区域电网变压器（共4篇）
区域电网变压器 篇1
在农村电网中进行变压器改造, 选择合适的变压器型号、台区、容量, 并进行合理的安装将对农村电网节能经济运行、保障用电安全起到至关重要的作用。
一、农村电网的运行现状
在我国农村的很多地方, 尽管对城乡电网进行了一定的改造, 但依然存在普遍使用三相变压器的情况。三相变压器运行时要求三相负载保持平衡, 但现实中, 由于农村家用电器在各相的负荷分配往往不一致, 导致三相负载很难实现平衡, 甚至出现过大相差。三相负载的不平衡导致变压器次级线圈出现电流的正序、负序及零序分量, 且中性线中的叠加电流等同于3倍的单相零序电流。
就负序电流而言, 因各相之间的相位差为120, 电流同时流通于初级线圈与次级线圈, 两者位于铁芯中的磁通能彼此作用并达到平衡。换言之, 当次级线圈产生负序电流时, 其在铁芯中引发的负序磁通将对之前初级电流引发的主磁通造成影响, 而初级线圈也可以出现负序电流, 此电流引发的的负序磁通能够与次级电流引发的负序磁通相互抵消。但零序电流的情况有所不同, 变压器中零序电流的方向、大小均一致, 可在中性线上相互叠加, 最终形成的电流将是各相零序电流的3倍。因初级无中性线, 也就没有相应的零序磁通与次级引发的零序磁通相抵消, 由此一来, 次级零序电流引发的磁通将和变压器外壳产生磁回路, 进而在初级、次级线圈中感应生成零序电势。
以往选用变压器时, 通常只按照用户数量来大致确认变压器的容量, 而不进行科学的分析计算, 导致“大马拉小车”的情况普遍出现, 这一方面造成了额外的投资费用, 另一方面也增大了空载损耗。此外, 也有部分变压器的容量过小, 经常处于超负荷运行的状态, 不仅造成一定的过载损耗, 也使变压器面临烧毁的风险。基于上述因素, 在选择变压器容量时, 要充分考虑当前实际用电负荷, 并兼顾未来5~10年内的农村电力发展规划。综合各方面因素, 通常以变压器容量的45%~70%来选定。
二、单相变压器在农村电网中的作用
在选择变压器容量时, 一般选取标称容量略超出计算负荷的变压器, 以保证变压器的正常稳定运行, 但这一做法实际上造成了很大的经济浪费。配电变压器主要存在两种损耗, 一是铁损耗, 该损耗稳定存在, 其大小与变压器负荷无关。二是铜损耗, 该损耗值随变压器负荷的改变而改变。
当变压器容量偏小时, 尽管铁损耗、维修费和设备投资均比较小, 但设备运行时产生的铜损耗比较大;若所选变压器的容量偏大, 则铁损耗、维修费和设备投资均有所增大, 但相应的铜损耗则有所减少。对此, 在选择变压器时, 需要根据计算负荷, 得出相应的经济容量区间, 才能最大化地提高变压器运行效益。
采用单相变压器则能够克服农村供电中存在的很多问题, 一方面, 它改善了供电电压质量, 提高了农村电网供电可靠性, 减少了低压线路损耗。另一方面, 采用单相变压器能够解决小业主盲目占用公共变压器的问题, 使其自觉自愿地安装专用变压器, 进而增加供电企业的经济效益。此外, 单相变压器的安装与维护更为简单, 且其工作噪音有所减少, 符合有关环保要求。
三、农村电网应用单相变压器的意义
1技术方面
在农村电网中应用单相变压器具有以下技术优点:首先, 利用单相变压器就近降压供电, 有助于根治当前广泛存在的因距离变压器远近不同而引起的电压波动问题, 改善供电电压质量, 保障农村用电设备的正常稳定运转。其次, 单相变压器通常用于小范围的供电, 即便变压器出现故障, 也不会造成大范围的供电障碍, 且其修复比较简单。特别是全身保护型变压器, 其本身的保护措施比较到位, 一旦发生故障, 能够在短时间内予以排除, 使得供电的可靠性得到保障。再次, 单相变压器的安装调换十分方便, 在同一高压线路上, 既可以单独地安装一台来进行单相供电, 也可以同时安装三台来提供三相电力。
2经济方面
