变压器改造技术总结（共6篇）
变压器改造技术总结 篇1
技术报告
变压器油罐的改造
焦煤供电处运行科变检班
随着集团公司对供电设备更新改造的完成，现维护的变电站除了变压器基本上实现了无油化。在冬季气温过低而油枕储油量又不足，或者有渗漏油时，变压器会出现一定程度的缺油现象。如果变压器缺油，可能产生以下后果：
（1）油面下降到油位计监视线以下，可能造成瓦斯保护装置误动作，并且也无法对油位和油色进行监视。
（2）油面下降到变压器顶盖之下，将增大油与空气的接触面积，使油极易吸收水分和氧化，从而加速了油的劣化。潮气进入油中，会降低绕组的绝缘强度，使铁芯和其他零部件生锈。
（3）因渗漏而导致严重缺油时，变压器的导电部分对地和相互间的绝缘强度将大大降低，遭受过电压时极易击穿。
所以，要针对油位低的变压器及时补充绝缘油。这就需要提前将变压器油过滤好，以备急用。但是在储存过程中遇到了问题，合格的绝缘油注入油罐后，存放2～3天，再做试验时，油耐压总是有所下降，达不到要求，需要重复滤油。不仅耗费人力物力，同时，缺油的变压器因为不能及时补充到绝缘油，增加了安全隐患。
是什么原因造成绝缘油在储存过程中绝缘强度下降的。通过仔细分析，认为：油罐上部有两个密封端盖，且固定螺栓过多，随着户外气温的变化，特别是日夜温差大，清晨温度低时，个别密封有缺陷或薄弱环节，密封被破坏而吸进水气或水珠，从而导致绝缘油耐压下降的原因。
如何消除油罐内储存过程中油耐压下降现象，并可以长期的储存
绝缘油。经过多次实践，决定将油罐的密封法兰上钻1个Ø16孔，用½″镀锌管，通过2个弯头，终端安装1个1kg的呼吸器。
这样做的目的：一是使油罐内的空气通过呼吸器与外界空气相通，保持油罐内外气压相等。防止罐内产生负压而吸进水气或水珠。二是通过呼吸器内装的干燥剂吸收进入油罐内空气中的水分，使油罐内绝缘油保持良好的电气性能，防止潮湿空气直接进入罐内，使变压器油受潮，降低油的绝缘强度。
这里注意的是呼吸器的正确安装。应先检查附件，以保证配件齐全完整且配套。安装时，先换上密封圈后装上呼吸器；然后拧下呼吸器下部的盛油杯，去掉下口密封垫，在盛油杯中加入1/3容量合格的变压器油后再拧到呼吸器上即可。
再就是呼吸器的运行维护。一是应定期对呼吸器下部盛油杯内的变压器油更换。因为合格的变压器油具有很强的吸湿性，空气进入呼吸器时先以盛油杯中的变压器油中过滤一次，其中水气已基本被油吸收，一般油杯中的油一年以后吸收水份的性能已达到饱和，失去应有的功能了。及时换油会使呼吸器内的干燥剂延长使用时间，提高吸潮效果。
二是应检查呼吸器内干燥剂是否潮解变色。如已受潮变色则失去了吸潮功能，应及时处理：一是更换新干燥剂、二是把受潮的干燥剂取出烘烤去潮后重新装入。
我们在平安里变电站改造了一个3T油罐，经过长时间的观察和试验，达到了预期效果。合格的变压器油注入油罐后，一般能存放三十天，做油耐压试验时，没有明显下降。
变压器改造技术总结 篇2
能源是国民经济可持续发展、提高人民生活水平和促进社会进步的重要物质基础。电能在全国能源总额中占据着重要的地位,电能损耗在能源损耗中的更是不可小觑。
变压器作为电力系统运行的主要设备之一,在电能生产、输送、调度分配过程中起到非常重要的作用,文其运行效益直接影响到整个电力系统的成本和效益[1,2,3,4]。在配电网中,增加配变布点的要求使得配电变压器的数量非常庞大,其容量远远超出发电机的总容量。加之变压器输送电能多、运行时间长,变压器产生的电能损耗相当可观。据统计,从发电到用电所经历的3~5次的电压变换过程中,变压器所产生的总电能损耗可占发电量的10%左右[5]。因此,变压器节能的研究是十分紧急且必要的。
目前,在变压器节能方面,国内外学者已进行了相关研究。在这些研究中,优化变压器的材料、低电阻及导磁性好的材料越来越广泛的应用在变压器制造中,很大幅度的减少了变压器的损耗[6,7,8]。文[9]提出了变压器结构优化法,将铁芯结构由原来的直接缝改为半直半斜和全斜接缝,或适当调整硅钢片和电磁线的比例,可以大幅降低空载损耗和负载损耗。此外,文[10]深入研究对称三角形结构的圆截面三相卷铁芯变电压器,对变压器铁芯结构进行了进一步优化,使材料的优良性能得以最大化发挥。大量的理论研究推翻了传统的变压器负载率越高越好的认知,提出了变压器最佳负载率的概念[11]。
从变压器绝缘寿命评估的角度出发进行变压器全寿命周期管理,从而实现对变压器节能改造提供思路和方法,其中,文[12]综合考虑变压器运行的可靠性和经济性,对变压器进行运行状态和绝缘寿命评估,分析其全寿命周期成本和运行风险,进而制定恰当的运行维护和状态检修策略,以提高电力企业的精益化管理水平。通过对变压器的全寿命周期管理,制定合理的变压器维护和检修策略,评估变压器的运行状态,减少过度维修造成的巨大资源浪费,从寿命全周期管理的角度实施变压器节能改造,而笔者曾就变压器的状态检修和寿命评估做了一些研究[13],提出选取变压器油纸绝缘系统作为评估的对象,取热点温度(HST)为核心点,结合威布尔分布(Weibull)和阿列纽斯(Arrhenius)反应定律,建立了基于HST的变压器老化故障模型,并使用油中溶解气体分析数据,结合灰色理论对模型进行修正,确保评估值能反映变压器的实际可靠性水平,从而基于对变压器寿命评估的动态修正来对变压器的全寿命周期的管理,提前跟踪观察变压器可能出现的油高温、油击穿等故障,从另一个角度,通过提高变压器检修效率,及时追踪变压器实时运行状态,为实施变压器节能改造提供重要的思路和基础。
文[14]提出了考虑实际运行、无功损耗、投资回报时的最佳负载率的求解方法,借助这些值可以挑选出容量最合适的变压器。该文从变压器状态检修的角度出发,基于监测和诊断技术,通过各种检测手段来正确判断变压器的当前状态,对变压器进行寿命管理,形成有效的寿命评估,减小维修成本[14],提高电力变压器的设备利用率,实现变压器的安全经济运行,这对于变压器的节能降耗具有重要的参考作用和指导意义。
除了文[14]提到的方法外,变压器的最佳容量选择问题还可通过综合能效费用法来解决[15,16,17]:通过计算分析各可行技术方案下的变压器的综合能效费用,确定出总费用最少的方案即认为是最优。变压器经济运行理论也在不断成熟:实际负载率的不断变动,使得变压器的经济运行区间研究比变压器最佳负载率的研究更具实际意义[18,19,20,21];多台变压器存在着不同的运行方式的组合,文[22]提出了在不同的负荷容量下变压器间最佳组合方式的确定方法,为了防止切换动作过于频繁,文[23]结合负荷预测方法提出了更具实际意义的时段分析法,提前确定变压器投切次数,兼顾了节能性与安全性。当变压器总用电负载不变,运行方式也不变时,通过变压器负载的经济分配也可以实现经济运行[24,25]。此外,对变压器负载端的无功功率进行补偿,提高变压器的功率因数,也可以大幅减少变压器损耗。传统的无功补偿装置法[26,27,28,29,30]与新型的配电变压器一体化静止无功补偿技术[31]均可以实现对变压器负载端进行无功补偿。
