淺談500kV三相油浸式變壓器替換運(yùn)行的研究與實(shí)踐

楊志

摘 要：某電廠主變壓器由于出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)部故障退出運(yùn)行，附近電廠1號變壓器在經(jīng)過適應(yīng)性改造，進(jìn)而替代主變壓器運(yùn)行。措意，發(fā)電公司在抗短路能力、現(xiàn)場尺寸匹配等方面都出現(xiàn)了變化，進(jìn)而對變壓器替換運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜分析；抗短路能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.180

0 前言

500kv變壓器作為我國超高壓電路系統(tǒng)主要變壓器類型，在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用過程中，一般廠家都按照訂單生產(chǎn)，需要對多個方面參數(shù)設(shè)計，例如接線組別、接地方式、安裝尺寸等。正常情況下，變壓器要是型號不同，雙方是無法相互替代運(yùn)行。但是要是變壓器出現(xiàn)故障，并且檢修時間較長，考慮其他變壓器性能，進(jìn)而可以應(yīng)用其他變壓器替代運(yùn)行。

1 變壓器替換運(yùn)行研究

（1）主變參數(shù)對比。某電廠主變壓器（后簡稱主變壓器）和附近電廠1號變壓器（后簡稱1號變壓器）在技術(shù)性能上來說，二者在高低側(cè)電壓上相同，所存在的差異主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）容量偏差。附近電廠1號變壓器運(yùn)行額定容量為240MVA，某電廠主變壓器運(yùn)行額定容量為300MVA。在解決兩個變壓器額定容量偏差中，主變壓器在替換為1號變壓器之后，機(jī)組出力也受到一定約束。

2）有關(guān)參數(shù)缺失。由于并未收集到的某電廠2號變壓器抗短路性能方面有關(guān)參數(shù)，進(jìn)而主變壓器和1號變壓器之間參數(shù)無法進(jìn)行對比，需要在收集到新變壓器抗短路性能參數(shù)之后，才可以對抗短路能力參數(shù)計算。3）變壓器外形尺寸偏差。主變壓器和1號變壓器由于在冷卻器管路安裝上存在偏差，造成變壓器外形尺寸不同。在對變壓器尺寸問題解決中，可以通過在1號變壓器高壓側(cè)安裝過度套管形式，提高高壓側(cè)高度，讓1號變壓器可以和原有套管相匹配。在低壓軟連接上，采取現(xiàn)場檢測重新制作方式，滿足低壓軟現(xiàn)場實(shí)際安裝要求。

（2）抗短路能力分析。變壓器在出口位置上，經(jīng)常容易出現(xiàn)短路情況，繞組內(nèi)部產(chǎn)生短路電流，增加線圈所需要承受的點(diǎn)動力。一旦變壓器在出現(xiàn)短路問題之后，非常容易造成線圈變形、絕緣損壞問題，甚至還會造成線圈出現(xiàn)崩斷情況，讓變壓器無法正常運(yùn)行。由于1號變壓器所具有的短路電流參數(shù)已經(jīng)收集完畢，進(jìn)而只需要對變壓器高度及短路電流進(jìn)行計算，然后和變壓器允許短路電流比較。要是變壓器實(shí)際產(chǎn)生的短路電流低于變壓器允許短路電流，也就表示該變壓器所具有的抗短路性能在滿足某電廠現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)際要求[1]。

