变压器的“模拟医院”——国网江苏省电力有限公司电科院自主研发的变压器典型缺陷模拟真型试验平台在该院投入使用,在电力行业的更新发展之路上留下了浓墨重彩的一笔,为电力行业的更新发展注入了强劲动力,也为众多企业和科研机构树立了更新典范。
一直以来,变压器作为电力系统的关键设备,其运行的稳定性和可靠性至关重要。然而,传统外置传感器在捕捉变压器早期缺陷信号时面临诸多难题,故障信号易受干扰,保护机制被动滞后,一旦故障发生,往往难以有效控制。国网江苏电力电科院敏锐地捕捉到这一行业痛点,没有在困境中退缩,毅然踏上技术攻坚之路。从23年3月到2024年底,经过不懈努力,成功研发出变压器典型缺陷模拟真型试验平台,打破了行业发展的瓶颈,为变压器的可靠稳定运行保驾护航,这一突破无疑是对更新精神的生动诠释。它不仅解决了长期困扰行业的技术难题,更开启了变压器故障诊断与研究的新篇章。
它集成了众多先进的系统和设备,包括110千伏油浸式变压器、局部放电模拟试验系统等多个部分,内置5类典型放电模型,能够精准模拟变压器长期带电运行中可能出现的放电、发热等典型缺陷;通过精准捕捉故障信号,结合先进的内外置传感器及监测装置,对故障参量进行深度特征分析,为变压器的设计优化和故障诊断提供坚实的科学依据,极大地提升变压器运行的可靠性和保障性;他们还对“光学麦克风”这一国家重点研发计划项目进行性能验证,进一步增强在缺陷定位及诊断方面的能力,不断优化完善性能,加速在实际场景中的示范应用和推广,为电力行业带来全新的技术变革和发展契机。
一、概述(YDQSF6气体高压变压器操作更加简便,功能更完备)
YDQ系列高压试验变压器是根据《试验变压器》标准,在油浸式试验变压器的基础上而设计生产的。SF6气体具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能,其耐压强度为同一压力下氮气的2.5倍,击穿电压的空气的2.5倍。在0.25MPa下与油的击穿电压相等,在0.45MPa压力下是油的击穿电压的2倍,是一种优于油的新一代超高压绝缘介质材料。该产品技术要求完全符合《ZBK-41006-89》标准,它是油浸式轻型试验变压器的换代产品。该产品具有体积小、重量轻、不受气候变化影响、电晕小、现场搬运无需静止可使用,使用寿命长、免维修等特点。适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。
二、产品结构(YDQSF6气体高压变压器操作更加简便,功能更完备)
YDQ系列高压试验变压器采用单框芯式铁芯结构,初级绕组绕在铁芯上,高压绕组在外,这种同轴布置减少了漏磁通,因而增大了绕组间的耦合。产品的外壳为圆柱灌式容器结构,能耐受0.8MPa以上压力。其结构见图1:
三、工作原理(YDQSF6气体高压变压器操作更加简便,功能更完备)
YDQ系列高压试验变压器为单相变压器,联结组标号Ⅰ.Ⅰ. 用工频220V(10kVA以上为380V)电源接入 (为本公司生产的试验变压器配套专用设备,详细资料请见其具体使用说明书)系列操作箱(台),经操作箱内自偶调压器(50kVA以上调压器外附)调节至0~200V(或0~400V)电压输出至YDQ试验变压器的初级绕组,根据电磁感应原理,在试验变压器高压绕组可获得试验所需的高电压。
单台YDQ系列高压试验变压器的工作原理图见图2。
单台YDQ系列交直流高压试验变压器的工作原理图见图3,图中高压套管中装有高压硅堆,串接在高压回路中作半波整流,以获得直流高电压。当用一短路杆将高压硅堆短接时,可获得工频高电压,作为交流输出状态;取消短路杆时,作为直流输出状态。
试验变压器高压套管中的高压硅堆未画出,其原理与上图相同。
三台试验变压器串级获得更高电压的接线原理见图4。串级高压试验变压器有很大的优越性,因为整个试验装置由几台单台试验变压器组成,单台试验变压器容量小、电压低、重量轻,便于运输和安装。它既然可串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用,又可分开成几套单台试验变压器单独使用。整套装置投资小,经济实惠。图5中,在第1级和第2级的每个单元试验变压器中都有一个励磁绕组A1、C1和A2、C2。在三台串级试验变压器基本原理中,低压电源加在试验变压器Ⅰ的初级绕组a1x1上,单台试验变压器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输出电压都是V。励磁绕组A1、C1给第2级试验变压器Ⅱ的初级绕组供电;第2级试验变压器Ⅱ的励磁绕组A2、C2给第三级试验变压器Ⅲ的初级绕组供电。第2级试验变压器Ⅱ和第三级试验变压器Ⅲ的箱体分别处在对地为1V和2V的高电位上,所以箱体对地是绝缘的,试验变压器Ⅰ的箱体是接地的。这样第1级、第2级、第三级试验变压器对地的额定输出电压分别为1V、2V、3V;其额定容量分别为3P、2P、1P。
YDQ系列高压试验变压器做被试品的工频耐压试验使用接线原理图见图5。
图中:R1—限流电阻 FRC—阻容分压器 RF—球间隙保护电阻 G—球间隙 CX—被试品
注:高压尾必须可靠接地
工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在100~300mA时,可取0.5~1Ω/V(试验电压);高压侧额定输出电流为1A以上时,可取1Ω/V(试验电压)。常用水电阻作为限流电阻,管子长度可按150kV/m考虑,管子粗细应具有足够的热容量(水阻液配制方法:用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值)。