本文分析了变压器功率损耗的来源,将国内外现有的变压器节能方法和技术进行了综述研究,并选取其中的一种方法进行了详细的算例分析,通过将变压器传统运行方法下的耗能与变压经济运行方法下的耗能进行对比,分析得出变压器在传统运行方式下存在这巨大的节能潜力。最后,本文指出了当前变压器节能研究领域存在的薄弱环节,对今后的研究方向做出展望,并指出应尽快大面积推广使用新型节能变压器,尤其是对于专线用户的高耗能企业。
1 变压器损耗分析
变压器的功率损耗分为有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的有功功率损耗和因其消耗无功功率而使电网增加的有功功率之和为变压器的综合功率损耗。综合功率损耗的表达式为[1,2,3]:
1.1 变压器的有功功率损耗[5]
变压器的有功功率损耗分为空载损耗和负载损耗。空载损耗(又称作铁损)包含涡流损耗和磁滞损耗;负载损耗(又称作铜损)包含电阻损耗和附加损耗。
空载损耗是与负载大小无关的固定损耗,通常容量越大的变压器,其空载损耗越大。其中,磁滞损耗是由于交流电流通过变压器时,由于通过硅钢片的磁力线方向和大小在不断变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦放出热能而形成的电能损耗;涡流损耗是感应电势在闭合回路上形成的涡流使铁芯发热而形成的。
负载损耗中,电阻损耗是指变压器线圈电阻所引起的损耗,与负载电流的平方成正比。由于变压器短路时的一次侧短路电压UK很小,在铁芯中产生的有功功率损耗可以忽略不计,故变压器的短路损耗△PK可以认为是铜损;附加损耗主要由变压器漏磁引起,包括绕组涡流损耗、并绕导线损耗的环流损耗以及结构损耗等。
1.2 变压器的无功功率损耗
变压器的变压过程是借助于电磁感应完成的,在变压器传输功率的过程中,变压器自身的无功功率损耗远大于有功功率损耗。变压器的无功功率损耗一部分由建立变压器主磁通的励磁电流引起,这部分无功功率损耗与负载电流无关,为一恒量;另一部分由变压器绕组上的电抗及流经绕组的电流组成,这部分与负载电流有关[5]。
变压器无功功率损耗可以由下式计算:
式中,I0%为变压器空载电流占额定电流的百分值;UK%为变压器短路点压占额定电压的百分值;S30为变压器的计算负荷;SN为变压器的额定容量。
2 变压器节能方法和技术简要综述
变压器节能的重要性使得变压器节能方法成为目前的研究热点。针对变压器损耗的来源不同,变压器节能方法分多种:通过优化变压器的导磁材料改变来变压器的损耗特性,能够从根源上减少变压器的空载损耗和负载损耗。尤其是以非晶体合金为铁芯材料的变压器能够大幅减少变压器空载损耗,具有非常好的节能效果;为了使优质材料的优良性能得以最大化发挥,必须要通过合理的变压器结构设计,对变压器结构进行改造,可以达到减少损耗和节省材料的双重目的;借助变压器的最佳负载率或采用综合能效费用最小的原则可以合理选择变压器容量,从而有效防止变压器容量选择过大或过小,减少运行成本,提高节能性与经济性;在变压器选定之后,可采取变压器经济运行的方案来安排运行,包括使变压器工作在经济运行区间、变压器各种运行方式间的经济切换、变压器负载之间的经济分配等。采用这些方案,能够提高变压器的运行效率、减少变压器的运行损耗,实现变压器节能的目的;采用无功补偿的方法,使变压器的无功功率从负载处得到补偿,可以减少变压器的无功功率损耗和综合功率损耗。无功补偿方法包括采用传统的静止无功补偿器SVC、静止无功发生器SVG、有源滤波器APF等装置来进行,也可采用新型配电变压器一体化静止无功补偿技术来实现高、低电压等级交汇点处的无功功率及电能质量的综合补偿控制。
2.1 优化变压器材料
变压器是通过电磁感应来改变网络电压的,导磁材料质地的优劣,直接影响变压器的损耗特性。因此,优化变压器的材料是一种重要的变压器节能措施。在减少空载损耗方面,硅钢片在不断的被改进与发展。目前用于铁芯导磁材料的硅钢片普遍厚度为0.23~0.30mm,0.18mm厚的硅钢片已经开始被使用,厚度更薄已经成为硅钢片未来的发展趋势[6]。另外,非晶合金材料的应用,也促进了变压器的发展。非晶合金铁芯变压器与硅钢片铁芯变压器相比,空载损耗可降低70%。文[7]将非晶体合金铁芯变压器、节能型S11变压器的损耗进行对比分析,得出非晶体合金为铁芯材料的变压器在降低空载损耗方面的比节能型S11变压器更具有优越性的结论。在减少负载损耗方面,新型低电阻材料成为研究的热点。无氧铜导线和电工铝导线,可使电导率分别提高到电解铜和工业铝导线的109%和104.2%,在节能变压器中得到了广泛应用。此外,利用超导材料超过临界温度之后失去电阻的特点所研发的超导变压器不仅可以降低变压器的损耗,还可以提高变压器的抗短路性能[8]。
2.2 变压器结构改造
降低损耗仅仅采用导磁性能高的材料是不够的,必须改进变压器结构,使得材料的优良性能得以充分发挥。变压器的结构改造是指通过优化变压器结构达到节省材料、减少损耗的目的的方法。将铁芯结构由原来的直接缝改为半直半斜和全斜接缝,可以使得铁芯接缝区的导磁方向得到缓和,降低空载损耗;适当调整硅钢片和电磁线的比例,减少电流密度,可以大幅度降低负载损耗[9];新型的卷铁芯变压器由于几乎没有叠积接缝,连续卷绕又充分利用硅钢片的取向性,且成自然紧固状态,避免了因夹紧而引起的损耗增大。与传统的叠积式铁芯变压器相比,卷铁芯变压器不仅在材料上节省,并且其空载损耗比叠积式铁芯变压器的空载损耗降低了20%~35%,空载电流降低了60%~80%[6]。在此基础上,文[10]进一步对卷铁芯变压器进行优化,提出了对称三角形结构的圆截面三相卷铁芯变电压器。此种新型变压器的三相铁芯磁路完全对称,铁轭大幅缩短,磁阻大大减小。并且铁芯无接缝,芯柱填充系数高,性能显著提高,是目前最理想的高效、节能、环保型变压器。
2.3 合理选择变压器容量
变压器的容量是在选择变压器时的重要参数。如果变压器容量选择过大,会增大变压器的投资,也会增大变压器的空载损耗,增加变压器的运行成本;如果变压器容量选择过小,会增大变压器损耗,甚至导致变压器长期过载,加速绝缘老化从而缩短变压器使用寿命。因此,合理选择变压器容量具有十分重要的节能意义与经济意义。此问题主要有以下两种解决方法:借助变压器负载率来选择变压器容量[11,14,15]或采用综合能效费用最小的原则来选择变压器容量[16,17]。
变压器的负载系数β定义为:
文[11]提出,变压器有一个最佳的负载系数,即认为在时,变压器的效率最高,此时变压器的铜损等于铁损。β0是最小损失率时的负载系数,一般称为有功经济负载系数。按此β0,代入式(3)来选择变压器的容量,可以使变压器的损耗将达到最小。但在实际运行中并不能按照β0来进行选择,特别是现在新型变压器系列的应用,其空载损耗很低,如果按照β0来选择变压器容量,将极易造成“大马拉小车”的局面。这是因为:其一没有考虑到负荷的实际运行时间;其二没有考虑到无功经济当量;其三没有考虑到变压器的资金回收。
