助力電力領域“雙碳”建設

文/本刊編輯 楊 梓

本期2023年度上海市T/31SE《高團體標準典型案例“十佳案例”之AMTA000006-2022阻抗電力變壓器》申報單位上海電器行業協會

案例背景

電力變壓器驗收和評價所執行的標準是“電力變壓器”系列國家標準（GB 1094），由IEC 60076“變壓器”系列標準等效轉化而來。IEC 60076適用于在國際市場上被廣泛應用的電力變壓器。盡管高阻抗電力變壓器在降低線路開關短路電流和增強自身短路承受能力方面具有優勢，在我國電網中的應用日益廣泛并逐步成為主流產品，但在國際市場應用很少，因此IEC 60076和GB 1094系列標準并不完全適用于高阻抗電力變壓器。為此，該團體標準旨在幫助相關方（用戶、設計院或制造方）識別高阻抗電力變壓器，便于相關方采取相應的預防措施，以增強高阻抗電力變壓器長期運行的可靠性及降低其在實際運行中的能耗。

案例概述

科學評價損耗

相比常規阻抗電力變壓器，高阻抗電力變壓器在降低繞組本身及外部線路端子的短路電流大小方面具有顯著的優勢，但高低損耗、中低損耗相對較大，聯合運行損耗一般遠高于高中負載損耗，因此，產品在實際運行時的能耗相對較高。現有國家標準或技術協議中關于電力變壓器的負載損耗考核機制只考核滿容量下高中損耗，不能準確反映高阻抗電力變壓器獨特的負載損耗特性。為此，該團體標準提出了針對三繞組高阻抗電力變壓器的負載損耗考核辦法，規定了此類產品高中損耗、高低損耗、中低損耗的數值，在一定程度上限制變壓器聯合運行損耗的大小，進而有效地降低產品在實際運行中的能耗。

表1 不同設計結構的 220kV 高阻抗(自耦)電力變壓器短路阻抗匹配（部分）

明確技術特點

三繞組電力變壓器實現高阻抗的方式呈現多樣化的特點，如常規布置高壓內置、低壓串抗、中壓分裂、繞組分離等。基于不同設計結構的極限分接短路阻抗（也包括其他分接）差異很大，不利于產品的并聯運行及互換。此外，采用不同結構實現的高阻抗電力變壓器成本差異大，若用戶或設計院在招投標階段不明確何種結構（比如規定極限分接的短路阻抗），將會給投標廠家帶來很大的困擾，極有可能會出現投標設計與產品設計采用了完全不同的結構的情形，進而導致很大的成本差異。為此，該團體標準明確了不同結構高阻抗電力變壓器的不同技術特點和技術參數，有效地解決了這一問題。

正確考核溫升

變壓器高阻抗的本質就是強漏磁場。由于強漏磁場與金屬結構件（如繞組、夾件、油箱）不可避免地交鏈，這些金屬部件的局部損耗密度較大，若在產品設計階段不采取相應的措施，則很可能會導致繞組熱點或金屬結構件出現局部過熱的現象。常規的溫升試驗方法一般難以發現此類潛在的熱缺陷，給產品的長期可靠運行和可能的急救過載運行帶來一定的質量隱患。

為此，結合三繞組高阻抗電力變壓器獨有的損耗分布和漏磁分布特點，考核該類型電力變壓器油頂層溫升、繞組熱點溫升，以及結構件溫升新的試驗細則被提出，以利于發現其潛在的熱缺陷，以奠定產品長期運行可靠性的基礎。

案例成效

有效促進節能降耗

該團體標準可作為相關國家標準中高阻抗電力變壓器能效評定領域的補充，在增強產品標準化及互換性，指導用戶選型及維護、科學評價產品性能等方面發揮作用，且有助于降低產品實際運行中的能耗。以一臺執行該團體標準的SSZ-180000/220高阻抗電力變壓器為例，其全生命周期內約可以減少10 271 t碳排放量。