解析1000kv特高压站变压器的运行及其维护

闫亮宇

【摘  要】电力变压器的正常运行能够为电力系统提供稳定可靠电压转换，满足不同用户对不同电压的需求。为了能够实现电力变压器的这一功能，必须在电力变压器运行，选择科学合理的维护方法，才能既提高电力变压器的使用寿命，又能同时保证电力变压器安全可靠的工作，为用户提供优质的电力资源。

【关键词】电力变压器;运行维护

1、特高压变压器结构特点

特高压变压器与常规变压器相比，在结构上具有其特殊性，变压器采用中性点变磁通调压，设置补偿绕组限制因分接位置变化引起的低压电压波动。总体外部结构采用独立外置调压变方式，即变压器主体与调压补偿变分箱布置。这是由于它的“电压高、容量大”等因素所致。以特高压电网常用的ODFPS-1000000/1000单相自耦三绕组变压器为例，在设计方案上采用了以下方式：采用了中性点调压方式，同时保证其高可靠性;自耦变中性点调压为变磁通调压，低压电压将随开关分接位置变化发生较大波动，因此设置了补偿绕组，将补偿绕组串入低压绕组，以达到限制低压电压的波动目的。将调压部分和补偿部分独立出来，将主体变压器与调压补偿变压器分离，同时，将主体变设计成多柱并联结构，减小变压器的运输尺寸，以符合现有的运输条件。

2、特高压变压器组成介绍

2.1主体铁芯的结构型式和特点：1）主体铁芯采用单相五柱式结构，三心柱套线圈。2）铁芯采用日本进口高导磁、低损耗优质晶粒取向冷轧硅钢片叠积，全斜接缝。采用进口的剪切设备和引进技术的叠装设备来进行铁芯制造，保证铁芯的剪切和叠积质量。3）铁芯内设置多个绝缘油道，保证铁芯的有效散热。铁芯小级片和拉板均开有隔磁槽，防止铁芯过热。4）采取拉板、板式夹件、钢拉带、垫脚、上梁等组成的框架式夹紧结构，铁芯拉板、夹件及垫脚等均经过优化计算，以保证产品铁芯夹紧、器身起吊、压紧及短路状态下的机械强度。5）铁芯柱用粘带绑扎机绑扎，以保证足够的拉力，台阶处用圆棍撑紧，保证铁芯的圆度和紧度。6）在夹件上设置了漏磁屏蔽措施，控制产品漏磁及损耗，防止局部过热。7）铁芯及夹件均与油箱可靠绝缘，各自利用接线片引至外部，并引下接地。

2.2调压补偿变工作原理和结构型式：2.2.1调压补偿变的工作原理。变压器分为主体和调压变两部分（见图1产品接线图）。主体和调压变连接组合后可以作为一台完整的变压器使用，主体为采用单相五柱铁芯，其中三心柱套线圈，每柱1/3容量，高、中、低压线圈全部并联。主体油箱外设调压补偿变，内有调压和补偿双器身，设置正反调无载分接开关。调压线圈通过主体低压线圈励磁调压，并连接调压开关。补偿激磁线圈首末端分别与开关K点及引出端连接，其电压和极性随开关调压位置的变化而变化，并通过电磁耦合带动与主体低压线圈串联的低压补偿线圈的变化，从而实现低压电压的补偿，使低压输出电压偏差控制在1%以内。产品的低压和中性点利用主体和调压变两部分各自的套管通过外部分裂导线连在一起，并通过调压补偿变相应套管连接到线路。2.2.2调压补偿变主要结构。①调压和补偿变铁芯均为两柱、口字型铁芯，采用进口高导磁、低损耗优质晶粒取向冷轧硅钢片叠积，全斜接缝。②调压变采用两心柱套线圈的结构。激磁线圈两柱并联，为内屏连续式结构，采用组合导线绕制;调压线圈两柱并联，为螺旋式结构，采用自粘换位导线绕制。补偿变采用单柱套线圈的结构，低压补偿线圈为螺旋式结构，采用自粘换位导线绕制;补偿激磁线圈为连续式结构，采用自粘换位导线绕制。③调压补偿变为自然油循环冷却的散热方式，冷却装置采用片式散热器，箱采用平板筒式结构，可以承受真空133Pa、正压0.1MPa的强度试验。