球间隙及保护电阻:当电压超过球间隙整定值时(一般取试验电压的110%~120%),球间隙放电,对被试品起到保护作用。球间隙保护电阻可按1Ω/V(试验电压)选取。
在工频耐压试验中,低电压侧测量电压(仪表电压)不是非常准确的,其原因是由于试验变压器存在着漏抗,在这个漏抗上必然存在着压降或容升,使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时,被试品上的电压高于试验变压器的输出电压,也就是所谓容升现象。感应耐压试验时,试验变压器的漏抗必然存在着压降。为了准确测量被试品上所施加的电压,因此常在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压(见图5)。
工频耐压试验操作注意事项
1)试验人员应做好分工,明确相互间联系方法。并有专门人监护现场保障及观察试品状态。
2)被试品应先清扫干净,并优良干燥,以免损坏被试品和试验带来的误差。
3)对于大型试验,一般都应先进行空升试验。即不接试品时升压至试验电压,校对各种表计,调整球间隙。
4)升压速度不能太快,并必须防止突然加压。例如调压器不在零位时突然合闸。也不能突然切断电源,一般应在调压器降至零位时拉闸。
5)当电压升至试验电压时,开始计时,到1min后,迅速降压到1/3试验电压以下时,才能拉开电源。
6)在升压或耐压试验过程中,如发现下列不正常情况时,应立即降压,切断电源。停止试验并查明原因:①电压表指针摆动很大;②发现绝缘烧焦或冒烟;③被试品内有不正常的声音。
7)耐压试验前后应测量绝缘电阻,检查绝缘情况。
试验变压器在做被试品的直流耐压或泄露试验时接线原理图如图6。
注:此试验应先抽出短路杆“D”,图6中所示。
图中:VD—高压硅堆 R1—限流电阻 C1—高压滤波电容 FRC—阻容分压器 CX—被试品 μA—带保护微安表
泄露试验中限流电阻R1选择在额定输出电压时,输出端短路电流不超过高压硅堆的*大整流。如电压硅堆的*大整流电流为100mA时用于60kV的试验装置中,限流电阻按R1=60/0.1=600kΩ选择。限流电阻还应具有足够的容量和沿面放电距离。
高压滤波电容C1一般选择在0.01~0.1μF,当被试品的电容量很大时,C1可省略不用。
泄露试验的操作及注意事项
1)试验前应先检查被试品是否停电,接地放电,一切对外连线是否擦干净。要严防将试验电压加到有人工作的部位上去。
2)接好试验装置的接线后,应复查无误后才可加压。应特别注意检查高压设备及引线与地、与操作人员的可靠距离,被试品的外壳是否可靠接地,要按规程中所规定的内容进行试验。
3)对于大电容量设备应缓慢升压,防止被试品的充电电流烧坏微安表。必要时应分级加压,分别读取各级电压下微安表的稳定读数。
4)试验过程中,应密切监视被试品、试验装置、微安表,一旦发生击穿、闪烁等异常现象应立即降压,切断电源,并查明原因,详细记录。
5)试验完毕,降压,切断电源后应将被试品及试验装置本身充分放电。
不久前,三峡集团所属三峡建工浙江天台抽水蓄能有限公司(简称“天台抽蓄公司”)搬了一次家,把天台县城的临时办公点搬到了毗邻电站现场的坦头镇新营地。
长久营地与电站主体工程同步建设,有利于保障生产生活,这是三峡集团水电建设者的惯常做法。
浙江天台抽水蓄能电站(简称“天台抽蓄电站”)是国家“十四五”重点实施项目、浙江省“十四五”期间规划的重大建设项目,也是三峡建工“十四五”期间开工建设的第1个抽蓄项目。天台抽蓄电站是国内单机容量很大的抽水蓄能电站,计划于2025年底实现第1台机组投产目标,有望成为第1个在一个“五年计划”内完成核准、发电的抽蓄项目。
天台抽蓄电站位于天台县境内,项目主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和开关站等组成。电站单机容量42.5万千瓦,位居国内之首;额定水头724米、上下引水斜井长度483.4米,均为国内在建工程前列;攻克了1000兆帕级水电用高强钢核心技术。
2025年,天台抽蓄电站将迎来首台机组投产发电的一系列关键节点——3月份下水库蓄水,6月份上水库蓄水,10月份首台机组开始有水调试,12月首台机组投产。
从位于坦头镇的营地出发,10分钟就来到电站建设工地。放眼望去,上下水库施工现场车辆穿行,一派忙碌景象;压力钢管厂机器轰鸣,六七个部位焊花飞溅,宽大的钢板在卷板机下移动;道路边,施工车辆正在喷射植被混凝土,对岩石边坡进行防护和绿化。
现场工程师介绍,截至2024年12月底,库盆开挖工程已经完成,上下水库大坝已经填筑到顶,上水库主坝和副坝正在紧锣密鼓的施工,下水库大坝面板防渗止水施工如火如荼,朝着今年3月下水库蓄水目标冲刺。
地下厂房的隧洞里,灯光明亮,管网整洁。记者走进地下厂房,只见钢筋绑扎和厂房装修施工并行进行,首台机组定子线棒正在下线施工,备仓、浇筑、装修、下线等作业面现场干得热火朝天。
“天台抽蓄电站已经进入投产冲刺阶段,我们正在围绕蓄水、充排水、倒送电、专项验收和首台机组调试开展各项工作,确保年底投产目标不动摇。”天台抽蓄公司工程管理部主任杨葛说,今年春节期间,上下水库、厂房装修和机电设备安装、引水系统等均保持连续施工,以决战之势全力冲刺2025年“收官之战”。
上海来扬电气转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。