首先, 较之同等容量的三相变压器, 单相变压器所需要的铜、铁材料较少, 减少了硅钢片及铜导线的用量, 而这两样材料的价格都比较昂贵, 因此经济效益十分显著。特别是使用卷铁芯设计时, 能够大幅降低变压器空载损耗, 使变压器的制造、使用成本同步减少。其次, 在输送同等电力时, 若以允许压降为计算标准, 采用单相供电可节约输电导线;若以经济电流密度为计算标准, 则能够减少导线的重量;若以强度为计算标准, 也能够减少导线的用量。再次, 单相变压器的容量小、构造简单、需求量大, 可利用现代工艺进行量产, 有助于推动变压器产品的质量改进与效益提升。总之, 在农村电网中应用单相变压器可大大减少整个输电线路的投资费用, 经济效益十分显著。
3安全方面
三相变压器无论采用哪种接线方式, 当一相熔丝因故熔断时, 均会出现其余两相电压异常的情况, 再者由于三相变压器的低压系统是采用380V/220V三相四线制进行供电, 如果发生零线短线, 则会产生使线电压骤升的情况, 这些现象都会影响对负荷的正常供电, 有可能造成照明系统及电器设备的损坏, 甚至引发电气火灾。如果改为单相变压器供电, 就会在很大程度上避免这种情况, 使供电安全性、可靠性得到保障。此外, 单向变压器可以避免窃电现象的发生, 提高电力设施的安全性
结语
单相变压器与三相变压器相比具有更强的经济、技术优势, 今后应加强单相变压器在农村电网中的应用推广, 为实现农村电网改造升级提供重要保障。
摘要：近年来, 我国进一步加大对农电和农网的改革力度, 不断加快农村电网的改造步伐。但是, 伴随着改革的不断深入, 出现了诸如供电公司用电安全责任加大、多供多损等现象。如何保障农村用电安全、实现多供少损成为目前亟待解决的重要课题。本文对变压器改造在农村电网中的作用进行阐述, 希望对我国农村电网改造工作有所启示。
关键词：变压器改造,农村电网,单相变压器
参考文献
[1]冀毅.农村电网改造配电变压器的合理选用[J].中国科技博览, 2015 (08) .
[2]范澜.农村电网运行中单相变压器的应用与节能作用[J].大科技, 2012 (21) .
[3]周伟玉.试论新农村电气化建设中的农网供电模式[J].机电信息, 2013 (27) .
云南电网在运变压器振动测量分析 篇2
运行中监测变压器的运行状态, 在其缺陷还在可控范围内及时消除, 能保证电网的安全稳定。变压器振动特性监测研究, 就是试图通过对变压器振动特性的测量, 分析研究变压器的绕组的变形情况, 评估变压器的健康状态, 制订有针对性的运维措施, 保障电网的安全运行。
其次, 利用振动信号分析法的变压器绕组及铁心监测理论较完善, 但实际运行中变压器的振动情况和理想状况下存在区别, 需要在大量实际测量的基础上再对相应的故障报警值进行进一步的调整, 为积累在运行电力变压器的振动特征数据库, 完成了云南电网部分在运变压器的振动检测及数据分析。
1 检测情况及测试方法
1.2 测试方法
变压器油箱表面振动信号为电气机械振动信号, 测量可供选择的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。变压器振动测量系统中的振动传感器选用的是压电式加速度传感器。其电压灵敏度为300 m V/g, 分辨率为0.001m/s2, 无阻尼固有频率为25 k Hz, 安装谐振频率为16 k Hz, 对地绝缘电阻>108Ω, 满足变压器绕组及铁心振动测试的要求。
为了全面反映变压器内部振动情况, 选择变压器绕组首、末端对应的外壳处作为振动测点, 同时测量各相绕组首、末端对应外壳的振动。
由于绕组振动信号基本上都是集中在100Hz, 从变压器油箱表面测得的振动信号中的高次谐波分量是由铁心振动引起的, 可以通过这些高次谐波分量的变化来诊断铁心状况。据绕组与铁心振动信号的频谱特征可以看出, 要进行绕组与铁心状况的诊断, 必须要对振动信号进行傅立叶变换, 求取其100 Hz及更高次谐波的幅值, 以此为基础来判断绕组与铁心状况。
2 检测数据汇总分析
云南地区各变电站变压器通频振动测试情况汇总可以看出, 振动幅值的幅值点都出现在变压器绕组顶部的测点, 对于500 k V电压等级的变压器来说, 振动幅值出现在高压套管侧的概率是100%, 对于220 k V电压等级的变压器来说, 有38.46%的概率振动幅值点出现在高压侧, 出现此种现象的原因可能是由于500 k V电压等级的变压器与220 k V结构不同。
