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一、電力變壓器概述
電子電力變壓器主要是采用(yòng)電力電子技術實現的(de)，其基本原理(lǐ)爲在原方将工頻(pín)信号通(tōng)過電力電子電路轉化(huà)爲高(gāo)頻(pín)信号，即升頻(pín)，然後通(tōng)過中間高(gāo)頻(pín)隔離變壓器耦合到副方，再還(hái)原成工頻(pín)信号，即降頻(pín)。通(tōng)過采用(yòng)适當的(de)控制方案來(lái)控制電力電子裝置的(de)工作，從而将一種頻(pín)率、電壓、波形的(de)電能變換爲另一種頻(pín)率、電壓、波形的(de)電能。由于中間隔離變壓器的(de)體積取決于鐵芯材質的(de)飽和(hé)磁通(tōng)密度以及鐵芯和(hé)繞組的(de)最大(dà)允許溫升，而飽和(hé)磁通(tōng)密度與工作頻(pín)率成反比，這(zhè)樣提高(gāo)其工作頻(pín)率就可(kě)提高(gāo)鐵芯的(de)利用(yòng)率，從而減小變壓器的(de)體積并提高(gāo)其整體效率。
二、提高(gāo)電力變壓器抗短路能力的(de)措施
變壓器的(de)安全、經濟、可(kě)靠運行與出力，取決于本身的(de)制造質量和(hé)運行環境以及檢修質量。本章(zhāng)試圖回答(dá)在變壓器運行維護過程中，有效預防變壓器突發性故障的(de)措施。
電網經常由于雷擊、繼電保護誤動或拒動等造成短路，短路電流的(de)強大(dà)沖擊可(kě)能使變壓器受損，所以應從各方面努力提高(gāo)變壓器的(de)耐受短路能力。變壓器短路沖擊事故的(de)統計結果表明(míng)，制造原因引起的(de)占80%左右，而運行、維護原因引起的(de)僅占10%左右。有關設計、制造方面的(de)措施在第二章(zhāng)已有論述，本章(zhāng)著(zhe)重就運行維護過程中應采取的(de)措施加以說明(míng)。運行維護過程中，一方面應盡量減少短路故障，從而減少變壓器所受沖擊的(de)次數;另一方面應及時(shí)測試變壓器繞組的(de)形變，防患于未然。
(一)規範設計，重視線圈制造的(de)軸向壓緊工藝。制造廠家在設計時(shí)，除要考慮變壓器降低損耗，提高(gāo)絕緣水(shuǐ)平外，還(hái)要考慮到提高(gāo)變壓器的(de)機械強度和(hé)抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多(duō)變壓器都采用(yòng)了(le)絕緣壓闆，且高(gāo)低壓線圈共用(yòng)一個(gè)壓闆，這(zhè)種結構要求要有很高(gāo)的(de)制造工藝水(shuǐ)平，應對(duì)墊塊進行密化(huà)處理(lǐ)，在線圈加工好後還(hái)要對(duì)單個(gè)線圈進行恒壓幹燥,并測量出線圈壓縮後的(de)高(gāo)度;同一壓闆的(de)各個(gè)線圈經過上述工藝處理(lǐ)後，再調整到同一高(gāo)度，并在總裝時(shí)用(yòng)油壓裝置對(duì)線圈施加規定的(de)壓力，最終達到設計和(hé)工藝要求的(de)高(gāo)度。在總裝配中，除了(le)要注意高(gāo)壓線圈的(de)壓緊情況外，還(hái)要特别注意低壓線圈壓緊情況的(de)控制。
(二)對(duì)變壓器進行短路試驗，以防患于未然。大(dà)型變壓器的(de)運行可(kě)靠性，首先取決于其結構和(hé)制造工藝水(shuǐ)平，其次是在運行過程中對(duì)設備進行各種試驗，及時(shí)掌握設備的(de)工況。要了(le)解變壓器的(de)機械穩定性，可(kě)通(tōng)過承受短路試驗，針對(duì)其薄弱環節加以改進，以确保對(duì)變壓器結構強度設計時(shí)做(zuò)到心中有數。
(三)使用(yòng)可(kě)靠的(de)繼電保護與自動重合閘系統。系統中的(de)短路事故是人(rén)們竭力避免而又不能絕對(duì)避免的(de)事故，特别是10KV線路因誤操作、小動物(wù)進入、外力以及用(yòng)戶責任等原因導緻短路事故的(de)可(kě)能性極大(dà)。因此對(duì)于已投入運行的(de)變壓器，首先應配備可(kě)靠的(de)供保護系統使用(yòng)的(de)直流電源，并保證保護動作的(de)正确性。結合目前運行中變壓器杭外部短路強度較差的(de)情況，對(duì)于系統短路跳閘後的(de)自動重合或強行投運，應看到其不利的(de)因素，否則有時(shí)會加劇變壓器的(de)損壞程度，甚至失去重新修複的(de)可(kě)能。目前已有些運行部門根據短路故障是否能瞬時(shí)自動消除的(de)概率，對(duì)近區(qū)架空線(如2km以内)或電纜線路取消使用(yòng)重合問，或者适當延長(cháng)合間間隔時(shí)間以減少因重合閘不成而帶來(lái)的(de)危害，并且應盡量對(duì)短路跳閘的(de)變壓器進行試驗檢查。
