自耦變安裝使用，要考慮重負(fù)荷用戶(hù)突然甩負(fù)荷時(shí)電壓異常及升高的情況。③重在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)改善自耦變的使用在局部網(wǎng)絡(luò)低壓電治理有明顯效果。但隨作社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，治理農(nóng)網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}應(yīng)重在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)改善。④設(shè)計(jì)容量在630 ～ 3 000 kVA之間的自耦調(diào)壓變。建議設(shè)計(jì)容量在630 ～ 3 000 kVA之間的自耦調(diào)壓變，用于解決分支線末段低電壓死角區(qū)域，更好地治理10 kV供電線路長(zhǎng)且分支線多的低電壓現(xiàn)象。同時(shí)，設(shè)備還具有低成本，體積小且安裝方便等功能。⑤利用廢舊變壓器重新計(jì)算繞制，與變壓器廠家協(xié)作完成設(shè)備的制造。自耦變壓器可利用廢舊變壓器重新計(jì)算繞制，但控制系統(tǒng)制作較為復(fù)雜，為確保設(shè)備安全運(yùn)行，建議與變壓器廠家協(xié)作完成設(shè)備的制造。我公司采取的方式是與福建陽(yáng)谷智能技術(shù)有限公司共同研發(fā)的自動(dòng)控制的自耦調(diào)壓變壓器。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，比較分析，在配電網(wǎng)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)優(yōu)化方案，在線路中間選取自耦升壓變壓器，能夠有效提高電壓質(zhì)量，保證電壓的合格率，提高電網(wǎng)線路的輸電能力，延長(zhǎng)配電線路供電半徑，是一種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)實(shí)用而且改造周期短的最佳方案。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：剎車(chē)腳蹬傳感器 功能危險(xiǎn)性分析 軸承卡阻 非指令剎車(chē)

中圖分類(lèi)號(hào)：V22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0078-02

剎車(chē)系統(tǒng)在飛機(jī)起飛和著陸時(shí)至關(guān)重要，尤其是在RTO（Rejected Take-off）時(shí)和飛機(jī)剛剛著陸的情況下，因?yàn)榇藭r(shí)飛機(jī)速度非常大，剎車(chē)系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，危險(xiǎn)性就非常高，因而剎車(chē)系統(tǒng)的安全性能力要求就更高。相應(yīng)的，對(duì)剎車(chē)腳蹬傳感器的安全性要求很高。

剎車(chē)腳蹬傳感器安裝于駕駛艙中，用于將飛行員踩剎車(chē)腳蹬的動(dòng)作，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。電信號(hào)輸入到剎車(chē)控制單元中，產(chǎn)生相應(yīng)的剎車(chē)指令，實(shí)現(xiàn)剎車(chē)動(dòng)作[1]。

目前新型飛機(jī)的剎車(chē)腳蹬傳感器一般采用LVDT（Linear Variable Differential Transformer）型差動(dòng)變壓器位移傳感器或RVDT（Rotational Variable Differential Transformer）型差動(dòng)變壓器位移傳感器[2]。相比RVDT型差動(dòng)變壓器位移傳感器，LVDT型差動(dòng)變壓器位移傳感形式簡(jiǎn)單，精度較高，安裝方便，重量易于平均分擔(dān)。在LVDT型差動(dòng)變壓器位移傳感器中，相比于LVDT與回力彈簧分離的安裝形式，LVDT與回力彈簧集成為一個(gè)LRU（Linear Replaceable Unit）的集成式腳蹬傳感器得到了更為廣泛的應(yīng)用。

本文針對(duì)某型飛機(jī)的壓縮式集成剎車(chē)腳蹬傳感器，重點(diǎn)研究了剎車(chē)腳蹬傳感器故障導(dǎo)致飛機(jī)非指令剎車(chē)的安全性問(wèn)題。