为了对同类变压器及不同类型变压器、不同负荷工况下便于作横向数据分析比较, 根据电磁理论作用在电力变压器线圈上的电动力与流过绕组电流的平方成正比, 因此绕组振动幅值情况理论上应与绕组的工作电流的平方存在正比关系, 对数据进行归一化处理, 500 k V变压器的振动归一化结果整体低于220 k V电压等级的变压器, 温泉变2#变压器因为使用年限已经长达40多年因此振动幅值较大, 推测其内部绕组压紧状况不佳, 部件绝缘老化情况已相当严重。
3 电力变压器振动特征频率分析
3.1 单相变压器
某220 k V变电站有1#主变和2#两台变压器, 均为220 k V电压等级的单相变压器, 各由三台单相变压器组成, 振动测试结果从图1可以看出, 1#主变和2#主变各自的三台变压器的振动幅值差别不大, 虽然六台单相变压器结构相同, 但在长年累月的使用后, 老化状况及整体装配状态不尽相同, 总的来说, 在相同工况下其振动幅值大致相同。
1#主变A相振动数据, 由变压器磁致振动产生机理, 变压器主要振动频率是以100 Hz为基频的。主变1#A相的振动频谱图如图2所示, 从图上可以看出, 400 Hz及500 Hz处频谱分量较高, 为该变压器的固有振动频率。
在振动频谱图上的高压侧及低压侧分别指靠近高压套管及低压套管的油箱侧面, 在传感器布置时尽量选择了对称的高度。由图中可以得出高压侧和低压侧对称的点相比, 高压侧的振动幅值要稍大, 是由于高、低压侧绕组铁心的压紧状况以及整体结构所导致的, 因此对不同的电力变压器建立运行特征频谱历史档案是极为重要的。
为了说明传感器安装点对于振动测试结果的影响, 安装传感器的过程中在变压器两侧选择了对称的位置, 图2所示是主变1#A相两侧顶部传感器测试结果的比较。
从图中可直观地发现, 虽然在各频率处的频谱分量不尽相同, 但是两端的主要振动峰值集中在400 Hz及500 Hz频率处, 所测振动幅值不同的原因可能是变压器绕组并不在壳体的完全中心位置, 因此由振动从变压器油传递到壳体过程中产生的衰减不同, 即振动从高、低压侧通过变压器油传递到壳体的途径并不是完全对称的。
3.2 三相式变压器
以下是某220 k V变电站220 k V电压等级的三相式变压器振动检测情况及特征分析。
由于A、B、C三相铁心的振动信号都以变压器油为介质传递到变压器油箱, 引起变压器油箱表面的振动。对于三相三柱结构的电力变压器来说, 当在油箱表面各相正对铁心的位置分别测量其振动信号时, 以高压套管一侧的油箱为例, A、C两相油箱表面的振动, 除了由A、C相铁心振动引起外, 还会受到B相铁心振动的影响 (A、C相距离较远相互间影响不大) ;而B相油箱表面振动, 除了由B相铁心振动引起外, 也会受到A、C两相铁心振动信号的影响, 以下对各相油箱表面在受其它相影响时的振动情况作简单的分析。
设施加于A、B、C三相的空载电压分别为:
铁心振动基频信号同空载电压的平方是呈线性关系的。三相铁心在状况相同的情况下, 只是其空载电压的相位不同而已, 因此各相振动信号的基频幅值与空载电压平方之间的线性系数应该是相等的。设各相的线性系数KA=KB=KC=K。A、B、C三相铁心振动信号分别为ZA, ZB, ZC, 可得:
假定在A、B、C三相油箱表面的同一水平线上测量其振动信号, 各相铁心距各自测点的水平距离为d, 各相铁心距邻相测点的距离为ds, 振动波在变压器油中的传播速度为v, 因此A、B、C三相铁心振动引起各自油箱表面的振动信号基频分量分别为:
A、C两相铁心的振动以变压器油为介质, 会传递到B相油箱表面;B相铁心振动也会分别传递到A、C两相的油箱表面。设A、C两相振动信号传递到B相油箱表面时衰减率分别为kAB、kCB, B相振动信号传递到A相和C相时衰减率分别为kBA、kBC, 且假定kAB=kCB=kBA=kBC=kS, 显然kS<1, 则
