淺談500kV三相油浸式變壓器替換運行的研究與實踐

楊志

摘 要：某電廠主變壓器由于出現嚴重內部故障退出運行，附近電廠1號變壓器在經過適應性改造，進而替代主變壓器運行。措意，發電公司在抗短路能力、現場尺寸匹配等方面都出現了變化，進而對變壓器替換運行狀態進行研究具有重要現實意義。

關鍵詞：變壓器；油色譜分析；抗短路能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.180

0 前言

500kv變壓器作為我國超高壓電路系統主要變壓器類型，在現場實際應用過程中，一般廠家都按照訂單生產，需要對多個方面參數設計，例如接線組別、接地方式、安裝尺寸等。正常情況下，變壓器要是型號不同，雙方是無法相互替代運行。但是要是變壓器出現故障，并且檢修時間較長，考慮其他變壓器性能，進而可以應用其他變壓器替代運行。

1 變壓器替換運行研究

（1）主變參數對比。某電廠主變壓器（后簡稱主變壓器）和附近電廠1號變壓器（后簡稱1號變壓器）在技術性能上來說，二者在高低側電壓上相同，所存在的差異主要表現在以下幾方面：

1）容量偏差。附近電廠1號變壓器運行額定容量為240MVA，某電廠主變壓器運行額定容量為300MVA。在解決兩個變壓器額定容量偏差中，主變壓器在替換為1號變壓器之后，機組出力也受到一定約束。

2）有關參數缺失。由于并未收集到的某電廠2號變壓器抗短路性能方面有關參數，進而主變壓器和1號變壓器之間參數無法進行對比，需要在收集到新變壓器抗短路性能參數之后，才可以對抗短路能力參數計算。3）變壓器外形尺寸偏差。主變壓器和1號變壓器由于在冷卻器管路安裝上存在偏差，造成變壓器外形尺寸不同。在對變壓器尺寸問題解決中，可以通過在1號變壓器高壓側安裝過度套管形式，提高高壓側高度，讓1號變壓器可以和原有套管相匹配。在低壓軟連接上，采取現場檢測重新制作方式，滿足低壓軟現場實際安裝要求。

（2）抗短路能力分析。變壓器在出口位置上，經常容易出現短路情況，繞組內部產生短路電流，增加線圈所需要承受的點動力。一旦變壓器在出現短路問題之后，非常容易造成線圈變形、絕緣損壞問題，甚至還會造成線圈出現崩斷情況，讓變壓器無法正常運行。由于1號變壓器所具有的短路電流參數已經收集完畢，進而只需要對變壓器高度及短路電流進行計算，然后和變壓器允許短路電流比較。要是變壓器實際產生的短路電流低于變壓器允許短路電流，也就表示該變壓器所具有的抗短路性能在滿足某電廠現場運行實際要求[1]。

1）參數歸算。在參數歸算過程中，以100MVA作為基準容量，整個計算全部按照系統允許最大方式計算，電力系統正常電阻抗為0.0078，高壓側有效值為1.8KA，最大允許峰值為2.55KA；低壓側有效值為62.7KA，最大允許峰值為98.47KA。2）三相短路電流計算。①2號變壓器高壓側短路。在對主變壓器短路電流計算過程中，僅僅對發動機所產生的短路電流計算，忽視電力系統所產生的短路電流。按照發電機電路電流周期表上的數值可知，2號變壓器短路電流為3.14KA，高壓側短路電流有效值為1.158KA，低壓側短路電流有效值為36.14KA。②2號變壓器測低壓側短路。變壓器低壓側在出現短路之后，在對短路電流數值計算上，僅僅對電力系統及有關變壓器所產生的短路電流計算，暫時忽略發電機所產生的短路電流，該短路電流對變壓器抗短路性能并不會造成任何影響。按照發電機電路電流周期表上的數值可知，變壓器電流為1.184KA情況下，高壓側短路電流有效值為64.18KA，低壓側短路電流有效值為60.48KA。③抗短路能力分析。按照上文分析可知，在對變壓器高壓側及低壓側短路計算之后，變壓器所經過的電流都要小于1號變壓器額定短路電流。這也就表明，500kV系統及發電機在出現故障之后，變壓器抗短路性能可以滿足某電廠運行要求。

2 變壓器互替運行改造實踐

經過前期準備之后，某電廠連同勘測研究院一同編制了500kv三相油浸式變壓器替換運動報告。按照仿真變壓器尺寸及內部電場之后，在保證變壓器內部電場強度前提條件之下，通過重新制造變壓器高座及過渡電纜的形式，有效解決了不同型號變壓器在尺寸方面存在的不一致問題。

變壓器在替換運行22個小時之后，對變壓器內部清潔度進行了檢查，并且安裝部分配件，讓變壓器處于室內運行狀態下。按照主變壓器高壓側套管實際位置，確定變壓器高壓側套管位置，進而保證變壓器在安裝過程中，盡可能減小導體與高壓側套管之間的連接偏差。三相高座在完成安裝之后，需要立即和主變壓器連接，并且讓二者處于真空狀態。高壓套管需要按照有關規章程序要求，進行高壓套管檢測實驗，只有高壓套管在符合標準之后，才可以進行安裝。

高壓側套管在安裝完畢之后，冷卻器需要到現場進行裝配，按照1號變壓器油箱冷卻位置，重新對1號變壓器冷卻管進行焊接。某電廠在對1號變壓器改造安裝完畢之后，變壓器運行基本符合某電廠要求，氣體檢測、變壓器油常規、色譜分析全部都合格。主變壓器在沖擊試驗沒有出現異常情況之下，已經允許投入火電廠運行，檢查主變壓器在滿負荷狀態下溫度、油溫等沒有出現異常情況，油常規檢驗合格。500kv三相油浸式變壓器替換改造取得了成功。一旦變壓器出現故障情況下，發電機運行就會受到影響，這對于某電廠而言，所產生經濟損失，替換變壓器就為電廠解決變壓器提供了有效方案[2]。

3 結論

1號變壓器和某電廠主變壓器在開關檔位及額定電壓上下寧通，這也就具備了不同型號變壓器替換運行的基礎條件，但是兩個變壓器在短路抗組及尺寸方面還存在一定偏差。在經過技術改造及電場強度計算之后，1號變壓器基本上符合了替換運行要求。1號變壓器在替換主變壓器運行3個月時間內，并沒有出現任何異常情況，發電量超過8500萬KW.h，取得了良好社會效益及經濟效益。

參考文獻：

[1]區偉潮，張乾良，歐明秀.500kV主變單相替換對主保護的影響分析[J].電力科學與技術學報，2012（01）：75-80.

[2]邱桂華，呂睿博，陸錦培.500kV主變參數不對稱下的穩態特性研究[J].陜西電力，2015（04）：61-65.endprint