淺論主變壓器無載調壓開關改造為有載調壓開關的可行性

段新文 新疆阿克蘇地區克孜爾電廠

淺論主變壓器無載調壓開關改造為有載調壓開關的可行性

段新文 新疆阿克蘇地區克孜爾電廠

本文介紹克孜爾電廠通過采用先進的技術對落后老設備改造，將無載調壓變壓器改造為有載調壓變壓器，提高了機組的利用效率，增加了電廠經濟收入，滿足電網對供電質量的考核要求，向電網提供優質可靠的電能，保障用戶正常用電。

主變壓器； 有載調壓開關； 電網電壓 ；技術改造

1、前言

克孜爾電廠位于阿克蘇地區拜城縣境內渭干河上游，裝機容量為30MW，主變壓器型號為SFL7—20000/110，1991年投運，主變壓器采用兩機一變擴大單元接線，共有110k v出線三回，隨著經濟建設的快速發展，對電網的電能質量和供電穩定性有了更高的要求，電網要求在不停電情況下隨時調整主變壓器分接開關擋位，保證電網電壓在額定范圍內運行。已不能滿足電網對電壓質量的考核要求，對2臺主變壓器無載調壓開關進行技術改造。

2、改造的依據

克孜爾電廠主變壓器屬老舊式結構產品，是無載調壓變壓器，無載調壓變壓器的主要缺點是不能帶電調整電壓，每調整一次電壓必須停電操作，因此給用戶用電帶來很多不便，影響電廠的正常發供電，隨著電力系統的發展和變壓器分接開關技術的提升，現代變壓器都采用可以帶電調壓的有載調壓，2臺主變壓器經過技術改造后，完全能達到帶電調壓的目的。如果將無載調壓變壓器更換為新的有載調壓變壓器，費用較高，造成了資源的浪費，運行成本的增加，而將無載調壓改為有載調壓很好地解決了這一矛盾，不僅達到和實現采用有載調壓變壓器的目的和效果，而且節約了資金更新了設備。

3、改造的必要性和可行性

電力變壓器是電力系統中最關鍵的設備之一，變壓器是根據電磁感應原理制成的一種靜止電器，用于將低電壓變成高電壓或將高電壓變成低電壓，是對電力系統安全可靠優質、經濟運行的重要保證，電廠主變壓器已不能滿足電網電壓在額定范圍內運行。無載調壓變壓器改造成有載調壓變壓器，是利用原變壓器線圈上的無載調壓分接的六個分接頭直接改造成五級有載線性調壓，不用另外增加調壓線圈，在不動變壓器器身和線圈的前提下，利用有載開關將無載調壓變壓器改造成有載調壓變壓器，同時增加設備不多，主要增加的設備有：有載分接開關一套，分接開關箱體一個，智能型操作機構一套，控制箱一套，引線等設備，費用為20多萬元。如果新購置一臺有載變壓器費用為100萬元以上，大大節約了成本，技術改造是可行性的，技術上完全可以達到不停電調整電壓的目的。選擇有載開關型號為CVⅢ350Y，配SHM能型操作機構和HMK 7控制器，引線選擇50mm2銅線。

