電力變壓器電氣性能研究進(jìn)展

【摘 要】本文對(duì)油浸式電力變壓器的電氣性能研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，并且詳細(xì)闡述了研究油浸式電力變壓器電氣性能的重要性，并對(duì)其電氣性能研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討與介紹。

【關(guān)鍵詞】變壓器；電氣性能；進(jìn)展；趨勢(shì)

0 前言

變壓器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，使用量大，主要功能有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓等。其基本形式就是兩組繞有導(dǎo)線的線圈，當(dāng)一組線圈有交流電流過(guò)時(shí)，在另一組線圈中就會(huì)感應(yīng)出具有相同頻率的交流電壓，感應(yīng)電壓的大小取決于兩線圈耦合程度和磁交鏈程度，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。由于變壓器對(duì)我們的生產(chǎn)、生活用電密切相關(guān)，對(duì)電力變壓器的電氣性能的研究就顯得非常重要。

1 研究油浸式電力變壓器電氣性能的重要性

作為電能傳輸和保證電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的重要工具，變壓器的電氣性能關(guān)乎電力系統(tǒng)能否正常有效地運(yùn)行。因此，研究變壓器的電氣性能就顯得相當(dāng)重要。世界上很多國(guó)家，例如：美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，以及中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家的電力系統(tǒng)中絕大多數(shù)都采用油浸式電力變壓器作為電能傳輸和電量轉(zhuǎn)換的主要電氣設(shè)備，也就是說(shuō)，現(xiàn)在的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用量最大的是油浸式電力變壓器。

此外，雖然其他的電力變壓器也在使用和研究，但是技術(shù)方面相比較而言較為成熟的還是油浸式電力變壓器。雖然油浸式電力變壓器的電氣性能還不能達(dá)到理想狀態(tài)，但是，不論是過(guò)去、現(xiàn)在、還是未來(lái)，從它誕生的時(shí)刻起，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家和學(xué)者對(duì)它的研究從未止步，依然在不斷地進(jìn)行，并不斷地取得新成就。

2 油浸式電力變壓器電氣性能研究進(jìn)展

目前對(duì)油浸式變壓器的電氣性能研究比較多的就是變壓器用油和油浸式絕緣紙，對(duì)這兩個(gè)方面的研究已成為一個(gè)熱點(diǎn)。不論是從實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行研究還是從原理上分析，現(xiàn)在對(duì)這兩個(gè)影響油浸式變壓器電氣性能因素的研究還不夠深入。

不同國(guó)家的變壓器用油可能不同，不同油的主要成分及各成分的比例也可能不同，所以現(xiàn)在對(duì)變壓器用油的研究一般都是以某種變壓器專(zhuān)用油為例進(jìn)行分析和研究的，盡管如此，但對(duì)油浸式電力變壓器用油的研究一般主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，一方面，是對(duì)油中各種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)與分析，通過(guò)檢測(cè)來(lái)確定油中各物質(zhì)在變壓器運(yùn)行中的變化情況，根據(jù)變化情況反映出各種物質(zhì)的作用，通過(guò)分析來(lái)確定各物質(zhì)扮演的角色，對(duì)變壓器運(yùn)行有什么樣的影響，比如對(duì)油中含水量、油中糠醛、油中含氧量、油中固體顆粒物[1]的研究正是從這些方面來(lái)進(jìn)行的；第二方面是從原理上進(jìn)行探索與研究，通過(guò)分析油的組成、各種元素含量的變化、各分子原子的結(jié)合等方面來(lái)分析變壓器用油對(duì)油浸式電力變壓器電氣性能的影響，進(jìn)而可以在此基礎(chǔ)上對(duì)變壓器用油進(jìn)行改良。對(duì)油的改良方法也很多，主要地還是從三方面著手，一個(gè)是從工藝流程上進(jìn)行技術(shù)改造，比如：在進(jìn)行變壓器用油生產(chǎn)、運(yùn)輸、加注時(shí)，要提高氣密性；在提煉變壓器用油時(shí)，使用多次過(guò)濾，盡量減少油雜質(zhì)的含量；在使用前，對(duì)用油進(jìn)行脫水處理等。另一個(gè)是從油本身來(lái)進(jìn)行改良，分析油中各成分的影響，明確影響原因及過(guò)程，通過(guò)改變油中各物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)可對(duì)變壓器電氣性能進(jìn)行有效的提升。還有一個(gè)就是要從變壓器管理制度上進(jìn)行，為了掌握油的老化及變壓器的運(yùn)行情況，還要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如對(duì)變壓器油進(jìn)行定期抽樣試驗(yàn)，這對(duì)發(fā)現(xiàn)早期絕緣故障、減少設(shè)備停電、提高供電可靠性[2]具有重大意義，也對(duì)國(guó)家對(duì)電力的監(jiān)督和管理、對(duì)減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失有借鑒和指導(dǎo)意義。

