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500kV變電站主變壓器運(yùn)行與維護(hù)

吳戰(zhàn)巖
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隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國電力事業(yè)也有了很大的進(jìn)步。500kV變電站的發(fā)展也十分顯著，應(yīng)用也越來越廣泛。而主變壓器作為500kV變電站的核心設(shè)備，它既關(guān)乎變電站的安全和穩(wěn)定，同時(shí)也對整個(gè)電力系統(tǒng)有著重要的影響。500k V變電站主變壓器的運(yùn)行于維護(hù)，將直接影響著電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，對變電站的安全運(yùn)行有著重要意義。筆者將從500k V變電站主變壓器配置、運(yùn)行以及維護(hù)等方面進(jìn)行分析，以便于能夠及時(shí)解決問題，努力將危險(xiǎn)系數(shù)降到最低。

500kV變電站；主變壓器；運(yùn)行與維護(hù)

前言

我國電網(wǎng)事業(yè)的不斷發(fā)展，使得500kV變電站不斷增多，這就給變壓器的安全運(yùn)行與維護(hù)帶來了挑戰(zhàn)。維護(hù)變電站的安全運(yùn)行，直接關(guān)乎著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而作為變電站的核心設(shè)備，工作人員通過主變壓器來對變電站的電壓進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，是變電站的核心工作內(nèi)容，主變壓器運(yùn)行的安全性與可靠性，直接影響變電站的正常工作效率。通過對主變壓器運(yùn)行情況的觀察與分析，做好主變壓器的監(jiān)管與維護(hù)工作，能有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問題，降低危險(xiǎn)系數(shù)。

1.500kV變電站主變壓器

1.1 選型依據(jù)

在選擇主變壓器的時(shí)候，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考究。容量。在國內(nèi)已運(yùn)行的50OkV變電站主變壓器中,整組容量有750MVA、800MVA、lO00MVA和l200MVA四種規(guī)格。應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展遠(yuǎn)景和變電站的最終規(guī)模來進(jìn)行選擇。三相共體和單相。三相共體的鐵心常采用三相五柱式，每相的全部繞組只能布置在同一個(gè)鐵心柱上。而單相一般采用單柱雙框式鐵心，繞組布置比三相共體靈活，能夠滿足不同種類的運(yùn)行要求。普通變壓器與自耦變壓器，以及有載調(diào)壓與無勵(lì)磁調(diào)壓，首端調(diào)壓與末端調(diào)壓等。

1.2 正常運(yùn)行的適宜溫度

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及溫度監(jiān)測，通常油浸式變壓器最高溫是變壓器上層油溫。運(yùn)行中的變壓器的銅損與鐵損的能耗會(huì)轉(zhuǎn)為熱能，油不斷吸收熱能，降低鐵芯及繞組的溫度，同時(shí)變壓器油向上運(yùn)動(dòng)，并通過油箱兩邊散熱形成上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行中的上層油面溫度不能長時(shí)間超過85℃且不能超過95℃，繞組的允許溫度為105℃。如果溫度長期超過允許值，絕緣易被損壞。絕緣如果長期受熱，會(huì)產(chǎn)生一定的老化，溫度越高，老化越快。達(dá)到一定峰值，運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)也會(huì)破壞絕緣，這樣極易因高壓擊穿而造成事故。

1.3 運(yùn)行中產(chǎn)生的問題

運(yùn)行過程中，變電站主要有設(shè)備發(fā)熱、外部損壞、開關(guān)故障等故障。主變壓器，它的最常見的故障是發(fā)熱、短路和漏油。由于設(shè)備所處環(huán)境中濕度較大，使得變壓器空氣絕緣能力下降，引起線路短路。且在變壓器的設(shè)計(jì)過程中極易忽略這一點(diǎn)，導(dǎo)致連接板故障，進(jìn)而影響到整個(gè)變壓器。作為變電站工作運(yùn)行的核心部分，主變壓器故障不容小覷。其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)各種短路現(xiàn)象，如繞組引出線短路、變壓器繞組間短路、變壓器的外部間出現(xiàn)過電流現(xiàn)象、變壓器在超負(fù)荷狀態(tài)下短路以及變壓器自身溫度升高，導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力升高，出現(xiàn)安全故障，從而提升危險(xiǎn)指數(shù)。