A相铁心振动传递到B相油箱表面时振动信号基频为:
B相铁心振动传递到A、C相油箱表面振动信号基频为:
C相铁心振动传递到B相油箱表面时振动信号基频为:
对于变压器铁心振动的基频分量来说, 假定整个振动系统为一线性系统, 则此时A、B、C三相油箱表面测得的振动信号为:
由式 (3) 可以推得A、B、C三相油箱表面测得的振动信号基频分量的幅值分别为:
由式 (4) 可知, A、B、C三相铁心振动引起各自油箱表面的振动信号基频分量的幅值都为。由于振动波在变压器油中传播速度很快, 因此, 则有:
因为ks<1, 由式 (5) 可得:
由式 (6) 可知, B相受到A、C两相的影响, A、C相受到B相的影响, 三相油箱表面的振动信号基频分量与三相铁心振动信号的基频分量相比都有所减小, 且A、C两相油箱表面测得的振动信号基频分量基本是相等的, 而B相受到A、C两相影响后, 其油箱表面振动信号的基频分量幅值减小的要比其它两相更多, 从而在B相油箱表面测得的振动信号基频分量幅值要比其它两相的小。在受到其它相影响的情况下, 各相油箱表面的振动信号基频分量依然是与空载电压的平方成线性关系。
在实际情况中, 变压器的B相绕组受到A、C两相的影响, A、C相受到B相的影响, 三相油箱表面的振动信号基2频分量与三相铁心振动信号的基频分量相比都有所减小, 且A、C相油箱表面测得的振动信号基频分量基本是相等的, 而B相受到A、C两相影响后, 其油箱表面振动信号的基频分量幅值减小的要比其它两相更多, 从而在B相油箱表面测得的振动信号基频分量幅值要比其它两相的小, 而图3所示的1#主变高压套管侧及低压套管侧振动数据的三相比较情况也说明了这一点, 但是对于三相一体变压器, 这是一种理想状态, 在实际工程实践中并不能完全符合这一理想状态, 至少这在表1表云南地区各变电站变压器通频振动测试情况汇总”中数据资料还无法得到有力的支撑。
对图3的数据进行进一步分析, A、C相的振动数据也不是完全对称, 这与变压器三相绕组的具体位置以及与传感器布置位置有关。
另外, 当三相变压器一相绕组发生故障的时候, 故障相引起的振动信号的变化会影响其它相绕组的振动量值, 因此, 对于故障相来说其油箱表面的振动信号变化量要比其它两相大。因此在对变压器进行振动监测时, 应结合三相振动数据及相应历史数据进行综合分析。
风扇及变压器冷却系统也是导致变压器振动的原因之一, 而相关文献曾表明, 由于风扇、油泵振动引起的冷却系统振动的频谱集中在100 Hz以下, 这与本体的振动特性明显不同, 可以比较容易地从变压器振动信号中分辨出来。本站的测试中为了明确风扇对变压器振动测试结果的影响对2#主变启用的风扇的振动进行了测试, 振动频谱如图4所示。可以看到, 该风扇的振动主要集中在200 Hz为主, 且频谱单一分量大, 远超变压器壳体的振动, 可以看出, 风扇的振动频率虽然与变压器的有重叠, 却并没有对本站的变压器振动数据产生实质影响, 各相绕组的振动数据中鲜有200 Hz频谱分量很大的测点, 与现有相关变压器振动理论不符, 这在今后的测试中进一步对比开启不同组风扇情况下的变压器振动数据, 以排除或者考虑引入风扇振动对变压器壳体振动的影响分析。
3.3 220 k V主变振动特征分析
某220 k V变电站有220 k V电压等级的变压器两台, 测试了2#主变振动情况。本次测试过程中, 该变电站2#变压器基本处于空载状态, 但检测数据显示其振动依然很强烈, 远超于其它同电压等级和其它500 k V变电站带负荷情况下的振动水平, 且振动频率集中在100 Hz这个变压器振动的基频上。变压器振动理论告诉我们, 绕组发生松动、压紧力不足时, 其振动信号的基频也是变大的。
而绕组振动加速度信号中的高次谐波成分是由于绝缘垫块、夹板等材料的力学特性非线性引起的, 随着变压器使用寿命的增加, 垫块、夹板等材料开始产生老化, 从而导致绕组松动等现象, 都有可能导致变压器振动加强, 所以对于使用年限长的变压器, 越要频繁监测, 加强与历史数据的比较以决定是否需要停电检修。