4、主變壓器無載調壓開關與有載調壓開關設備參數性能比較分析

主變壓器型號SFL7—20000/110，銘牌數據：短路阻抗9.9%，負載損耗9 7.6196kw，空載損耗25.783kw，空載電流0.55%，聯結組別YN.d11。主變壓器無載調壓開關改為有載調壓開關后，主變壓器改造前后主要性能參數無變化。主變壓器無載開關型號為DW—110/300，是單相無勵磁調壓，當調整主變壓器電壓時，要在主變壓器停電狀態下調整，從停電到調整電壓再到試驗合格后，每操作一次時間為5小時，操作不方便，停電時間較長，造成用戶用電的中斷，給電廠發電量造成一定損失。改造的有載開關型號為CVⅢ350Y，是一種復合式開關，選擇開關的動作過程中把切換開關和分接選擇器的功能合二為一，方便安裝于變壓器箱蓋上。有載開關各觸點接觸電阻不大于5 0 0微歐姆，開關每操作一次時間為4.4秒，在帶負載的情況下變換變壓器接頭，來改變變壓器的輸出電壓，以達到輸出電壓穩定在規定范圍內，或根據載荷要求達到增加或減少輸出電壓，以達到調整輸出電壓的目的。SHM能型操作機構，操作電壓交流220V，采用模塊式，計算機程序編碼器、光電轉換技術取代了原來的機械帶觸點的電器元件，實現了機電分離，電氣信號的通斷，不需要用觸點及機械控制來實現，機構檔位指示清晰地顯示了機構和有載分接開關所處的工作位置。 HMK 7控制器用于控制有載分接開關電動操作機構動作的一種控制裝置，電動操作機構控制有載分接開關的切換操作，可顯示開關切換操作狀態及分接位置。實現有載調壓的電動控制，有完善的接口可輸出BCD碼及輸入遠動信號，實現有載開關控位的遠端監視，可通過R S 4 85通訊接口與上位機通訊進行遙控、遙信，實現有載開關的遠端監視與控制，實現本地、遠控、電操三種指令輸入形式，與SHM—1電動機構配套使用。有載開關參與觸頭切換：主觸頭、主通斷觸頭、過渡觸頭、過渡電阻、分接電壓、級電壓、輸出電流等。有載調壓開關工作過程，每調整電壓一次通過7個位置完成，位置1：開關閉合在主通斷觸頭分接上，負載電流由主觸頭輸出，輸出電壓與主通斷觸頭分接上電壓相等U=U a；位置2：開關進行切換動作，主觸頭打開，過渡弧觸頭合上，負載電流由主通斷觸頭輸出，輸出電壓不變；位置3：主通斷觸頭打開，產生電弧，電弧熄滅后在斷口處產生恢復電壓，負載電流由過渡觸頭經電阻輸出，輸出電壓V=Va—IR；位置4：主通斷觸頭分接上過渡觸頭合上，同閉形成橋接，產生循環電流Ic=V st/2R，負載電流由觸頭輸出Im=（IR+V s t）/2R，輸出電壓V=V a—（Vst+IR）/2；位置5：過渡觸頭打開，主通斷觸頭分接開關接通，負載電流由過渡觸頭輸出，輸出電壓V=Va—（IR+V st），輸出電壓已改變一分接；位置6：分接主觸頭合上，負載電流由主通斷觸頭輸出；位置7：分接主觸頭合上，過渡觸頭打開，負載電流由主觸頭輸出，輸出電壓V=V a—V st，完成了一次切換過程。變壓器在通電前，先檢查分接的電動機構的動作情況，分接開關進行10個完整的操作循環，檢查分接開關在每個操作位置電動機構和分接開關頭部的位置指示器都顯示相同的位置上，檢查在兩個極限位置上電動機構與機械自動限位功能正常。按下保護繼電器上的試驗按鈕“切除”檢查斷路器是否切除變壓器，檢查確認后，按下保護繼電器上的“運行中”按鈕，變壓器通電，通電檢查，檢查分接開關頭部、保護繼電器和管路各接頭的密封無漏油，電動機構密封良好，電動機構中各控制電器運行狀態正常，無異常現象，有載開關位置指示正確，電壓在額定范圍內運行，調整電壓各擋位正常，調整電壓方便可靠，主變壓器運行正常，克孜爾電廠主變壓器無載調壓改為有載調壓技術改造取得圓滿成功。

5、經濟效益評價

主變壓器無載開關技術改造之前，每年電網要求調整電壓最少是兩次，無載調壓開關必須在停電時調整，每次最少需要5小時，每小時損失電量為15000kw h，每年因調整主變壓器電壓停電損失約54000元左右。主變壓器經過技術改造后，在不停電的情況下，及時方便的調整主變壓器電壓，每次只需4.4秒就能自動完成調整，有載調壓開關安全可靠，經濟效益較好，4年～5年可收回技術改造投資。

6、結論

克孜爾電廠無載調壓開關經過技術改造為有載調壓開關后，主變壓器運行安全可靠，有載調壓開關方便實現遠方和現地操作，無須停電，實現供電的連續可靠，同時維護量大大減少，確保克孜爾電廠安全穩定發供電，滿足人民群眾對電力供應連續可靠性的要求，保證了電網電壓質量和電力系統安全穩定運行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.094