對(duì)絕緣紙的研究是現(xiàn)在對(duì)油浸式電力變壓器的又一大主題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此也頗感興趣。油浸式絕緣紙?jiān)谧儔浩饔糜秃丸F芯之間，與二者之間的接觸面較大，起著非常重要的作用，是油浸式變壓器中必不可少的一個(gè)部分。現(xiàn)在對(duì)絕緣紙的研究主要包括：絕緣紙的性能研究、絕緣紙的老化、絕緣紙的降解等。這些方面的研究工作主要目的是揭示絕緣紙?jiān)谧儔浩鬟\(yùn)行過(guò)程中的微觀機(jī)理，幫助分析絕緣紙的老化和降解過(guò)程，總結(jié)絕緣紙內(nèi)部和外部因素對(duì)其機(jī)理的影響，目標(biāo)是全面了解絕緣紙的各項(xiàng)性能，進(jìn)而為提高絕緣紙電氣性能以及為提高變壓器電氣性能提供理論依據(jù)和找到適當(dāng)方法。

現(xiàn)在可供研究變壓器油和絕緣紙的方法也很多，總結(jié)起來(lái)有三種。一種是用實(shí)驗(yàn)方法[3]進(jìn)行測(cè)量和記錄，然后對(duì)搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，找出隱藏在數(shù)據(jù)中的規(guī)律，進(jìn)行闡述和說(shuō)明，這種方法是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、總結(jié)、分析，進(jìn)而找出能夠合理解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可能原因；另一種是進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒?gòu)建模型，對(duì)模型進(jìn)行過(guò)程計(jì)算，進(jìn)而對(duì)可能發(fā)生的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)記錄，通過(guò)過(guò)程模擬，為油和絕緣紙的微觀運(yùn)行機(jī)制和機(jī)理研究提供參考；還有一種是進(jìn)行理論分析，這種研究方式要要一定的理論基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和計(jì)算機(jī)的過(guò)程模擬，結(jié)合相關(guān)的理論成果，通過(guò)分析、歸納、總結(jié)后對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和計(jì)算機(jī)模擬過(guò)程進(jìn)行理論解釋?zhuān)@種方法抓住了事物發(fā)展的本質(zhì)，不僅能很好地解釋已經(jīng)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算模擬，而且還能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 油浸式電力變壓器電氣性能的研究趨勢(shì)

在分析目前對(duì)油浸式電力變壓器電氣性能的研究和綜合考慮目前科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，未來(lái)對(duì)其研究呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：

3.1 注重油浸式電力變壓器的整體電氣性能指標(biāo)

變壓器是由很多部件組成的一個(gè)整體，在電力系統(tǒng)中，注重的是變壓器的整體性能，不會(huì)在意變壓器的內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境，這就說(shuō)明未來(lái)對(duì)變壓器電氣性能的研究中，有可能還會(huì)對(duì)整個(gè)變壓器的結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變，從而提升整個(gè)電網(wǎng)的性能。

3.2 對(duì)變壓器用油和絕緣紙的研究更加深入

現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越迅速，技術(shù)的更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，隨著未來(lái)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)變壓器用油和絕緣紙的微觀機(jī)理和在分子原子級(jí)的深入研究會(huì)不斷展開(kāi)，最終會(huì)使人們徹底了解油浸式電力變壓器內(nèi)部油和紙的作用原理。

3.3 油浸式變壓器的電氣性能越來(lái)越好

隨著我們不斷開(kāi)拓思維，在不斷探索變壓器油和紙的原理過(guò)程中，會(huì)有越來(lái)越多的改良變壓器電氣性能的方案被不斷提出，這對(duì)提高變壓器電氣性能有決定性影響。

研究方式呈現(xiàn)多樣化，研究途徑多元化。現(xiàn)在我們已經(jīng)有很多研究方式，在未來(lái)的研究道路上，會(huì)將其他科學(xué)研究的方法運(yùn)用于油浸式電力變壓器電氣性能的研究中，了解知識(shí)和研究的途徑也會(huì)呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì)。

3.4 學(xué)科交叉增多，難度加大

隨著我們一層一層地揭開(kāi)科學(xué)的神秘面紗，逐漸深入研究，涉及到的知識(shí)會(huì)越來(lái)越多，多種學(xué)科交叉，當(dāng)然，難度會(huì)增加。

3.5 因素增多，綜合性增強(qiáng)

在對(duì)油和紙的研究中，還會(huì)涉及到電、磁、輻射、光等多種因素，現(xiàn)實(shí)生活中，這些因素真實(shí)地存在，然而，現(xiàn)在的研究還不能完全考慮這些因素，未來(lái)的研究這些因素的綜合性有增強(qiáng)的趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文中關(guān)于油浸式電力變壓器電氣性能的研究趨勢(shì)與其他類(lèi)型的變壓器相同，只是不同的變壓器在具體的表現(xiàn)上略有差異，本文內(nèi)容不僅是對(duì)電力變壓器研究發(fā)展有一定意義，而且對(duì)其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有一定的指導(dǎo)作用。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]呂健，詹懷宇，晉華春.電力變壓器絕緣紙的性能及其絕緣老化[J].中國(guó)造紙，2008，27（5）：54-58.

[3]錢(qián)藝華，吳海燕，蘇偉，等.不同變壓器油電氣性能的對(duì)比研究[J].變壓器，2012，49（4）：29-33.

[責(zé)任編輯：曹明明]