该220 k V变电站2#变压器的测试数据中可得高压侧的振动幅值同样大于低压侧, 2#主变高低压侧三相的振动加速度幅值对比如图5所示, 其次实测表明两个边相 (A相和C相) 的幅频特性相似, 与A、C两相相比中间相 (B相) 的基频分量及各次谐波分量的幅度稍低。
由于该220 k V变电站的2#变压器为三相一体式, 因此同时用12路传感器进行振动数据采集, 高压B相测点的振动频谱图如图6所示。
从图上可以看出, 在高压套管侧的测试中, A、B、C三相绕组都存在100 Hz较大的基频振动分量, 铁心振动频率则集中在200 Hz和400 Hz, 在本次测试中, 同一绕组顶端振动幅值大于底端的结论仍然成立。此外, 可以看到高压套管侧的B、C相的振动数据比A相幅值差距略大, 可能的原因一是B、C相绕组铁心老化松动情况较A相更为严重, 低压侧振动数据与高压测情况相似, 从监测数据分析该220 k V变电站2#主变存在相绕组铁心老化松动情况且B、C相较严重。
4 结束语
1) 绕组顶部产生的振动幅度明显比绕组底部产生的要大, 主要是因为在变压器运行过程中, 由于漏磁场而对绕组线饼产生的电磁力对绕组产生一个由两端向中间的挤压力, 而处于绕组底端的线饼因为同时受到线饼自身重力的作用及基座的约束振动幅值相对较小, 因此通过变压器油传递到变压器壳体上的振动幅值较上端部小, 测试结果很好的印证了这一点。
2) 对于三相组合式变压器, 通过观察对于同一台变压器的A、B、C三相的振动情况可以发现, 振动情况基本一致, 得出结论三相组合式变压器各相的振动情况相似。
3) 在各相铁心压紧状况基本相同的情况下, 在同一空载电压下, B相油箱表面的振动信号基频分量幅值要比A、C两相的低, 理论分析及试验结果都证实了这一点。但是在在实际工程实践中并不能完全符合这一理想状态, 至少现有的实测数据资料还无法有力支撑这一理论分析, 需要更多的检测数据资料。
4) 在变压器的在线监测中, 可以在变压器空载运行的条件下取得铁心的振动信号, 判断铁心的状况。如铁心状况良好, 再测取变压器负载运行时的器身振动信号, 与历史数据相比分析在当时负载电流下其频谱100 Hz处的幅值的变化情况, 从而判断绕组的状况。对于实际运行的电力变压器, 绕组允许松动到何种程度, 即:绕组振动加速度值增大多少时, 电力变压器必须退出运行实施吊罩检修, 还必须在振动信号分析法的实践过程中积累大量的数据。
参考文献
区域电网变压器 篇3
南京现有35kV及以上电压等级变电站256座, 其中500kV变电站4座、220kV变电站40座。自2002年起, 南京电网陆续在500kV变电站、 主要220kV变电站及部分110kV及以下电压等级变压器引入油色谱在线监测系统。
目前, 南京电网仍以定期检修和预期检修为主, 以在线监测为辅, 500kV龙王山变、三汊湾变等站内主变都已实现了油色谱在线监测, 主要采用宁波理工MGA2000、河南中分ZF800-11、 上海思源TROM-600 等系统。 本文以MGA2000系统为例, 介绍油色谱在线监测系统的结构、工作流程及其实际故障诊断的应用情况。
1 变压器油色谱在线监测系统简介
变压器油色谱在线监测系统由油气分离模块、色谱监测模块、数据采集及自动控制模块以及上位机数据存储和故障诊断模块组成, 如图1所示。
MGA2000系统得到上位机指令后进行自检并启动温度控制系统, 待温度稳定后启动油路循环;变压器油经过脱气装置实现油气分离, 分离出的气体组分由色谱柱分离并依次进入气体监测器后转化为电信号;分析后的浓度数据由通信电路传输到后台, 上位机根据数据库中的历史数据得到变化趋势示意图, 并由专家系统进行故障诊断, 同时主机进入休眠模式等待下一次指令。
2 变压器油色谱在线监测特点
油色谱在线监测技术与常规油色谱检测技术都是以油中溶解的气体为检测对象, 其原理相同, 即采用高分子透气膜作为油气分离系统实现自动脱气, 从而简化装置结构。油中脱出的气体自动进入色谱柱分离, 分离出的气体经传感器检测转换为电信号, 并对其进行采集处理, 以判断变压器的状态。相对于传统油色谱分析技术, 在线监测技术是现场定时在线智能化的检测与诊断, 具有如下优点:
