發電機勵磁調節器的動態試驗研究

呂明磊

摘 要：電力系統動態模擬是電力系統創新發展的重要試驗工具，而在這個動態模擬系統之中，發電機模擬勵磁調節器是不可缺少的試驗設備，它與其他動態模擬設備進行協同之下的電力系統動態仿真。在電網規模不斷拓展的環境下，勵磁模擬調在GB1094.2-2013《電力變壓器 第2部分 液浸式變壓器的溫升》中規定：繞組平均溫度是通過測量繞組電阻確定的，在切斷電源和斷開短路接線后，立即將待測電阻的繞組兩端接入直流測量回路，因為當繞組開始冷卻時，繞組電阻隨時間發生變化，測量時間應足夠長，應用外推法推算電源切斷瞬間的繞組溫度。由于繞組的電氣時間常數（L/R）較大，因而只有經過一段時間延時后，才能測得準確的電阻值。對于中華電力的電力變壓器，由于產品結構復雜，只有選擇正確的試驗線路才能迅速的得到有效直流電阻。

本臺產品的型號為ODFPZ-335000/500，一個變壓器油箱內有兩個鐵心和兩個器身，兩個器身上的繞組互相連接，結構很復雜，具體的繞組連接圖如下：

圖1 變壓器繞組連接結構圖

該變壓器分為主體和增壓兩個變壓器，主體變為3柱鐵芯，主柱上繞有平衡繞組TV，調壓繞組TAP，公共繞組CV和串聯繞組SV；增壓變主柱上繞有增壓繞組BV和勵磁繞組EV。采用這一結構的目的是為了降低有載分接開關的絕緣水平，設置了高低壓等匝的增壓變，增壓變的勵磁繞組與主體變的調壓繞組相并聯。調壓方式為主體變恒磁通調壓方式，增壓變變磁通調壓方式。

溫升試驗中，首臺要求所有繞組都進行溫升測量，為了測量調壓TAP和勵磁EV繞組，引出試驗端子T1、T2，所有繞組的測量同常規產品。但是第二臺和第三臺沒有試驗端子，要求測量串聯SV、公共CV和增壓BV繞組的溫升，油面溫升和線油溫差需要在最大損耗分接（即1分接）施加，如果在1分接進行串聯和公共的熱電阻測量，當串聯和公共繞組開始施加直流電壓時，會在鐵心內產生磁通，而調壓繞組又與勵磁繞組并聯，這就相當于調壓繞組對增壓變勵磁，這時有一個反方向的電流流過調壓繞組，使得主體變壓器鐵心的磁勢降低，從而延長鐵心磁飽和的時間，而且勵磁的增加變相當于一個非線性負荷，反過來又會影響串聯和公共繞組的電壓，因此需要相當長的時間才能消除電感的影響，得到有效的繞組電阻。首臺產品上實際測量需要10min數據才能達到穩定，而IEC要求4min之內測量有效數據，不能滿足要求，當分接開關置于15分接即分接開關正負K位置時，此時勵磁繞組短路，調壓繞組開路，此時只有調壓繞組的一端連接到勵磁繞組，兩個變壓器的磁通不會互相影響，測量串聯和公共繞組時與常規自耦變壓器產品測量狀態相同，可以快速的得到有效電阻，實際溫升試驗中，斷電后切換有載分接開關和斷開封線同時進行，2min內可以得到有效電阻。