针对此,文[14]提出了更合理的最佳负载率的求取方法,即考虑负荷实际运行情况下,最佳负荷率求取公式为:
式中,P0为变压器的空载损耗,单位为k W;PK为变压器的短路损耗,单位为k W;τmax为最大负荷损耗小时数,单位为h;T为全年使用小时数,单位为h。
考虑无功损耗情况下,最佳负荷率求取公式为:
式中,Q0为变压器空载时电源侧的励磁功率(无功空载损耗),单位为kvar;QK为变压器额定负载时所消耗的漏磁功率(无功负载损耗),单位为kvar;k为无功经济当量。
考虑变压器的投资回收的情况下,最佳负荷率的求取公式为:
式中,k1为由价格折算为功率的系数(当电价取0.5元时,k1取2);kp为折算的现值系数,kp=[1-1/(1+i)n]/i,i为年利率;Se变压器额定容量,单位为k VA。
同理,按照上述方法求得更合适的最佳负荷率之后,就可以代入式(3)来选择变压器的容量。但是由于变压器的负荷一直在变化,很难控制变压器一直工作在最佳负荷率处,在实际运行中并不能采用这种方法来选择。针对此,文[15]提出了一种按照变压器的经济区间来选择其经济容量的方法:已知变压器的经济运行区间为[βL2,βL1],根据最大负荷选择变压器容量,条件是:
并用最小负荷来校验,条件是:
由此可保证变压器运行时不会超出其经济运行的区间,这种变压器选择的方法更具有实际意义。所述变压器经济运行区间的求解方法在下文中将会提到。
不借助变压器的负载系数的综合能效费用法是一种通过计算分析各可行技术方案下的变压器的综合能效费用,选择总费用最少的方案为最经济方案的分析方法[16,17]:首先确定变压器的类型,选择多种规格的变压器作为待选方案,再根据已知参数按照下式计算变压器的综合能效费用(TOC)值:
及变压器综合等效初始费用PZEFC:
式中:CI为配电变压器的初始费用;POEFC空载损耗的等效初始费用;PKEFC为负载损耗的等效初始费用。
最终,根据变压器容量选择的经济性和节能性的要求,选择TOCEFC值与PZEFC值最小的两个方案,再进一步分析比较确定出变压器在的最佳经济容量。
2.4 变压器选择经济运行方式
变压器按照优良的材料和结构制作、按照合理的容量选定之后,在实际运行中采用经济运行的方案,可以进一步减少损耗,实现变压器节能。变压器的经济运行问题涉及三个方面的研究:变压器经济运行区间、变压器运行方式间的经济切换、变压器负载之间的经济分配。在进行变压器的经济运行的研究时,可分别按照有功功率最小、无功损耗最小、综合功率损耗最小三种情况建立模型。如以节约有功电量为主,应按照有功功率损耗最小原则安排经济运行;如以提高功率因数为主,则应按照无功功率损耗最小原则安排经济运行;如两者兼顾或者以降低系统网损为主,则应按照综合功率损耗最小原则安排经济运行[18]。
2.4.1 变压器的经济运行区间
变压器的损耗是随着负荷率的改变而变化的,当空载或低负荷运行时,变压器的损耗是以铁耗为主;随着变压器的负荷增加负载损耗逐渐增大,当变压器的负荷率大于某一数值时,负载损耗又会占据主导地位。由第2.3节可知,变压器存在着最佳负荷率,在这一负荷率下运行时,变压器的综合电能损耗最小,运行效率最高。由于变压器的负荷率不能长期维持在最佳负荷率下,实际运行时常常控制变压器工作在经济运行区间内。因此,确定变压器的经济运行区间对于保证变压器的经济运行以及合理选择变压器容量都具有重要的意义。
文[18]~[20]都对变压器经济运行区间的确定方法进行了深入的研究,认为:变压器的经济运行区间的上限值应定为负载率β=1,经济运行区的下限值所对应的损耗率应与额定负载损耗率相等。运用这种方法所确定的变压器经济运行区间,能够保证变压器在实际运行时,损耗率低于额定负载损耗率,效率高于变压器在额定负载下的运行效率。
除上述方法之外,文[21]以变压器的年电能损耗△W%不超过考虑无功损耗的最佳负载系数βz′所对应的年最小电能损耗△Wmin%的1%为约束条件来确定变压器的经济运行区间。由此得到的经济运行区间上下限所对应的负载率为:
通过这种方法,结合变压器的各级容量,可以求得以电能损耗最小为目的的适用于变压器容量选择的变压器经济运行区间:如若认为两级变压器容量极差为1.26,通过将两个容量级的变压器的年电能损耗进行比较,可以求得△W1%=△W2%时的临界负荷系数βr=0.905β0,再结合式(11)即可得到适合于变压器容量选择的经济运行区间所对应的负载率为:
按照此区间选择的变压器的年损耗将比任何一台容量变压器的年电能损耗都小,保证了节能性。
2.4.2 变压器运行方式间的经济切换
单台变压器在独立运行时,通常采取使变压器在其经济运行区间内运行的方法实现节能。但是在配电网中,还存在变压器一用一备运行、两台或多台同容量变压器并列运行、两台或多台不同容量变压器并列运行等多种运行方式。在实际运行中,常常根据负载的变化,在不同的运行方式之间进行切换,以实现综合损耗最小的目标,这就是变压器运行方式间的经济切换问题。
经济切换问题解决的关键是求得两种不同运行方式之间切换的转折点。文[22]认为此转折点的求解方法是:求出要切换的两种变压器运行方式的综合损耗△P与负载S的关系,两种关系曲线的交点所对应的负载就是两种运行方式之间进行切换的临界负载。如果此临界负载点满足不超过其满载运行点时,就可以在此点处进行运行方式的切换;如果超过,则在其运行方式达到临界负载点时,就应进行运行方式的切换。
值得注意的是,对于不同容量的变压器并列运行的情况,在求解变压器运行方式的综合损耗△P与负载S的关系时应将负载分配系数C考虑在内。
文[23]指出,若完全根据负荷变化,在经过最佳经济运行转折点时频繁的切换变压器的运行状态,这对变电站的安全稳定运行、变压器及开关的使用寿命等都具有负面影响。所以在实际操作中,考虑采用时段控制法,即根据短期负荷预报值,设置变压器的动作次数限制。结合所求得的变压器运行方式切换的理论转折点,求得兼顾经济性与实际意义的变压器经济运行方案,提前分配变压器投切次数。
2.4.3 变压器负载之间的经济分配
当变压器的总的用电负载不变,且变压器的运行方式也不变时,随着变压器间负载分配的变化,变压器总的有功损失和无功消耗也会随着改变。所以,通过对变压器间的负载进行经济分配,可以使变压器的总的有功功率损失和无功功率消耗降到最低值,以实现变压器节能的目的[20]。变压器负载之间的经济分配问题主要是借助数学方法来解决。
文[20],[24]和[25]均构建了有功损耗△P与各自负载的视在功率S的数学关系模型,运用数学方法求解出有功损耗最小时各变压器负载经济分配系数表达式:
两台或多台容量相同的变压器间的负载经济分配系数为:
式中:Cj表示第j台变压器的负载经济分配系数;Pjk表示第j台变压器的短路损失;Pik表示第i台变压器的短路损失。
