電力系統(tǒng)中變壓器自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究

陳韋強(qiáng)

（廣西電網(wǎng)公司柳州供電局，廣西 柳州545000）

1 研究的目的和意義

如今，電力部門定期要對(duì)電力變壓器的停電情況進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，除此之外，在試驗(yàn)周期內(nèi)如果發(fā)現(xiàn)異常征兆就必須進(jìn)行離線檢測(cè)。這一規(guī)定可以防止變壓器發(fā)生重大事故，保證其可靠性和安全性。但在長(zhǎng)期的實(shí)踐工作中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，以上方式存在著一定的局限性：（1）經(jīng)濟(jì)方面。只有在停電狀態(tài)下才能進(jìn)行定期的試驗(yàn)和檢修，所以，在這段相當(dāng)寶貴的時(shí)間內(nèi)，如果可以實(shí)現(xiàn)電力變壓器在多個(gè)狀態(tài)下的檢修任務(wù)，就可以減少很多經(jīng)濟(jì)損失。（2）技術(shù)方面。一般的檢修存在著很多不便因素，單項(xiàng)試驗(yàn)間的接線型號(hào)不盡相同，需要試驗(yàn)員在每次試驗(yàn)前進(jìn)行調(diào)試，這就大大降低了工作效率，并且會(huì)造成測(cè)量誤差，導(dǎo)致準(zhǔn)確性降低。而自動(dòng)檢測(cè)裝置系統(tǒng)軟件有試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，能夠保存并對(duì)比試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，從而提高檢修的效率，實(shí)現(xiàn)快速布置裝置，使其盡快進(jìn)入工作狀態(tài)。

2 研究背景

變壓器是電力系統(tǒng)中的主要組成部分，電網(wǎng)是否安全，變壓器是關(guān)鍵。而對(duì)直流電阻的測(cè)試作為變壓器常規(guī)測(cè)試的組成部分，是變壓器必不可少的測(cè)試項(xiàng)目，也是出現(xiàn)故障后需著重檢查的一部分。

電力變壓器關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，所以其運(yùn)行情況、使用壽命等都關(guān)乎電網(wǎng)的發(fā)展。隨著電網(wǎng)供電任務(wù)的加重以及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電力設(shè)備的需求也越來(lái)越多，因此，自動(dòng)化的檢測(cè)裝置的應(yīng)用完全符合現(xiàn)今電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

傳統(tǒng)電力變壓器的檢測(cè)方式是人工裝運(yùn)設(shè)備到變電站的現(xiàn)場(chǎng)，然后逐一進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)試，記錄每項(xiàng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，查閱資料柜內(nèi)的所有紙質(zhì)報(bào)告，然后再進(jìn)行計(jì)算、分析，最后出具試驗(yàn)報(bào)告。

這種多年形成的傳統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ皆絹?lái)越不能適應(yīng)目前電網(wǎng)發(fā)展的需要，具體體現(xiàn)在：不能有效開展標(biāo)準(zhǔn)化電氣試驗(yàn)；試驗(yàn)人員和設(shè)備安全保障性低；試驗(yàn)工作勞動(dòng)強(qiáng)度大；數(shù)據(jù)分析深度低；試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等后期工作量大。

本文中的自動(dòng)檢測(cè)裝置，采用全套的控制集成的管理方式，包括對(duì)PC機(jī)的控制、回路電阻測(cè)量?jī)x的控制、高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量?jī)x的控制、自動(dòng)化切換開關(guān)部分控制、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中涉及的設(shè)備組成部分的控制。在電力系統(tǒng)中，該裝置可以為變壓器的狀態(tài)試驗(yàn)提供更加完善的測(cè)試系統(tǒng)，大大提高了使用者的工作效率。

3 變壓器自動(dòng)檢測(cè)裝置概述

本裝置集電力變壓器的介質(zhì)損耗、絕緣電阻、直流電阻、分接開關(guān)切換特性、短路阻抗以及變化等檢測(cè)功能于一體，實(shí)現(xiàn)一次接線、一鍵操作，系統(tǒng)自動(dòng)完成上述全部或部分試驗(yàn)項(xiàng)目。