1）參數(shù)歸算。在參數(shù)歸算過程中，以100MVA作為基準(zhǔn)容量，整個計算全部按照系統(tǒng)允許最大方式計算，電力系統(tǒng)正常電阻抗為0.0078，高壓側(cè)有效值為1.8KA，最大允許峰值為2.55KA；低壓側(cè)有效值為62.7KA，最大允許峰值為98.47KA。2）三相短路電流計算。①2號變壓器高壓側(cè)短路。在對主變壓器短路電流計算過程中，僅僅對發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的短路電流計算，忽視電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的短路電流。按照發(fā)電機(jī)電路電流周期表上的數(shù)值可知，2號變壓器短路電流為3.14KA，高壓側(cè)短路電流有效值為1.158KA，低壓側(cè)短路電流有效值為36.14KA。②2號變壓器測低壓側(cè)短路。變壓器低壓側(cè)在出現(xiàn)短路之后，在對短路電流數(shù)值計算上，僅僅對電力系統(tǒng)及有關(guān)變壓器所產(chǎn)生的短路電流計算，暫時忽略發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的短路電流，該短路電流對變壓器抗短路性能并不會造成任何影響。按照發(fā)電機(jī)電路電流周期表上的數(shù)值可知，變壓器電流為1.184KA情況下，高壓側(cè)短路電流有效值為64.18KA，低壓側(cè)短路電流有效值為60.48KA。③抗短路能力分析。按照上文分析可知，在對變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)短路計算之后，變壓器所經(jīng)過的電流都要小于1號變壓器額定短路電流。這也就表明，500kV系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)在出現(xiàn)故障之后，變壓器抗短路性能可以滿足某電廠運(yùn)行要求。

2 變壓器互替運(yùn)行改造實(shí)踐

經(jīng)過前期準(zhǔn)備之后，某電廠連同勘測研究院一同編制了500kv三相油浸式變壓器替換運(yùn)動報告。按照仿真變壓器尺寸及內(nèi)部電場之后，在保證變壓器內(nèi)部電場強(qiáng)度前提條件之下，通過重新制造變壓器高座及過渡電纜的形式，有效解決了不同型號變壓器在尺寸方面存在的不一致問題。

變壓器在替換運(yùn)行22個小時之后，對變壓器內(nèi)部清潔度進(jìn)行了檢查，并且安裝部分配件，讓變壓器處于室內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)下。按照主變壓器高壓側(cè)套管實(shí)際位置，確定變壓器高壓側(cè)套管位置，進(jìn)而保證變壓器在安裝過程中，盡可能減小導(dǎo)體與高壓側(cè)套管之間的連接偏差。三相高座在完成安裝之后，需要立即和主變壓器連接，并且讓二者處于真空狀態(tài)。高壓套管需要按照有關(guān)規(guī)章程序要求，進(jìn)行高壓套管檢測實(shí)驗(yàn)，只有高壓套管在符合標(biāo)準(zhǔn)之后，才可以進(jìn)行安裝。

高壓側(cè)套管在安裝完畢之后，冷卻器需要到現(xiàn)場進(jìn)行裝配，按照1號變壓器油箱冷卻位置，重新對1號變壓器冷卻管進(jìn)行焊接。某電廠在對1號變壓器改造安裝完畢之后，變壓器運(yùn)行基本符合某電廠要求，氣體檢測、變壓器油常規(guī)、色譜分析全部都合格。主變壓器在沖擊試驗(yàn)沒有出現(xiàn)異常情況之下，已經(jīng)允許投入火電廠運(yùn)行，檢查主變壓器在滿負(fù)荷狀態(tài)下溫度、油溫等沒有出現(xiàn)異常情況，油常規(guī)檢驗(yàn)合格。500kv三相油浸式變壓器替換改造取得了成功。一旦變壓器出現(xiàn)故障情況下，發(fā)電機(jī)運(yùn)行就會受到影響，這對于某電廠而言，所產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，替換變壓器就為電廠解決變壓器提供了有效方案[2]。

3 結(jié)論

1號變壓器和某電廠主變壓器在開關(guān)檔位及額定電壓上下寧通，這也就具備了不同型號變壓器替換運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，但是兩個變壓器在短路抗組及尺寸方面還存在一定偏差。在經(jīng)過技術(shù)改造及電場強(qiáng)度計算之后，1號變壓器基本上符合了替換運(yùn)行要求。1號變壓器在替換主變壓器運(yùn)行3個月時間內(nèi)，并沒有出現(xiàn)任何異常情況，發(fā)電量超過8500萬KW.h，取得了良好社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]區(qū)偉潮，張乾良，歐明秀.500kV主變單相替換對主保護(hù)的影響分析[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2012（01）：75-80.

[2]邱桂華，呂睿博，陸錦培.500kV主變參數(shù)不對稱下的穩(wěn)態(tài)特性研究[J].陜西電力，2015（04）：61-65.endprint