3、1000kV变压器技术参数

从基本设计原理上来说，1000kV主变压器与常规500kV主变压器并无差别，都是利用电磁耦合原理进行电能传输。但由于本次工程所采用的1000kV主变压器的工作和试验电压极高，容量超大，同时基于1000kV特高压工程的重要影响和意义，1000kV主变压器与常规500kV自耦变压器在一些主要技术参数和结构上还是有一定的差别的。主要体现在：

3.1绝缘耐受强度。1000kV主变压器的工作和试验电压比常规500kV自耦变压器都提高了接近一倍，因此必须采用加强的绝缘覆盖和更大的绝缘距离，同时采用优质的绝缘材料，保证产品的电气性能和安全运行。

3.2调压方式及范围的选择。常规500kV自耦变压器大都采取中压线端调压，调压引线和开关的电压水平为220kV。而1000kV主变压器的中压线端为500kV，如果采用中压线端调压，调压和开关的电压水平将为500kV，这样不仅给产品的设计、制造造成极大困难，更对产品的安全运行不利。因此，1000kV主变压器采用了中压末端，也即中性点调压的调压方式。但自耦变压器的高、中压为公用中性点，采用中性点调压时，各分接位置的匝电势和铁芯磁通密度将发生变化，也就是变磁通调压。如果不采取措施，其低压输出电压也将随分接位置的变化而变化。所以，国内自耦变压器一般不采用中性点调压的方式。

3.3低压补偿。如上所述，1000kV主变压器采取了中性点变磁通调压的调压方式，如果不采取措施，其低压输出电压将随分接位置的变化而变化。经计算，其变化率最大将超过±5%，这是系统运行所不允许的，为了控制这种变化，我们设计了补偿绕组来补偿低压电压，使低压输出电压偏差控制在1%以内。

3.4分箱结构。常规500kV自耦变压器都为一体式结构，而1000kV主变压器采用了主体和调压变分箱的结构。采用这种结构一方面是为了简化1000kV主体的结构，提高1000kV主体的安全性，另一方面是为了系统的长远考虑，在需要将无载调压改造为有载调压时，可仅对调压变进行改造，而主体可以在改造过程中单独继续运行，提高改造的灵活性。

4、电力变压器负荷情况检查

室外安装的变压器，如果没有固定电流表时，应测量最大负荷及代表性负荷。室内安装的变压器有电流表、电压表，应记录每小时负荷，并画出日负荷曲线。测量三相电流的配合情况，对Y、Yno连接的变压器，其中性线的电流不应超过低压绕组额定电流的25%。

变压器运行中电压不应超过额定电压的±5%，如果超过允许范围，应调整变压器的分接开关的位置，使二次侧的电压保持正常。

5、电力变压器的停电清扫

变压器的巡行检查，还应有计划地定期对变压器进行停电清扫，同时进行检查。清扫及检查内容如下：

（1）清扫高、低压侧绝缘套管、变压器外壳及附属设备。（2）检查母线及接线端子等连接处的接触情况，并检查气体继电器的控制导线绝缘及连接情况。（3）检查变压器外壳及中性点接地导线及连接情况。（4）测量变压器的绝缘电阻及接地电阻是否合格。

6、结语

综上所述，我们可以知道，电力变压器运行中的维护检修方法。在实际运行过程中，应根据电力变压器的具体情况，理论联系实际，按照规定的周期及时间，对于变压器进行维护，及时排除可能发生的故障，使得变压器能够正常的工作，保障人身及设备的安全，让电力更好地为人类服务。

参考文献：

[1] 廖自强，余正海.變电运行事故分析及处理[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2] 闰芸，温艳梅.变压器的运行维护和事故处理[J].河北煤炭，2007（6）：2～3.

[3] 潘如政 《电机与变压器检修》化学工业出版社 2005年 7 月

（作者单位：国网山西检修公司）