两台或多台容量不同的变压器间的负载经济分配系数为:
式中:Sj N表示第j台变压器的额定容量;Si N表示第i台变压器的额定容量。
按照此表达式求得的各变压器负载视在功率即为容量分配时最经济的方案。
由式(13)、(14)可得出负载经济分配的规律:两台或多台容量相同的变压器间的负载经济分配系数,与变压器自身的短路损失成反比;两台或多台容量不同的变压器间的负载经济分配系数,与变压器自身的短路损失成反比,与变压器的容量的平方成正比。
上述经济分配方法可以达到变压器运行时有功功率损耗最小的目的,从而大幅节约有功电量。若在实际运行中以提高功率因数为主,则应按照无功功率损耗最小的原则分配负载;若两者兼顾或者以降低系统网损为主,则应按照综合功率损耗最小的原则分配负载。针对此,文[25]构建了模型,分析了无功功率损耗最小原则与综合功率损耗最小原则下的负载经济分配问题,满足了不同的运行要求,使得变压器负载之间的经济分配模型更完善。
2.5 采用无功补偿装置
由1.2.2节可知,变压器的无功功率损耗是变压器的主要损耗之一。如果可以使变压器的无功功率从负载处得到补偿,则可以有效减少变压器的无功功率损耗。文[26]通过实验,将不同负载功率、不同功率因数下的变压器损耗进行对比,证实了通过提高变压器负载侧的功率因数来降低变压器的无功功率损耗是行之有效的。因此,采用无功补偿装置在变压器的负载侧进行无功补偿,也是实现变压器节能的重要方法之一。
国内外关于无功补偿装置做出了大量研究,传统的无功补偿装置主要有[27]:静止无功补偿器SVC、静止无功补偿器SVG、有源滤波器APF等。静止无功补偿器SVC通过控制晶闸管的触发角,改变输入电网中的等效电纳,来达到调节无功输出的目的[28],但是因为环流元件没有断流能力,使其对电网产生较多的谐波电流,而且对电网电压波动的调节能力也不够理想。针对此,基于电力电子逆变技术的无功补偿装置如静止无功补偿器SVG、有源滤波器APF就有着优良的性能。静止无功发生器SVG通过调节桥式逆变电路的交流侧输出电压相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,来产生或吸收满足要求的无功功率,从而实现从感性到容性无功功率全范围的动态无功功率补偿[29];有源滤波器APF则以系统中的谐波电流为主要补偿目标,其中并联型APF可以产生与负载谐波大小相等、方向相反的谐波电流,从而将电流补偿为正弦波[30],因此能够对电网中实时变化的谐波电流和无功功率同时进行动态的补偿。
除了上述传统的用于用户侧就地补偿的配电网无功补偿装置之外,针对变压器负载侧的无功补偿问题,文[31]提出了一种新型配电变压器一体化静止无功补偿技术(DT-STATCOM)。DT-STATCOM将传统的配电变压器和电力电子静止无功补偿装置相集成,综合利用配电变压器多侧的信息,实现在高、低电压等级交汇点的无功功率及电能质量的综合补偿控制。这种技术有效降低了电力电子器件的耐压要求,简化了补偿单元逆变桥的结构,可以充分的利用变压器的富余容量,提高效率,是采用无功补偿装置来实现变压器节能的新方法。
2.6 变压器全寿命周期管理
全寿命周期(Life Cycle)是指“产品从自然界获取资源、能源,经开采冶炼、加工制造等生产过程,又经储存、销售、使用消费直至报废处置各阶段的全过程,即产品从摇篮到坟墓,进行物质转化的整个生命周期[32]”。全寿命周期分析(LCA)则是一种用于评价产品在其整个生命周期中,即从原材料的获取、产品的生产、使用直至产品使用后的处置过程,对环境产生影响的技术的方法[33]。
文[12]搭建一个基于实时状态的,兼顾经济性和可靠性的变压器状态检修模型,着重关注变压器的绝缘故障诊断、绝缘寿命评估、变压器状态评估、变压器风险评估、变压器全寿命周期成本评估等关键问题,实现综合考虑技术性和经济性的大型电力变压器状态检修策略。利用全寿命周期管理的理念促使电力企业综合考虑检测费用和系统故障后确定最佳的检修方案,并采用合理的维修方式,减少设备检测和维修总费用,延长设备使用周期,保证设备的可靠性,可以恰当好处地统筹兼顾变压器安全运行的可靠性与经济性影响因素。文[12]基于全寿命周期管理的思想,从变压器的实时状态出发,综合考虑其运行及检修的可靠性和经济性,并根据变压器的状态制定状态检修策略,以全面提升精益管理和科学决策的水平,缩小与国外先进水平的差距。企业实施变压器节能改造需要关注变压器的实时运行状态,通过制定合理的状态检修策略,最大化提高变压器安全运行的经济性和可靠性,从而实现变压器的节能和改造,避免对变压器过度维修,造成巨大的资源浪费和能源浪费。笔者曾提出一种基于动态修正技术的电力变压器可靠性评估模型[13],该模型选取变压器油纸绝缘系统作为评估对象,取热点温度(Hot Spot Temperature,HST)为问题出发点,结合威布尔分布(Weibull)和阿列纽斯(Arrhenius)反应定律,建立基于HST的变压器老化故障模型,用于描述变压器的老化过程,通过计算绕组HST求解变压器油纸绝缘系统的故障率,然后,利用变压器油中溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis,DGA)数据,结合灰色理论,对基于HST的老化故障模型进行动态修正,确保其评估值很好地跟踪并反映变压器的实际可靠性水平,通过江门供电局的数据作为实例分析,验证所建立模型的有效性。笔者提出的这种模型可辅助电力企业对变压器的运行状态进行实时跟踪,并制定合理的状态检修策略,减少变压器因为过度维修发生故障的风险,通过及时有效的运行维护,使变压器的检修效率提高,检修成本减少,可为进一步开展节能改造奠定实施基础,因此,可以从变压器全周期寿命管理的角度出发来考虑变压器节能改造,将产生一定的节能效益。
3 变压器节能算例分析
3.1 运行方式经济切换法进行变压器节能
本节选取某一有两台变压器的变电所的实际参数进行算例分析。以第2节中所提到的对变压器的运行方式进行经济切换,并对变压器的负荷进行经济分配的经济运行方式为例,求得变压器在此经济运行方式下的能耗,并与其在传统运行方式下的电能损耗进行对比分析,得出变压器在经济运行方式下的节能潜力。
3.1.1 基本的参数计算
此变电所的基本参数如表1所示。
此变电所的负荷用年持续负荷曲线表示,如图1所示。
3.1.2 变压器传统运行方式耗能分析
3.1.3 变压器经济运行方式耗能分析
3.2 无功功率补偿进行变压器节能
3.2.1 无功功率消耗简析
在工业和生活用电负载中,阻感负载占有很大的比例,如异步电动机、变压器等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例,当然,电力系统中的电抗器和架空线等也会消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的。对于一些电力电子装置等非线性装置,也会消耗无功功率,特别是各种相控装置,同时,这些装置也会产生大量的谐波电流,而谐波源都要消耗无功功率的。