3.1 自動(dòng)檢測(cè)裝置的功能特征

自動(dòng)檢測(cè)裝置的功能特征為高效、高精度、試驗(yàn)組態(tài)化、安全性能好等。高效是指當(dāng)需要檢測(cè)的時(shí)候，只需一次準(zhǔn)備工作，就可以完成整個(gè)作業(yè)，效率大大提高。高精度即該自動(dòng)檢測(cè)裝置自身配備了高精度的檢測(cè)儀器，得到結(jié)果的精確程度要高于一般的檢測(cè)設(shè)備。試驗(yàn)組態(tài)化指在特定條件下可以用不同的方案對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)，安全性能好。該裝置還可以提高操作過(guò)程中的安全系數(shù)，消除各種危險(xiǎn)因素。

3.2 自動(dòng)檢測(cè)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

該裝置主要由以下幾部分組成：（1）集控單元：實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的控制管理，主要由微機(jī)與檢測(cè)系統(tǒng)軟件組成。（2）電源單元：為該裝置能夠正常運(yùn)行提供工作電源，如圖1所示。（3）主機(jī)單元：即各位置的檢測(cè)部分，如圖2所示。（4）切換單元：檢測(cè)時(shí)，在低壓、高壓、高低壓之間進(jìn)行切換，如圖3所示。

圖1 電源單元

圖2 主機(jī)單元

圖3 切換單元

4 電力系統(tǒng)中自動(dòng)檢測(cè)裝置的工作原理

在試驗(yàn)過(guò)程中，針對(duì)檢測(cè)電力變壓器的介質(zhì)損耗因數(shù)以及絕緣電阻需要進(jìn)行多次拆接線這個(gè)問(wèn)題，在數(shù)字化測(cè)量的基礎(chǔ)上，本裝置的高壓檢測(cè)單元增加了自動(dòng)檢測(cè)的功能，前提是在開始進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候需要接好連線，這樣才能自動(dòng)測(cè)量出變壓器在工作過(guò)程中的各種參數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)值，需要注意的是，試驗(yàn)過(guò)程中不用拆接連線。高壓檢測(cè)單元的測(cè)量原理如圖4所示。

圖4 高壓檢測(cè)單元的測(cè)量原理

在此我們以三繞組變壓器為例，由集控單元對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行統(tǒng)一的控制管理，使其配合并實(shí)現(xiàn)變壓器工作過(guò)程中的自動(dòng)測(cè)量。

（1）介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量。在切換單元中將切換開關(guān)切換到介質(zhì)損耗因數(shù)反接測(cè)量部分，在高壓接口輸入交流高壓，高壓繼電器1切換到高壓端，高壓繼電器2和3切換到接地端，測(cè)量高壓對(duì)中壓、低壓以及變壓器外殼的介質(zhì)損耗值。將介質(zhì)損耗正接測(cè)量部分的低壓測(cè)量線接入變壓器繞組套管的末屏，最后測(cè)量高壓側(cè)繞組套管的介質(zhì)損耗值。

（2）絕緣電阻的測(cè)試。將切換開關(guān)切換到絕緣電阻測(cè)量部分，還是在高壓接口輸入直流高壓，高壓繼電器1、2、3切換到地端部分，持續(xù)對(duì)地放電2 min，高壓繼電器1切換到高壓端，高壓繼電器2和3切換到接地端，絕緣電阻測(cè)量部分測(cè)量高壓側(cè)繞組與中壓、低壓以及變壓器外殼之間的絕緣電阻的值。

在利用自動(dòng)檢測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)試之前，我們首先要判斷變壓器的屬性；其次要判斷測(cè)試的內(nèi)容，包括變壓器繞組及套管、變壓器繞組、變壓器套管。判斷流程如圖5所示。

圖5 變壓器自動(dòng)檢測(cè)判斷流程圖

在此，我們以測(cè)量三繞組變壓器和測(cè)量變壓器繞組及套管的介質(zhì)損耗因數(shù)和絕緣電阻為例，其測(cè)試流程如圖6所示。

圖6 測(cè)試流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力變壓器的單機(jī)容量和安裝容量隨之不斷增加，電壓等級(jí)也在不斷提高。加強(qiáng)對(duì)電力變壓器自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的研究，對(duì)確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的實(shí)際意義。

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