1 某型飛機(jī)剎車(chē)腳蹬傳感器運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹

某型飛機(jī)壓縮式集成剎車(chē)腳蹬傳感器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖1所示，分別表示的是方向舵處于前位、零位和后位位置。其中，各個(gè)可旋轉(zhuǎn)位置處均通過(guò)軸承連接。腳蹬踏板具有兩種操作，第一種是剎車(chē)動(dòng)作，飛行員用腳尖踩下腳蹬踏板1，此時(shí)方向舵桿2不動(dòng)，只是剎車(chē)腳蹬傳感器3被壓縮而產(chǎn)生剎車(chē)指令；第二種是飛行員用腳后跟踩腳蹬踏板1，此時(shí)方向舵桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車(chē)腳蹬傳感器3隨動(dòng)而不壓縮，因而只實(shí)現(xiàn)方向舵運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)導(dǎo)致剎車(chē)動(dòng)作。

2 某型飛機(jī)剎車(chē)腳蹬傳感器安全性問(wèn)題說(shuō)明

由圖1可以看出，在此種機(jī)構(gòu)下，飛行員操作方向舵腳蹬時(shí)，如果A和B軸承正常，操縱方向舵桿旋轉(zhuǎn)，其連接點(diǎn)處角度會(huì)隨著方向舵桿的旋轉(zhuǎn)而自適應(yīng)變化，即向前踩方向舵腳蹬時(shí)，A點(diǎn)角度變大，B點(diǎn)角度變小，從而不會(huì)導(dǎo)致剎車(chē)腳蹬傳感器壓縮，因而也不會(huì)導(dǎo)致剎車(chē)動(dòng)作；如果A或B軸承卡阻，操縱方向舵桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，其連接點(diǎn)處角度不會(huì)隨之變化，并且因?yàn)槌齽x車(chē)腳蹬傳感器外，其余相連桿皆為硬桿，無(wú)法壓縮，從而會(huì)導(dǎo)致向前踩方向舵腳蹬時(shí)，剎車(chē)腳蹬傳感器壓縮，因而會(huì)產(chǎn)生非指令的剎車(chē)動(dòng)作，使飛機(jī)出現(xiàn)非指令剎車(chē)，影響飛機(jī)運(yùn)行安全。

根據(jù)CCAR 25部[3]1309（b）要求，單點(diǎn)故障不能導(dǎo)致災(zāi)難級(jí)事件發(fā)生。而根據(jù)此飛機(jī)的飛機(jī)級(jí)FHA[4]（Function Hazard Analysis，功能危險(xiǎn)性分析）要求：飛機(jī)在V1（決策速度）后非指令減速的故障影響等級(jí)為災(zāi)難級(jí)。分解到剎車(chē)系統(tǒng)的FHA要求為：V1后非指令剎車(chē)的故障影響等級(jí)為災(zāi)難級(jí)。可見(jiàn)，此機(jī)構(gòu)下，軸承A或B卡阻，操縱方向舵腳蹬導(dǎo)致非指令剎車(chē)的故障為單點(diǎn)故障導(dǎo)致災(zāi)難級(jí)事件，是不符合CCAR 25部要求的。

3 某型飛機(jī)剎車(chē)腳蹬傳感器安全性問(wèn)題解決

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析了某型飛機(jī)壓縮式集成剎車(chē)腳蹬傳感器運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安全性問(wèn)題，提出了2種解決方案，分別為更改腳蹬運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和更改剎車(chē)系統(tǒng)安全性要求。

此2種方案各有利弊，基于此飛機(jī)當(dāng)前構(gòu)型分析，方案2更好一些，因?yàn)椴恍枰膶?shí)際運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，節(jié)省了時(shí)間、金錢(qián)等成本。

但是，針對(duì)不同構(gòu)型飛機(jī)，方案1都可以適用；如果V1后兩個(gè)機(jī)輪剎車(chē)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力小于兩個(gè)輪子的剎車(chē)力與氣動(dòng)力等阻力之和，則飛機(jī)就會(huì)處于減速狀態(tài)，為災(zāi)難級(jí)事件，此時(shí)方案2就不可以采用了。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁曉力，王仕兵.飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)中LVDT的可靠性設(shè)計(jì)[J].航空制造技術(shù)，2009（4）.