无功功率对公用电网的影响主要包括:a)增加设备容量。无功功率增加会导致电流增大和视在功率增加,同时,电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大;b)设备及线路损耗增加。无功功率增加导致总电流增大,因而使设备及线路的损耗增加;c)使线路及变压器的电压降增大。如果是冲击性无功功率负载,还会使电压产生剧烈波动,导致供电质量严重降低。
有功功率的波动一般对电网电压的影响较小,电网电压的波动主要由无功功率的波动引起的。电动机在启动期间,功率因数很低,这种冲击性无功功率会使电网电压剧烈波动,甚至使接在同一电网上的用户无法正常工作,例如,电弧炉等大型设备会产生频繁的无功功率冲击,严重影响电网供电质量[35]。
3.2.2 无功补偿方案简介[36,37,38,39,40,41,42,43,44,45]
在电力系统中,电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。为确保电力系统的正常运行,供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。频率的控制与有功功率的控制密切相关,而电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制。控制无功功率的方法很多,可采用:a)同步发电机;b)同步调相机;c)并联电容器;d)静止无功补偿装置。其中,由于并联电容器简单、经济、方便灵活,已逐步取代同步调相机,而静止无功补偿装置作为一种新型的无功补偿装置,近年来不断发展,应用日益广泛。根据电容器安装的位置不同,并联电容器补偿无功功率补充通常有三种方式:
1)集中补偿:电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6~10k V母线上,用来提高整个变电所的功率因数,使该变电所供电范围内无功功率基本平衡,可减少高压线路的无功损耗,而且能够提高变电所的供电电压质量;
2)分组补偿:将电容器组分别装设在功率因数较低的车间变配电所高压或低压母线上,也称为分散补偿,这种方式具有与集中补偿相同的优点,仅无功补偿容量和范围相对小些,但是分组补偿的效果比较明显,采用得也较普遍;
3)就地补偿:将电容器或电容器组装设在异步电动机或电感性用电设备附近,就地进行无功补偿,也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高用电设备供电回路的功率因数,又能改善用电设备的电压质量,对中、小型设备十分适用。近年来,随着我国逐步具备生产低压自愈式并联电容器的能力,且型号规格日渐齐全,为就地补偿方式的推广创造了有利条件,并已有许多成功应用的实例。
若能将三种补偿方式统筹考虑、合理布局,将可取得很好的技术效益和经济效益。
3.2.3 无功补偿节能效益算例分析
以贵州省某水泥厂企业节能改造为例,对其供配电系统及所属用电设备进行节能分析,对其中6个监测点进行了测量,各监测点现场信息如表2所示。虽然该企业功率因数整体长期保持在0.92~0.95左右,每月可得到供电公司奖励,但就当天现场实际测量情况来看,有些变压器当天平均功率因数仍低于0.9(如3#3等),甚至有些低于0.8(如2#2等),因此对变压器提高功率因数还是有一定必要的,下面根据测量数据,计算将所有变压器功率因数值均提高到0.95以上所带来的节能效益[34]。
无功补偿量计算公式为[34,39,46]:
式中P2为变压器有功功率,cosφ1为原功率因数的测量值,cosφ2取为补偿后的值,取0.95。
根据该式,再根据实际测量值可计算出每30s的节电电量,最后综合计算即可得当天实际通过补偿功率因数提到0.95的节能电量,可用以下公式进行计算:
以上公式中所有值均取实测数据,这样的计算是非常精确的,当然其前提是假设在测量间隔30s内,变压器负荷是没有任何波动的,这一点在工程计算中是完全可以认可的。因此根据式(15),可得30s中变压器节能电量为:
而一天中P2与cosφ1的值都是不断变化的,因此,需要将一天24小时分为每30秒一段,总共为2880段,要计算一天的节能电量,只需直接将这2880段的节能电量直接相加即可得到:
式中P2n为第n段时间时的有功功率测量值,cosφ1n为第n段时间的功率因数测量值。而这些值都是被测量仪器记录并保存下来的,可直接利用公式进行计算。
以下为当天测量记录的各测量点有功功率变化曲线与将数据导入MATLAB中绘出的功率因数变化曲线,如图3(a)~(j)所示。
直接将上述计算公式编写为MATLAB计算程序,然后将各变压器数据及测量数据代入程序中即可计算得到功率补偿对测量当天带来的节能效益,假设该测量当天即为全年平均值,则将该值乘以365即可得到无功补偿后的年节电量。可采用和Fluke435配套开发的专用软件进行计算,结果如下表3所示。
由表3可计算所测五个变压器测量点通过无功补偿的总的年节电效益约为:
年节电量=31266.4k Wh;折合标煤=31266.4/10000×3.6=11.80tce;折合CO2排放量=30.92吨;节能效益=31266.4/10000×0.46=1.51万元。
观察计算结果可知,虽然节能效益并不是十分的高,但对各变压器进行无功功率补偿从节能角度而言是很有必要的,当然,具体到各厂,则需针对自身情况进行无功补偿。建议企业根据自身情况,优先对功率因数不够高的点和无功补偿节电效益较高的点进行无功补偿,以降低电能的损耗,提高能源的利用率。由于贵州该水泥厂企业配变的功率因数相对不高,无功补偿的节电率相当高,平均达到了20%左右。尽管目前由于负载率较低,绝对损耗不大,但是,当负载率较高时,绝对损耗将大幅增长,总的节能效果就非常突出了。
4 变压器节能方法展望
除了第2节中所列举的方法之外,根据影响变压器经济运行的因素,变压器节能问题还可以向下列方向展开深入研究:
(1)稳定变压器运行电压。变压器的有功损耗与电压的平方成正比,一般情况下,变压器过电压5%运行时,铁损将增加15%;过电压10%运行,铁损增加50%以上并且空载损耗也会大幅增加,即增加了电网的无功损耗。所以,应采取自动调压器等装置避免改善电能质量,变压器过电压运行。
(2)维持变压器三相负荷平衡。变压器的负荷损耗随变压器的运行负荷的变化而变化,与负荷的电流成正比。当三相负荷平衡时,变压器损耗最小;而当三相负荷不平衡时,变压器的负荷损耗等于三只单相变压器的负荷损耗之和,甚至最大不平衡状态时的损耗为平衡时的三倍。此外,低压侧的三相负荷不平衡也会造成高压侧的线路损耗。因此,采取方法或装置维持变压器三相负荷平衡也是降低变压器损耗的重要措施。
(3)降低变压器运行的温度。变压器绕组的电阻随着温度的升高而增大,温度每L降低1℃,负载损耗可降低0.32%。因此,优化变压器的温控及降温措施,对于降低变压器损耗具有重要意义。