(1) 对油中溶解气体的检测是连续的, 能够实时掌握设备运行状态并及时发现潜在故障。
(2) 能够根据专家系统对故障进行诊断, 提高了自动化运行水平。
(3) 能够有效降低取油样、 脱气过程引起的操作误差, 提高了检测可靠性。
(4) 能够提高变电运行的管理水平, 节约成本, 是实现状态维修的基础。
油色谱在线监测系统各环节均可实现自动化, 如自动进样、定时检测、自动报警等。这样, 检测过程效率得到提升, 避免了人为操作带来的失误, 提高了检测的连续性和可靠性, 并节省了运行成本。
由以上分析不难看出, 分析油中溶解气体含量的变化趋势相对于某一时刻的研究更有实际应用价值。
3 变压器油色谱在线监测盲区
虽然油色谱在线监测系统可进行连续不间断监测, 节省人力, 但有些油色谱故障存在监测盲区, 无法直接反映故障情况。例如变压器本体油中溶解气体组分并不能反映套管的绝缘受潮恶化, 也就不能通过该系统实现监测。以南京供电公司2014年发生的某变电站#2主变故障为例, 油色谱在线监测系统检测结果正常, 但预防性试验中却发现了故障。该变电站建于2000年11月, 为江苏地区第一座220kV智能化变电站。该站有2台三圈主变, 容量皆为180MVA;2回220kV进线电源中下线、中晓线分别来自下关变和晓庄变, 6回110kV出线分别为110kV玄武变、萨家湾变、新街口变提供电源, 同时提供若干回10kV出线为该地区提供电能, 图2为其一次接线图。
2台主变配置了宁波理工的MGA2000系统, 并在散热器汇油管处安装专用取样阀门, 与在线监测装置油路相连接。由于散热器处变压器油循环流动, 所含成分均匀, 所采油样具备典型性, 因此能提高在线监测数据的真实性。自2008年该主变在线监测装置投用以来, 一直运行正常。2014 年6 月28 日, #2 主变 (型号为OSFS10-180000/220) 油色谱在线监测系统检测结果正常, 但是按照规定进行的预防性试验却发现了故障。
根据DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》的要求, 220kV系统的介质损耗角正切值tanδ (能反映绝缘内功率损耗大小) 不应大于0.8, 而且同一变压器各绕组的tanδ应相同。将试验温度换算到20℃下的标准值, 再将试验得到的介质损耗角正切值除以1.5后, 得到变压器高压侧和中压侧的中性点套管介质损耗角正切值分别为0.805和0.729。显然, 这两组值不正常, 其它数据正常。根据故障情况可以判断, 电气设备绝缘中有气隙发生局部放电导致tanδ增大。将变高中性点套管和变中中性点套管拆卸并外接标准电容器和变压器进行试验, 结果显示变压器中压侧中性点套管介质损耗角正切值接近0.8, 高压侧中性点套管介质损耗角正切值在0.8 以上, 根据《电力设备预防性试验规程》可以确定变高、变中中性点套管介质损耗不合格。
更换高压侧和中压侧的中性点套管后, 在运行档下测得的R15、R60、R600 绝缘电阻分别为3 640、5 120、9 880MΩ和2 200、3 290、14 600MΩ。试验是在37℃下进行的, 而绝缘电阻一般随温度升高而下降。将试验测得的绝缘电阻值换算到20℃ 下的数值, 显然都大于DL/T393—2010《输变电设备状态检修试验规程 》规定的1 000MΩ的要求;测得的吸收比分别为1.40和1.48, 极化指数分别为1.92和4.44, 也分别大于该规程所规定的1.3和1.5的要求;测得的介质损耗角正切值在0.199~0.304, 明显符合该规程所规定的不大于0.8 的要求。 因此, 更换套管后试验结果均合格。
4 套管绝缘在线监测系统
变压器套管是变压器的重要组件之一, 经密封后抽真空注入变压器油, 与变压器本体内的油不相通。它的作用是将绕组引出线引出油箱, 连接到电网, 对变压器的运行可靠性起着限制性的作用。由于油色谱在线监测装置分析的是变压器本体油中溶解气体的组分和含量, 尚无法对套管内油进行在线监测分析, 因此一些大型变压器已部分应用套管在线监测系统。