[2] 薛東青.民機(jī)剎車(chē)腳蹬傳感器安裝方案研究[J].中國(guó)科技投資，2012，21.

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【關(guān)鍵詞】變壓器；維修技術(shù)；解決方案

變電站的變電器如果出現(xiàn)了安全隱患將會(huì)為變電站帶來(lái)不良影響。不僅擁有高品質(zhì)的基本構(gòu)成材料和高水平的制造技術(shù)是其安全的保證，而且對(duì)變電器進(jìn)行定時(shí)的維修與保護(hù)也是保證其安全性的重要因素。為了促使變電器健康、安全的運(yùn)行，保證用電系統(tǒng)避免安全事故的發(fā)生，就需要擁有先進(jìn)的檢測(cè)和維修技術(shù)。因?yàn)樽冸娖鞯墓收蠁?wèn)題比其它的用電器材少，所以平時(shí)只需要對(duì)其多加保護(hù)與檢測(cè)就可以避免相應(yīng)的安全隱患。筆者對(duì)變電器在檢修過(guò)程中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析與研究，并列舉了一些改進(jìn)措施。

1.變電器

變電器的工作原理是電磁效應(yīng)。它通過(guò)此原理將交電裝置進(jìn)行了一些改動(dòng)。主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。變電器主要對(duì)用電設(shè)備的電壓、電流和電阻等進(jìn)行了變換。目前，變電器主要有以下幾種：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。

2.變電器檢修中出現(xiàn)的主要問(wèn)題

2.1變壓器外觀問(wèn)題

變電器在發(fā)生一些列的問(wèn)題的時(shí)候通常會(huì)出現(xiàn)一些外觀性的問(wèn)題，而這些外觀性的問(wèn)題正是其內(nèi)部問(wèn)題的最好展示。只有及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些外觀性問(wèn)題并對(duì)其進(jìn)行分析，然后找出相應(yīng)的解決措施，才能夠更好的保證變電器的正常運(yùn)行。

首先是防爆筒或壓力釋放閥薄膜破損。當(dāng)變壓器出現(xiàn)呼吸問(wèn)題時(shí)，通過(guò)油枕隔膜的氣流就會(huì)由于膨脹而對(duì)變壓器產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力。如果這個(gè)問(wèn)題比較嚴(yán)重則會(huì)引發(fā)薄膜的破裂和損壞，甚至出現(xiàn)大幅度的噴出現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的原因有以下幾種：第一種為呼吸器內(nèi)存在堵塞物。這種堵塞物有可能是一些油或是硅膠。第二種原因則是薄膜的螺栓過(guò)于緊固或是不夠緊。第三種原因是因?yàn)樽儔浩鞒霈F(xiàn)了短路的問(wèn)題。短路會(huì)造成大量氣體的放出，因而對(duì)薄膜造成了損害。

其次是套管閃絡(luò)放電。當(dāng)套管閃絡(luò)放電之時(shí)，會(huì)出現(xiàn)套管老化的問(wèn)題。這種問(wèn)題的出現(xiàn)將會(huì)造成變壓器的短路而對(duì)變壓器造成傷害。主要是季節(jié)性的問(wèn)題加上內(nèi)部臟亂的問(wèn)題，致使變電器出現(xiàn)放電問(wèn)題。再者就是套管內(nèi)存在一些異物和其在安裝和維護(hù)檢修的時(shí)候就已經(jīng)存在一些缺陷。

第三，滲漏油問(wèn)題。滲漏油是變壓器常見(jiàn)的問(wèn)題，雖然不會(huì)致使變壓器停止運(yùn)行，但是也會(huì)造成安全隱患的出現(xiàn)。這種問(wèn)題主要由于膠墊出現(xiàn)了老化等現(xiàn)象而導(dǎo)致的。而密封點(diǎn)、閥門(mén)和焊接等問(wèn)題的出現(xiàn)也是其中之一。