(4)尽可能大力推广使用新型节能变压器,并开展节能改造方面的深入研究。
5 总结
在电力系统输配电网络损耗中,变压器损耗占据很大的比例,这使得变压器节能成为当前亟待解决的问题。本文基于这样的背景,对变压器的功率损耗来源进行分析,对当前国内外变压器节能的方法和技术进行了简要的综述,具体包括:优化变压器材料、变压器结构改造、变压器容量的合理选择、变压器全寿命周期管理、变压器的经济运行和采用无功补偿装置等。
箱式变压器常见问题及改造方案 篇3
箱式变电站是一种适用于居民住宅小区、商业区、绿化区的户外紧凑型配电设备。它是一种把高低压配电装置和配电变压器按一定的接线方式组装成一体的预装式变电站，称为户外成套变电站或组合式变电站。因其具有环境适应性强、体积小、结构紧凑、便于运输、组合灵活、安装方便、施工周期短、占地面积小、运行费用低、无污染、免维护、易实现安全自动化等优点，受到广泛重视。被广泛应用于城区、农村中小型变（配）电所、厂矿及流动性作业用的变电所的建设与改造。因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，减少无功损耗等特点，特别适用于农村，城镇电网改造，被誉为现代变电所建设的可行性模式。
1.2箱式变电站特点
箱式变压器分欧式（European style）和美式（American style），美式体积小，负荷能力较低，供电可靠性不高，欧式体积较大，负荷能力与供电可靠性都比美式强，在我国一般用的都是欧式箱变。箱式变压器并不只是变压器，它相当于一个小型变电站，属于配电站，直接向用户提供电源。包括高压室，变压器室，低压室；高压室就是电源侧，一般是35千伏或者10千伏进线，包括高压母排、断路器或者熔断器、电压互感器、避雷器等，变压室里都是变压器是箱变的主要设备，低压室里面有低压母排、低压断路器、计量装置、避雷器等，从低压母排上引出线路对用户供电。我厂的箱变以技术先进安全可靠、自动化程度高、工厂预制化、组合方式灵活、投资省见效快、占地面积小和外形美观等特点，近些年来行成供不应求之势。10kV箱式变电站运行中存在的问题 2.1 散热和增容问题
由于箱式变电站本身具备体积小的特点，受其影响，变压器室所占的体积也较小。但是由于箱式的结构紧凑，狭小的空间给箱体的散热造成了很大的不便。这主要表现在两方面。首先，夏季全国普遍高温，箱体过高的温度本身就对限压器的运作造成影响。再加上箱体本身工作时散热的热量，变压器工作环境的温度较高，很大程度影响变压器的运行。其次，针对变压器散热不易的问题，一般采用在箱体开孔或者安装风扇的措施降低变压器本身的热度。但是，这种措施会造成空气中粉尘的进入，对变压器造成二次污染，运维环境相对恶劣，易发生温高损坏设备事故。要对其变压器的更换增加了额外的开支，并且由于变压器体积小的特性，变压器的更换工作实施起来较为不易。
2.2 箱式变电站一次设备容易遭到雷击，造成二次设备损坏
一些箱式变电站安装的地点较为偏僻，周围没有高大建筑物对其进行遮挡。所以在雷雨天气时，极易遭受闪电的袭击，这种现象一般发生在农村。这主要是受到农村缺少高大建筑群和场地较为开阔原因的影响。这不仅会导致火灾的发生，也给当地的居民造成了一定的财产损失。
2.3 箱体外壳防雨、抗腐蚀能力不强
一些小型的箱体外壳厂家为了节约成本，使用质量不合格的产品。外壳质量不达标的箱体无法经受住其在运行过程中遭受的风吹日晒雨淋霜冻等较为恶劣的自然环境，箱体发生损坏，导致雨水和大量灰尘进入，对内部构件造成损坏，从而缩短了箱变的使用寿命，也增加了安全事故的发生概率。2.4 箱体设备产生凝露现象
箱式变电站的工作环境在室外，箱体内部不可避免和外界产生温差。在外部温度变化幅度较大的时候，箱体内部的温度由于在运行时会产生一定的热量，与外部温差达到一定界限，就会产生凝露现象，导致箱式变压器运行过程发生故障。2.5 箱式变电站电容器存在间隔隐患
箱式变电站发生火灾事故较为常见，也是其在运行当中应当关注的方面之一。这主要是因为我国的箱变大部分采用密集型电容器，再加上液体的绝缘油在电容器的运行，一旦发生绝缘油泄漏现象极有可能发生火灾或者爆炸给周围的居民和设备带来严重威胁。2.6 电缆搭接处故障
由于电缆头本身质量以及施工工艺不过关，以及大截面电缆在安装后逐渐释放应力，均是电缆搭接处故障的主要原因。2.7 气室故障
气室故障的主要情况为密封SF6气室由于各种原因发生SF6气体泄漏，造成气室内SF6气体密度不够，导致开关在正常运行时或操作中气室内部动静触头间发生放电短路故障。
2.8 熔断器一负荷开关故障 环网柜中熔断器、负荷开关组合柜的动作原理为：当环网柜出线下级发生短路故障时，熔断器熔断后撞击器弹出，撞击通过连杆、连板等传动件来使负荷开关动作。主要故障为：环网柜内熔断器熔断但环网柜未正确动作。分析主要原因为：由于连杆、连板等传动件之间配合不精密，自由行程过大，存在传递不到位的情况，因此在熔断器保护动作后，撞击器不能使负荷开关正常分闸。这种故障严重时将造成熔断器内电弧燃弧时间过长，在熔断器内积聚大量能量，最终导致熔断器的爆炸。2.9 变压器故障
变压器故障主要表现在：异常响声，温度异常，变压器漏油等。2.10 断路器不能合闸 针对10kV箱式变电站运行问题的解决措施 3.1 对箱式变电站整体结构进行改进
针对变压器室所占体积较小，散热和增容上存在一定问题的现象，可以对其进行整体改造。主要方法是设立专门的成套设备室，将高压变电设备和低压设备组装在该室内，并且将变压器带电部分与外界隔离。这种方法主要是将变压器改造成全封闭模式。从而让变压器本身的散热问题与高低压设备隔开。变压器室单独配备散热风扇。3.2 尽量避免设备遭受雷击
在空旷的农村地区，箱式变压器遭受雷击的概率较大，周围又没有高大建筑对其进行遮挡。所以需要安装避雷针。以避免其遭受雷击。避雷针安装过程中，还要注意其覆盖的面积要足够大，这样才能取得良好的效果。另外，还要检查箱变设备基础的接地装置，如果接地扁钢截面不够，应更换符合技术规范的横截面的接地扁钢，并牢固焊接，表面做防腐处理。3.3 增强箱体的防潮、抗腐蚀能力
由于箱式变电站的户外工作环境较为恶劣，箱体外壳必须要具备较强的防潮、抗腐蚀能力才能在一定程度上延长箱式变电站的使用寿命，并且尽量避免事故的发生。首先要采用正规厂家生产的箱体材料，并且在使用前对其进行质量检测。最好采用非金属材质，避免雨水对其进行腐蚀。若是采用金属材质，也需进行相应的防腐措施，如定期喷涂防腐漆等。关注箱体的外形设计，也能在一定程度上降低腐蚀的危害，如将箱顶设计成“人”字结构，避免雨水的堆积。3.4 安装凝露控制器
由于箱体内部和外部温度的差距较大，容易产生凝露现象。这一问题可以通过安装凝露控制器进行解决。凝露控制器其实是一种湿度检测装置，当其检测到箱体内的湿度较大，即产生凝露现象，便会自动开始运转，增加箱体内的温度，直到凝露现象消失。3.5 合理安排箱站内的电容器间隔