介质损耗对设备绝缘劣化的故障有较高的灵敏度, 在绝缘预防性试验中介质损耗测量是必不可少的项目。套管在线监测系统使用穿芯电流传感器, 结合软、硬件方法对电压和电流信号进行谐波分析, 得到两者的基波, 求出介质损耗角。该系统可连续、实时、在线监测高压套管的介质损耗、末屏电流及电容量, 及时掌握设备的绝缘状况, 并根据同类设备的横向比较、同一设备的纵向比较, 以及绝缘特性的发展趋势, 及早发现潜伏故障, 提出预警, 避免事故发生, 为实现定期检修向状态检修过渡提供技术支撑。
5 结束语
变压器油色谱在线监测系统能够及时发现和跟踪故障及其发展态势, 让工作人员及时处理故障且可以避免离线检测环节带来的误差。但目前在线监测方法只作为辅助手段, 还有一些故障特征不能通过油中溶解气体来反映。除了安装有套管在线监测系统的部分大型变压器外, 对于大部分运行变压器, 还应通过定期检测分析套管油样来判断套管内部有无潜伏性故障, 从而保证变压器的安全运行。此外, 变压器近区出口短路所造成的损坏是无前驱现象的放电性故障, 且多涉及变压器绕组。由于继电保护的灵敏性, 故障持续时间极短, 故障产气来不及溶于油中, 如仅按油中气体分析结果来诊断故障是不够的, 必须取气体继电器油室的游离气体进行分析, 才能得出更准确的结论。同时, 变压器局部放电发生后, 或因局部放电所处位置特殊气体无法析出, 或因局部放电异常产气量相对较少, 可能出现油色谱分析未见异常的情况, 因此为使在线监测更可靠, 需要对电气量也进行必要的检测。
参考文献
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谈变压器改造在农村电网中的意义 篇4
1我国农村电网运行的现实状态
我国很多地方的农村, 城乡电网已经经过有效的改造, 但是三相变压器依然很普遍的使用。三相变压器是农村使用的传统变压器, 这种变压器在使用时有很多要求, 其中最重要的就是三相负荷要求基本平衡, 但是在实际情况中, 要想做到三相负荷基本平衡几乎是不可能的, 有时这三相负荷之间相差的还很多, 出现这种现象的原因主要是各相电气设备分配存在不一致的现象。因为这三相负荷不能做到平衡, 那么在变压器的二次侧就非常容易出现电流的正、负、以及零负分量的现象, 最为关键的是, 这时零序电流只是中性线电流的三分之一。
而对于负序电流来说, 因为各相间相位之间大约相差120。这时电流无论是在二次侧还是在一次侧都能够顺利通过, 通过的电流能够获得平衡, 这是因为电流在铁心中能够形成磁通, 通过这个磁通他们能够相关作用, 最终达到了平衡。但是这种现象对于零序电流来说是不存在的, 因为变压器中所生成的零序电流无论是大小、还是方向都是一样的, 这时中性线上就存在3倍的零序电流, 同时零序磁通在铁心中心也相应的生成了。但是因为一次侧并不存在中性线, 所以也就不存在零序磁通, 这样自然就不能和二次侧生成的零序磁通相抵消, 所以零序电流不能向负序电流一样做到平衡。
以前, 在农村在使用变压器时, 因为没有相关的科学分析做保证, 所以经常存在选择变压器的容量过大的现象。相关工作人员只是根据用电户数来简单随意的选择一个变压器, 工作人员完全没有考虑到如果容易过大会产生浪费现象, 如果容量过小不仅会造成用户用电质量的下降, 变压器还会因为长时间超载负荷而出现损坏, 严重缩短了变压器的使用寿命。所以在选择变压器时一定要合理的选择变压器容量, 通常情况下应该依据实际负荷来选择, 但是还要充分考虑到农村电网5到10年的发展, 这样选择出来的变压器才具有一定的科学性, 并且能够有效的发挥其效能。当然在经济发展水平相对高的农村, 也可以根据本村的具体用电情况选择母子变压器, 因为农村用电一般都具有时间性强、用电负荷又存在很大波动, 而且非常容易受到季节影响的特点, 而母子变压器能够缓解这些因素的影响。
2配电变压器在农村电网中的作用及意义