2.2變壓器的味道與顏色問(wèn)題

變壓器發(fā)熱位置通常是出現(xiàn)顏色和味道等問(wèn)題的地方。硅膠受潮的地方也會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題。首先是外部線夾子聯(lián)結(jié)處發(fā)熱而導(dǎo)致套管的顏色出現(xiàn)變化，尤其是在其溫度超過(guò)70℃的時(shí)候，套管的表面會(huì)變黑。第二，呼吸器的硅膠受潮之時(shí)它的顏色會(huì)由淡藍(lán)變?yōu)榉奂t。在沒(méi)有緊密的封好硅膠筒和油位過(guò)低之時(shí)，都會(huì)致使空氣直通入呼吸器內(nèi)，因而導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)了問(wèn)題。

2.3變壓器的聲音問(wèn)題

一般情況下，變壓器的聲音是均勻一致而又比較溫和細(xì)微。如果變壓器出現(xiàn)了問(wèn)題則會(huì)出現(xiàn)聲音忽然變得很大且不均勻的性狀。當(dāng)聲音比較均勻，只是音量過(guò)大，這是因?yàn)樽儔浩鞯呢?fù)擔(dān)太重。如果變壓器的聲音變得不均勻，則很有可能是電機(jī)的發(fā)動(dòng)頻率致使聲音的變化頻率不均勻。這個(gè)時(shí)候需要對(duì)變電器的負(fù)載進(jìn)行測(cè)量，如果沒(méi)有超出規(guī)定內(nèi)的負(fù)載量，則不必對(duì)其進(jìn)行處理。如果是空載的情況下出現(xiàn)了異常的聲音，而外部的溫度又比較高，則是配電裝置的問(wèn)題。

2.冷系統(tǒng)的問(wèn)題

變壓器的冷卻需要風(fēng)冷系統(tǒng)的控制。當(dāng)風(fēng)冷系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致變壓器的散熱出現(xiàn)問(wèn)題，并因而致使變壓器出現(xiàn)安全隱患。風(fēng)冷系統(tǒng)的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)原因。

首先是元器件受潮。當(dāng)風(fēng)冷系統(tǒng)的使用頻率過(guò)高，其內(nèi)部的某些組件出現(xiàn)了損壞的時(shí)候，熱繼電器會(huì)頻繁出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)解決這些故障之時(shí)需要診斷元器件是否出現(xiàn)了問(wèn)題。與此同時(shí)還要注意元器件不要受潮。

第二，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題。風(fēng)機(jī)的外部和內(nèi)部出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致風(fēng)冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障。比如說(shuō)風(fēng)機(jī)的直流電阻、定子線圈和外部的葉輪、軸承等出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)該及時(shí)采取措施以免危害變電器。

第三，檢修的質(zhì)量不夠格。如果檢測(cè)維修的人員在檢修的時(shí)候不認(rèn)真，對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)的檢查與維修出現(xiàn)了遺漏之處，就會(huì)致使其在故障頻繁的夏季出現(xiàn)問(wèn)題。

2.5有載分接開(kāi)關(guān)問(wèn)題

有載分接開(kāi)關(guān)是變壓器的重要組成部分。如果它出現(xiàn)了問(wèn)題則會(huì)對(duì)變壓器造成損害并且影響其用電的安全。一般來(lái)講，分接開(kāi)關(guān)容易出現(xiàn)漏油狀況。其次是電動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障。這個(gè)故障主要是由于行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作順序錯(cuò)誤、交流接觸器故障、跳閘回路誤接通、驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障引起。