合理配置箱站内的电容器间隔，主要方法是将其分开进行放置。这样不仅方便了工作人员对其进行检查，还能避免发生事故时事故向更严峻的形式发展。从而避免发生绝缘油泄漏是引起的火灾和爆炸。给运维人员的生命安全造成威胁。3.6电缆搭接处故障的处理
目前配网中主要采用三芯电缆，在电缆搭接时需要核对相位，然后分别固定。而在固定之前往往需要加以外力对单相电缆加以扭转，因此在安装之后因扭转所产生的内部应力会逐渐释放，产生力矩作用在电缆搭接的套管处。安装时一方面要克服接线端子平面从倾斜到平行的扭转力：另一方面是一定要使用力矩扳手，特别是对于共箱式环网柜的T型或肘型电缆接头，按照产品安装旌工工艺规定的力矩值对螺栓进行紧固，避免工作人员使用普通扳手，凭感觉和经验对螺栓进行紧固。3.7 气室故障的处理
气室发生泄漏的主要位置电缆桩头处，原因为电缆桩头由于受力较大，当电缆安装中存在外加应力或电缆没有牢固固定后，电缆桩头处长时间承受外力的影响，造成气室与电缆桩头处发生裂纹，进而导致SF6气体泄漏。因此气室故障还是电缆安装施工不良的另一种表现形式，解决整改措施主要还是规范电缆施工，减少电缆对于电缆桩头处的额外应力。另外为了防止气室内SF6气体渗漏后不能正常灭弧，因此必须在环网开关面板上加装SF6气压仪和低气压闭锁功能，避免运行人员在操作时由于开关不能正常灭弧导致事故。3.8 熔断器一负荷开关故障处理
断路器、负荷开关的配置需加强选型管理。熔断器、负荷开关内的熔断器在选择上首先要按照环网柜生产厂家的使用说明书进行选型，关键的参数是负荷开关的转移电流；其次应合理选择撞击器：应选择撞击行程大于联动机构动作行程的熔断器；对于传动件为塑料等非刚性材料时，不能采用火药式撞击器的熔断器，应使用弹簧式撞击器的熔断器；最后要按照使用环境对熔断器的选择进行校验。3.9 变压器故障处理
变压器异响：异响较大而嘈杂时，可能是变压器铁芯的问题。例如，夹件或压紧铁芯的螺钉松动时，仪表的指示一般正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这时应停止变压器的运行，进行检查。异响中夹有水的沸腾声，发出“咕噜咕噜”的气泡逸出声，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热使油气化。分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短路，都会发出这种声音。此时，应立即停止变压器运行，进行检修。异响中夹有爆炸声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘有击穿现象。这时，应将变压器停止运行，进行检修。异响中夹有放电的“吱吱”声时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时，应清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。此时，要停下变压器，检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。异响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触，或者是因为静电放电引起的异常响声，而各种测量表计指示和温度均无反应，这类响声虽然异常，但对运行无大危害，不必立即停止运行，可在计划检修时予以排除。
变压器温度异常：在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，也是变压器温度异常升高，与超极限温度升高同样是变压器故障象征。引起温度异常升高的原因有：变压器匝间、层间、股间短路；变压器铁芯局部短路；因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；长期过负荷运行，事故过负荷；散热条件恶化等。运行时发现变压器温度异常，应先查明原因后，再采取相应的措施予以排除，把温度降下来，如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。
变压器漏油：绝缘油在运行时可能与空气接触，并逐渐吸收空气中的水份，从而降低绝缘性能。发现油内含有碳粒和水分，油色变暗，绝缘强度降低，易引起绕组与外壳击穿，应及时更换变压器油。变压器焊缝开裂或密封件失效；运行中受到振动，外力冲撞，油箱锈蚀严重而破损等都会漏油。变压器在运行中渗漏油不严重，油位在规定的范围内，仍可继续运行或安排计划检修。变压器油渗漏严重或连续从破损处不断外溢，以致于油位计已见不到油位，应立即停止运行，补漏和加油。3.10断路器不能合闸处理
框架断路器不能合闸主要产生原因为：1.控制回路故障2.智能脱扣器动作后，面板上的红色按钮没有复位3.储能机构未储能。解决方法为：检查控制回路，排除故障；查明脱扣原因，排除故障后按下复位按钮；手动或电动储能。
变压器改造技术总结 篇4
一、企业基本情况：
①企业建立的时间、地点、归口行业，企业规模、生产装备水平②上年或本年度主要经济指标
二、项目改造的依据和主要内容
①项目备案或核准机关及文号，备案或核准项目的实施期
②项目建设主要内容及总投资（其中设备、土建等投资情况），项目建设目标，经备案或核单位确认的项目调整情况 ③项目建设的意义和必要性，产品及技术的先进性及在行业内或国际国内的地位
三、项目实施情况 ①实施过程简要回顾
②项目开工及竣工投产日期，实际完成投资情况（包括设备、土建等投资数）③项目实施内容与原备案或核准内容有较大变更或调整的情况说明 ④环保、消防、安全及节能降耗及节约用地情况 ⑤投资节约或超支情况及原因分析
四、项目建成投产后的效果 ①技术进步情况，产品升级换代及新产品开发情况，改造前后产品新增生产能力或企业生产纲领的变化情况，产品质量、技术水平变化情况，新工艺、新设备、新材料推广应用情况
②项目改造前后的经济效益情况（用数据说明），预计项目投产后年新增产值及利税
③项目建成投产后的社会效益（包括对环保、就业的贡献情况）
五、项目实施的经验或教训
变压器培训学习总结 篇5
一、认真听课，积极参加讨论，严格遵守课堂纪律。
制度是实现目标的有效保证。虽然这次培训仅有短短十几天的时间，但是从分公司到厂内的领导都非常重视，合理安排培训计划，科学安排授课时间。在培训开始之前，车间和部里的领导都多次交代，到沈阳后要认真学习，做好笔记，回来后准备给大家讲课。首先从思想引起了高度重视。可以说这次学习是带着问题去的，怀揣着收获回来的。
在学习期间，我严格遵守课堂纪律，每天都提前到班里等待老师的到来。在讲课期间，能够做到认真听讲，并做好各种笔记。下课后将自己在实际检修工作中遇到的难题，与老师进行面对面的请教、讨论，寻求好的解决方法。晚上利用自习时间，和来之兄弟单位的师傅进行相互交流，增强了思想认识，做到了共同提高。