(四)積極開展變壓器繞組的(de)變形測試診斷。通(tōng)常變壓器在遭受短路故障電流沖擊後，繞組将發生局部變形，即使沒有立即損壞，也(yě)有可(kě)能留下(xià)嚴重的(de)故障隐患。首先，絕緣距離将發生改變，固體絕緣受到損傷，導緻局部放電發生。當遇到雷電過電壓作用(yòng)時(shí)便有可(kě)能發生匝間、餅間擊穿，導緻突發性絕緣事故，甚至在正常運行電壓下(xià)，因局部放電的(de)長(cháng)期作用(yòng)也(yě)可(kě)能引發絕緣擊穿事故。
因此，積極開展變壓器繞組變形的(de)診斷工作，及時(shí)發現有問題的(de)變壓器，并有計劃地進行吊罩驗證和(hé)檢修，不但可(kě)節省大(dà)量的(de)人(rén)力、物(wù)力，對(duì)防止變壓器事故的(de)發生也(yě)有極其重要的(de)作用(yòng)。
傳遞函數H(jw)(即頻(pín)率響應特性)的(de)零、極點分(fēn)布情況與二端口網絡内的(de)元件及連接方式等密切相關。大(dà)量試驗研究結果表明(míng)，變壓器繞組通(tōng)常在10KZ~1MHZ的(de)頻(pín)率範圍内具有較多(duō)的(de)諧振點。當頻(pín)率低于10KHZ時(shí)，繞組的(de)電感起主要作用(yòng)，諧振點通(tōng)常較少，對(duì)分(fēn)布電容的(de)變化(huà)較不敏感;當頻(pín)率超過1 MHZ時(shí)，繞組的(de)電感又被分(fēn)布電容所旁路，諧振點也(yě)會相應減少，對(duì)電感的(de)變化(huà)較不敏感，而且随著(zhe)頻(pín)率的(de)提高(gāo)，測試回路(引線)的(de)雜(zá)散電容也(yě)會對(duì)測試結果造成明(míng)顯影(yǐng)響。
由于變壓器繞組變形測試儀價格昂貴，且對(duì)人(rén)員(yuán)的(de)素質要求高(gāo)，在生産運行中不易普遍開展。因此，在實際工作中，依據變壓器繞組電容變化(huà)量來(lái)判斷繞組是否變形的(de)方法，可(kě)以作爲頻(pín)率響應法的(de)有益補充。尤其在頻(pín)率響應法不具備條件的(de)情況下(xià)，可(kě)以通(tōng)過橫向、縱向對(duì)比積累的(de)實測電容量，及時(shí)掌握變壓器繞組的(de)工作狀态，以便降低事故發生的(de)概率，确保電網安全穩定的(de)運行。
(五)加強現場(chǎng)施工和(hé)運行維護中的(de)檢查，使用(yòng)可(kě)靠的(de)短路保護系統。現場(chǎng)進行變壓器的(de)安裝時(shí)，必須嚴格按照(zhào)廠家說明(míng)和(hé)規範要求進行施工，嚴把質量關，對(duì)發現的(de)隐患必須采取相應措施加以消除。運行維護人(rén)員(yuán)應加強變壓器的(de)檢查和(hé)維護保修管理(lǐ)工作，以保證變壓器處于良好的(de)運行狀況，并采取相應措施，降低出口和(hé)近區(qū)短路故障的(de)幾率。爲盡量避免系統的(de)短路故障，對(duì)于己投運的(de)變壓器，首先配備可(kě)靠的(de)供保護系統使用(yòng)的(de)直流系統，以保證保護動作的(de)正确性;其次，應盡量對(duì)因短路跳閘的(de)變壓器進行試驗檢查，可(kě)用(yòng)頻(pín)率響應法測試技術測量變壓器受到短路跳閘沖擊後的(de)狀況，根據測試結果有目的(de)地進行吊罩檢查，這(zhè)樣就可(kě)有效地避免重大(dà)事故的(de)發生。
變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結構設計和(hé)制造工藝，且與運行管理(lǐ)、運行條件及施工工藝水(shuǐ)平等方面有很大(dà)的(de)關系，變壓器短路事故對(duì)電網系統的(de)運行危害極大(dà)，爲避免事故的(de)發生，應從多(duō)方面采取有效的(de)控制措施，以保證變壓器及電網系統的(de)安全穩定運行。
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