3.變電器問(wèn)題的解決措施

3.1變電器外觀問(wèn)題的解決措施

首先，如果遇到防爆筒或壓力釋放閥薄膜破損的時(shí)候，先檢查其內(nèi)部是否出現(xiàn)了堵塞物。然后對(duì)螺栓沒(méi)有拴緊或是過(guò)緊的變壓器進(jìn)行薄膜的更新與調(diào)換。如果是其內(nèi)部的短路問(wèn)題則需要通過(guò)瓦斯內(nèi)的其體來(lái)判斷問(wèn)題的本質(zhì)并采取相應(yīng)的措施。

其次，當(dāng)套管放電的時(shí)候，首先要檢查其內(nèi)部是否有異物的出現(xiàn)。如果有異物則需要現(xiàn)將變壓器停止運(yùn)行并對(duì)其進(jìn)行清掃和處理。同時(shí)還要在套管外部涂抹一些抗污的涂料。與此同時(shí)及時(shí)的對(duì)套管進(jìn)行更換。

第三，出現(xiàn)滲漏油的時(shí)候一方面要保證膠墊的質(zhì)量，另一方面要緊固密封處。如果閥門(mén)沒(méi)有達(dá)到質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)或是沒(méi)有關(guān)嚴(yán)則需要對(duì)其進(jìn)行更換。

3.2變壓器顏色和味道問(wèn)題的解決措施

當(dāng)外部線的夾聯(lián)結(jié)部位由于熱量過(guò)高而致使顏色變化過(guò)熱的時(shí)候，可以對(duì)其進(jìn)行停電實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)變壓器的電阻，找出問(wèn)題并解決問(wèn)題。

對(duì)呼吸器的硅膠要進(jìn)行年年更換。如果它的顏色變化太快，則需要對(duì)玻璃罩和膠墊等也及時(shí)的進(jìn)行更換。

當(dāng)變壓器發(fā)生輕瓦斯動(dòng)作要提高警惕。這時(shí)候需要提取油作為樣本來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析。當(dāng)油泵沒(méi)有進(jìn)行封緊或是封得不夠嚴(yán)則應(yīng)該全面對(duì)油泵進(jìn)行檢查。

3.3變壓器聲音問(wèn)題的解決措施

當(dāng)檢查變壓器發(fā)現(xiàn)其聲音出現(xiàn)異常的時(shí)候需要依靠?jī)x表對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)與試驗(yàn)。如果此時(shí)沒(méi)有相關(guān)儀器則需要通過(guò)判斷外殼的溫度和油位來(lái)看變壓器是否具有問(wèn)題。

3.冷系統(tǒng)問(wèn)題的解決措施

一方面，當(dāng)遇到元器件故障的時(shí)候需要將其進(jìn)行絕緣處理來(lái)判斷它的損壞程度。同時(shí)還要使其在絕潮的情況下進(jìn)行工作。另一方面，在春季之時(shí)要對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的檢修。只有提前做好檢查工作才能避免在問(wèn)題高發(fā)期出現(xiàn)故障。

3.5有載分接開(kāi)關(guān)問(wèn)題的處理措施

當(dāng)有載分接開(kāi)關(guān)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的、有針對(duì)性的檢查并進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果是漏油問(wèn)題則需要對(duì)螺栓、軸承和膠墊等部位進(jìn)行檢查并對(duì)它們進(jìn)行良好的安裝。

4.結(jié)語(yǔ)

電力資源的供應(yīng)已經(jīng)成為了時(shí)展的保證。變壓器作為用電系統(tǒng)中比較重要的設(shè)備，只有保持其良好的運(yùn)行并對(duì)其進(jìn)行定時(shí)的檢修和維護(hù)才能避免一些安全性事故。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，就需要我們不斷的努力去對(duì)變壓器的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探究。在保證變電器各部件的質(zhì)量的情況下提高制造技術(shù)和工作人員的文化素質(zhì)水平。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]蘇國(guó)平.解析變壓器檢修維護(hù)中的常見(jiàn)故障及處理[J].廣東科技，2013（14）：85-87.