近些年来, 随着农村电网建设的越来越好, 很多的节能变压器已经被广泛的使用, 比如单相变压器以及单相箱式变压器。这两种节能的变压器不能能够减少线损, 还能够提高用户的用电质量。很多农村在选择变压器容量时, 都会首先计算5到10年农村电网规划容量, 然后再选择比这个容量稍微大一点的变压器, 这样选择虽然具有一定的科学合理性, 但是并不能做到经济节约。通常情况下, 变压器产生损耗主要有两个途径, 一种是空载损耗, 我们也可以称作铁损耗, 它的主要特点是它的值几乎不随着变压器负荷改变而改变, 另一种是变动损耗, 我们也可以称作铜损耗, 它的只与铁损耗正好相反, 它是随变压器负荷大小变化而变化的。
很明显, 如果选择的变压器容量相对较小, 那么其空载损耗、后期维护费用和最初的投资相对都要小很多, 但是在实际运行中就会出现很大的变动损耗;如果选择的变压器容量很大, 那么, 则正好与前者相反, 空载损耗等要大很多, 但是在后期应用过程中, 变动损耗却很少。所以说, 对于变压器容量的选择方面很明显存着一个最佳经济效益区间, 如果能够掌握这一区间, 很容易能够选择一个既经济又高质量的变压器。
而单相变压器得到广泛使用的最重要的原因就是, 它不仅有利于降低电压出现质量问题的概率, 还能够提高农村电网供电的安全性, 为人们的生产生活提供了更好的保证。使用单相变压器还有了最大的优势就是避免了很多投机取巧的人偷电的机率, 也避免了很多小业主占用公共变压器容量的作法, 迫使这些小业主们必须安装自家用的变压器, 这就电力企业经济效益的提升有一定的作用。再加之, 单相变压器无论是安装还是调换都非常简单, 这样就减少了故障清除的时间。
3实施单相变压器供电农村农网中的优越性
对于村庄相对较小、用电户数少、负荷又比较集中、需一台配电变压器供电的, 应根据现有负荷及发展规划, 尽量将配电变压器安装在负荷中心, 因此, 选择单相变压器较为合适。对于村庄较大、用电户数多、负荷分布不均等情况的村庄, 应根据负荷分布及村庄规划, 采用短距离、小容量、多台变压器供电, 同时还应尽量避开车辆、行人较多的场所, 且选择便于更换和检修设备的地方。实施单相变压器供电农村农网中的优越性主要有以下几点优势:
首先, 采用单相变压器就近降压供电, 能彻底改变目前普遍存在的因离变压器远或近而造成电压波动率超过的状况, 提高供电质量, 保证用电设备的寿命和正常工作;其次, 一般单相变压器在小范围内供电, 若发生故障时波及面较小, 容易修复, 对于全身保护型变压器, 因其自身有较强保护能力, 万一发生故障, 发现和排除故障时间短, 供电的可靠性高;最后, 使用灵活, 安装维护方便。在高压输电线上, 可安装一台用于单相供电, 亦可同时挂三台作三相供电, 可由用户灵活掌握。
结束语
综上所述, 我们知道对于农村电网来说, 变压器改造是非常有意义的, 既有利于降低电网建设成本支出, 有利于提高农村用电的质量。目前, 有很大发展前景的变压器是单相变压器, 这种变压器不仅环保, 还能提高人们节约用电的意识。因此说在农村电网中应用这种变压器是非常具有优势的。本文是笔者根据自己多年的农村电网变压器改造经验总结出来的, 希望能够为有关人士提供参考, 为我国变压器在农村电网中进行更好的改造提供借鉴。
摘要：农村电网建设一直是我国电网建设中的重中之重, 而变压器又是农村电网的重要组成部门, 所以说对变压器进行改造, 既对农村电网有着重要影响, 对我国整体电网的建设也起着重要的作用。生活质量的提高使得人们对电的质量有更高的要求, 所以对变压器进行改造是必然选择。本文主要通过对我国农村电网运行的现实状态的介绍以及对配电变压器在农村电网中的效能及意义的概述, 进而探讨了实施单相变压器供电农村农网中的优越性, 仅此提供借鉴。
关键词：变压器改造,农村电网,意义,分析
参考文献
[1]陈玉书, 冯迎春.城乡单相变压器的使用[J].江苏电机工程, 2006 (4) .
[2]沈百新.县级供电企业的节能途径[J].电力需求侧管理, 2007 (1) .