2.主變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

2.1 保護(hù)方法

通常情況下，變壓器的保護(hù)可分為主保護(hù)和后備保護(hù)。主保護(hù)可分為差動(dòng)保護(hù)和重瓦斯保護(hù)，其它保護(hù)均為后備保護(hù)，如零序保護(hù)、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)，還有油溫、油面監(jiān)控保護(hù)，中性點(diǎn)間隙保護(hù)等。自耦變壓器還有公共線圈過流保護(hù)。一般用于高壓大型變壓器有過高電壓保護(hù)、過低壓保護(hù)，功因補(bǔ)償。三項(xiàng)不平衡保護(hù)、漏電流保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要負(fù)責(zé)處理以下幾種情況，一，變壓器內(nèi)部相間短路，匝間短路或繞組與鐵心短路；二，油面下降或漏油；三，分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良。它保護(hù)變壓器油箱內(nèi)的各種故障，但卻不能全面反映變壓器的故障，需要與差動(dòng)保護(hù)相互配合來完成變壓器的全面保護(hù)任務(wù)。壓力釋放保護(hù)是利用壓力釋放器來釋放內(nèi)部壓力，防止變壓器內(nèi)部因故障使壓力超過壓力釋放器而引起變壓器爆炸事故。溫度保護(hù)則主要負(fù)責(zé)發(fā)出警報(bào)或者及時(shí)跳閘，在變壓器過負(fù)荷運(yùn)行、有風(fēng)冷卻器故障或當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)變壓器的溫度上升值超過允許范圍時(shí)，充分發(fā)揮對變壓器的保護(hù)作用。

2.2 注意事項(xiàng)

在對主變壓器進(jìn)行保護(hù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)，首先，在主變壓器超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或油溫較高時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，防止事態(tài)惡化，當(dāng)電流電壓出現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)采取跳閘或者斷電的形式保護(hù)線材、電路的安全；其次，針對由主變壓器差負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的電流過大的現(xiàn)象，通常這種情況的持續(xù)時(shí)間較短，所以不用過于緊張地安裝隔離裝置，可采取適當(dāng)簡單的保護(hù)方法，又比如主變壓器運(yùn)行產(chǎn)生高溫，可及時(shí)給工作人員發(fā)送信號(hào)，以便及時(shí)解決故障，排除安全隱患；再次，當(dāng)故障發(fā)生在母線上時(shí)，需做好隔離工作，將母線與整個(gè)電力輸送系統(tǒng)分離，給工作人員留出充足的時(shí)間來進(jìn)行維修，最后，當(dāng)操作人員不能確定故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置時(shí)，可以通過短時(shí)間的過電流保護(hù)方法將主變壓器的斷路器斷開再召集更專業(yè)的人士來采取相應(yīng)的措施。

2.3 保護(hù)主變壓器安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要意義

主變壓器是整個(gè)電力輸送系統(tǒng)中最重要的，其運(yùn)行的質(zhì)量直接關(guān)乎電力系統(tǒng)的安全和可靠。如主變壓器出現(xiàn)問題，那么對電力輸送系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)電力運(yùn)輸系統(tǒng)的癱瘓。保護(hù)主變壓器對于500kV變電站的正常安全運(yùn)行具有十分重要的意義。為此，我們應(yīng)安置相應(yīng)的預(yù)防設(shè)施和制定應(yīng)急預(yù)案，確保設(shè)備能安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，最大降低危險(xiǎn)指數(shù)。由于工作環(huán)境的不穩(wěn)定，惡劣的條件以及高負(fù)荷、不間斷的工作，設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障的幾率是非常大的，比如線材的老化和斷裂，或是自然災(zāi)害帶來的故障等。因此，故障發(fā)生后，及時(shí)有效以及安全可靠的維護(hù)措施和應(yīng)急預(yù)案能夠幫助電力運(yùn)輸系統(tǒng)回復(fù)穩(wěn)定合安全，是輸電系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

結(jié)語

結(jié)合上述內(nèi)容，在對500kV變電站主變壓器進(jìn)行運(yùn)行于維護(hù)的時(shí)候，應(yīng)注意從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合500kV變電站的特點(diǎn)、設(shè)備的規(guī)格與型號(hào)以及問題的具體情況，做好平常的維護(hù)工作。提高工作效率，全面總結(jié)設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生的問題，歸納其特點(diǎn)，制定出整套的解決措施和應(yīng)急預(yù)案；及時(shí)掌握變電站主變壓器設(shè)備的狀況，做好日常維護(hù)和應(yīng)急處理，最大的延長使用年限；保證主變壓器的安全性與穩(wěn)定性，并確保輸電系統(tǒng)能夠正常、安全、可靠地運(yùn)行。

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[2]唐凱俊.500kV變電站主變壓器運(yùn)行及維護(hù)措施研究[J].電力訊息，2015（9）：179

[3]趙航，張凱，高棟.500k V變電站主變壓器安裝及維護(hù)要點(diǎn)分析[J].科技展望，2015（3）：79