二、正确对待，认真反思，通过培训寻找差距和不足。
有比较才有优劣，通过这次培训和与兄弟单位之间的相互交流，让我得以跳出了以前的圈子来重新审视自己，清醒地去反思，找出自己在设备维护方面上的不足和差距。
1、专业理论知识还须加强。理论指导于实践，没有丰富的理论知识作指导，就不能提高自己的维修技能。
2、实践动手能力还待提高。通过与兄弟单位之间的切磋，才知自己的差距。在工作中要不断的总结和改进检修方法，提高检修工艺。
3、分析问题还不够深。遇到设备缺陷和对危险点分析上虽然有一定的见解，但缺乏深度。不能全面、仔细的考虑到各种因素。
三、严格要求、勤奋进取、通过理论和实践锤炼自己，缩小差距。
发电机变压器保护改造问题探讨 篇6
秦山二期在国内600MW以上机组首次使用许继生产的国产数字化WFB-100发变组继电保护装置,通过将近10年的运行实践,在经历多次区外故障后,该保护未有误动和拒动记录,保证了核电厂的安全稳定运行。但随着时间的推移,装置不可避免发生电子元器件的老化,特别是内部电解电容老化导致稳压电源性能不稳定,造成其模拟量采样偏差较大。根据DL/T478—2001《继电保护和安全自动装置通用技术要求》中的11.2条要求“一般情况下,继电保护产品使用期限不超过10年”,《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(试行)[国家电网生技[2005]400号文]中继电保护专业重点实施要求(以下简称《重点要求》)7.1.3条“微机保护装置的开关模件宜在运行4～5年予以更换”等要求,在2011年机组大修时,将发电机变压器组保护更换成WFB-800A。本文就此讨论发电机、变压器保护改造实施过程和相关保护应用存在的问题,并提出相应解决方案。
1 对保护室接地网的理解
《重点要求》6.1.2条明确规定在主控室、保护室柜屏下层的电缆室内,按柜屏布置的方向敷设100mm2的专用铜排(缆),并将该专用铜排(缆)首末端连接,形成保护室内的等电位接地网;保护室内的等电位接地网必须用4根以上、截面不小于50mm2的铜排(缆)与厂、站的主接地网在电缆竖井处可靠连接。但在实际改造实施过程中发现原保护室内的4根接地电缆分别在4个角落连接至4个不同的竖井,即原安装单位没有理解“等电位”,4根接地电缆仅需可靠连接。
2 电压互感器开口三角绕组引入线的取用
《重点要求》6.2.2条规定电压互感器开口三角绕组的2根引入线均应使用各自独立的电缆。这次改造中就出现了电缆感应电压导致定子接地保护误动的情况。如图1所示,GSY057/1和GSY057/22根电缆芯线为发电机保护B柜内保护机箱提供发电机定子接地保护所需的基波零序电压。主变送电后,因GSY400TU和发电机中性点送至机组故障录波器的2组电压共用同一根电缆,而在GSY057/1号芯线上产生了感应电压,且此感应电压超过了基波零序电压保护低定值(5V),故引起了发电机保护B柜内定子接地保护动作并发出报警信号。临时采取在发电机并网操作前改变设备状态,将图1中的QF65空开合上,从而让GSY057/1号芯线的感应电接地,消除了报警。最终措施是在GSY002CR端子箱内敷设1根长电缆送至机组录波器柜内,此电缆专供机组录波器采集发电机中性点电压用。
3 发电机短路试验的必要性
DL/T995—2006《继电保护和电网安全自动装置校验规程》8.25要求,对于发电机的差动保护,应在发电机投入前进行的短路试验过程中,测量差动回路的差电流,以判别电流回路极性的正确性。也就是说,发电机的差动保护应通过发电机的短路试验来验证其回路是否有开路、极性是否正确。对于新建投运的机组,短路试验是必需的;但对未涉发电机TA更换且不涉及TA二次端子箱及电缆的保护改造,则可根据实际情况来考虑是否进行短路试验。以本次改造为例,秦山二期的发电机仅通过发电机出口断路器直接与主变连接,未增设隔离刀,同时发电机短路试验一般在并网前进行,此时主变已送电,短路排已拆装,从安全方面考虑,由于只有出口断路器一个断点,因此试验时必须停运主变。考虑到发电机TA端子箱未涉及改动,通过2组不同人员互校性的通流试验就可杜绝TA开路的可能性,而极性的不确定性也可通过发电机带负荷试验来验证,即TA开路及差流可通过发电机低功率带负荷试验进行验证。
4 误上电保护改进与分析
原WFB-100误上电保护逻辑由过流元件与低频元件组成,即在发电机停机状态,只要过流元件动作,保护就可以出口。其逻辑简单,对机组外部条件要求较少,但在发电机建压(大于45Hz)后,该保护就会失去作用,而此时发电机出口断路器气压和电源均正常,机组条件满足断路器误合闸条件,若发生非同期合闸将导致机组没有保护。因此,对保护提出了如下新的设计要求:
(1)在机组停机到成功并网前,如果断路器误合闸,那么误上电保护应该可靠跳闸。
(2)在机组停机到成功并网前,如果断路器不合闸,那么误上电保护应该可靠不动作。
(3)发电机正常并网过程中,误上电保护应该可靠不动作。
(4)发电机成功并网后,误上电保护应该可靠退出运行。
改造后采用的WFB-800A保护逻辑如图2所示。在原有过流单元的基础上增加了阻抗单元,以避免在机组励磁开关合闸后到机组成功并网之间的这段时间里保护机组误上电;同时增加了灭磁开关LK和发电机出口断路器DK的辅助接点判据,用以判断保护各单元的自动投退。在发电机并网前,励磁开关尚未合闸时,一旦断路器误合闸,WFB-800A误上电保护的过流元件及低阻抗元件就将作为双重化保护而动作;当励磁开关合闸后,过流元件退出,若此时断路器误合闸,则导致同步发电机非同期合闸,从而对机组造成冲击,此时低阻抗元件就会动作。
需要注意的是,误上电保护多用于机组检修,而机组在检修期间的状态是复杂多变的,如果在检修期间灭磁开关拉至“检修”或“隔离”位置,常闭接点就会打开,那么就会导致误上电保护失效。于是将灭磁开关的“闭”接点改成“开”接点,然后在软件中取“非”,这样即使灭磁开关拉出至检修状态也不会影响误上电保护的正常运行。
5 结束语
改造后的秦山二厂的发电机变压器组保护运行良好,解决了改造前设备老化、模拟量偏差问题,使改造后的机组保护具有运行安全可靠、调试维护方便的优点。通过这次技术改造,说明了只有从实际出发,因地制宜解决存在的问题,设计合理的保护逻辑才能保证继电保护的可靠运行。
摘要：根据运行经验和继电保护实施细则,对秦山二期的发变组组保护进了改造,对保护室的接地网、开口三角绕组电缆的取用,发电机短路试验验证差动的必要性及误上电保护改进提出建议。
关键词：发电机,变压器,保护,接地,短路试验,误上电
参考文献
[1]GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程[S]
[2]查卫华,王建成,李德佳.WFB-100微机保护在秦山第二核电厂的应用[J].继电器,2003,31(6):73-77