一、電力變壓器概述

  電子電力變壓器主要是采用電力電子技術(shù)實(shí)現的，其基本原理為在原方將工頻信號通過(guò)電力電子電路轉化為高頻信號，即升頻，然后通過(guò)中間高頻隔離變壓器耦合到副方，再還原成工頻信號，即降頻。通過(guò)采用適當的控制方案來(lái)控制電力電子裝置的工作，從而將一種頻率、電壓、波形的電能變換為另一種頻率、電壓、波形的電能。由于中間隔離變壓器的體積取決于鐵芯材質(zhì)的飽和磁通密度以及鐵芯和繞組的最大允許溫升，而飽和磁通密度與工作頻率成反比，這樣提高其工作頻率就可提高鐵芯的利用率，從而減小變壓器的體積并提高其整體效率。

  二、提高電力變壓器抗短路能力的措施

  變壓器的安全、經(jīng)濟、可靠運行與出力，取決于本身的制造質(zhì)量和運行環(huán)境以及檢修質(zhì)量。本章試圖回答在變壓器運行維護過(guò)程中，有效預防變壓器突發(fā)性故障的措施。

  電網(wǎng)經(jīng)常由于雷擊、繼電保護誤動(dòng)或拒動(dòng)等造成短路，短路電流的強大沖擊可能使變壓器受損，所以應從各方面努力提高變壓器的耐受短路能力。變壓器短路沖擊事故的統計結果表明，制造原因引起的占80%左右，而運行、維護原因引起的僅占10%左右。有關(guān)設計、制造方面的措施在第二章已有論述，本章著(zhù)重就運行維護過(guò)程中應采取的措施加以說(shuō)明。運行維護過(guò)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次數;另一方面應及時(shí)測試變壓器繞組的形變，防患于未然。

  (一)規范設計，重視線(xiàn)圈制造的軸向壓緊工藝。制造廠(chǎng)家在設計時(shí)，除要考慮變壓器降低損耗，提高絕緣水平外，還要考慮到提高變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多變壓器都采用了絕緣壓板，且高低壓線(xiàn)圈共用一個(gè)壓板，這種結構要求要有很高的制造工藝水平，應對墊塊進(jìn)行密化處理，在線(xiàn)圈加工好后還要對單個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行恒壓干燥,并測量出線(xiàn)圈壓縮后的高度;同一壓板的各個(gè)線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)上述工藝處理后，再調整到同一高度，并在總裝時(shí)用油壓裝置對線(xiàn)圈施加規定的壓力，最終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中，除了要注意高壓線(xiàn)圈的壓緊情況外，還要特別注意低壓線(xiàn)圈壓緊情況的控制。

  (二)對變壓器進(jìn)行短路試驗，以防患于未然。大型變壓器的運行可靠性，首先取決于其結構和制造工藝水平，其次是在運行過(guò)程中對設備進(jìn)行各種試驗，及時(shí)掌握設備的工況。要了解變壓器的機械穩定性，可通過(guò)承受短路試驗，針對其薄弱環(huán)節加以改進(jìn)，以確保對變壓器結構強度設計時(shí)做到心中有數。

  (三)使用可靠的繼電保護與自動(dòng)重合閘系統。系統中的短路事故是人們竭力避免而又不能絕對避免的事故，特別是10KV線(xiàn)路因誤操作、小動(dòng)物進(jìn)入、外力以及用戶(hù)責任等原因導致短路事故的可能性極大。因此對于已投入運行的變壓器，首先應配備可靠的供保護系統使用的直流電源，并保證保護動(dòng)作的正確性。結合目前運行中變壓器杭外部短路強度較差的情況，對于系統短路跳閘后的自動(dòng)重合或強行投運，應看到其不利的因素，否則有時(shí)會(huì )加劇變壓器的損壞程度，甚至失去重新修復的可能。目前已有些運行部門(mén)根據短路故障是否能瞬時(shí)自動(dòng)消除的概率，對近區架空線(xiàn)(如2km以?xún)?或電纜線(xiàn)路取消使用重合問(wèn)，或者適當延長(cháng)合間間隔時(shí)間以減少因重合閘不成而帶來(lái)的危害，并且應盡量對短路跳閘的變壓器進(jìn)行試驗檢查。

  (四)積極開(kāi)展變壓器繞組的變形測試診斷。通常變壓器在遭受短路故障電流沖擊后，繞組將發(fā)生局部變形，即使沒(méi)有立即損壞，也有可能留下嚴重的故障隱患。首先，絕緣距離將發(fā)生改變，固體絕緣受到損傷，導致局部放電發(fā)生。當遇到雷電過(guò)電壓作用時(shí)便有可能發(fā)生匝間、餅間擊穿，導致突發(fā)性絕緣事故，甚至在正常運行電壓下，因局部放電的長(cháng)期作用也可能引發(fā)絕緣擊穿事故。

  因此，積極開(kāi)展變壓器繞組變形的診斷工作，及時(shí)發(fā)現有問(wèn)題的變壓器，并有計劃地進(jìn)行吊罩驗證和檢修，不但可節省大量的人力、物力，對防止變壓器事故的發(fā)生也有極其重要的作用。

  傳遞函數H(jw)(即頻率響應特性)的零、極點(diǎn)分布情況與二端口網(wǎng)絡(luò )內的元件及連接方式等密切相關(guān)。大量試驗研究結果表明，變壓器繞組通常在10KZ~1MHZ的頻率范圍內具有較多的諧振點(diǎn)。當頻率低于10KHZ時(shí)，繞組的電感起主要作用，諧振點(diǎn)通常較少，對分布電容的變化較不敏感;當頻率超過(guò)1 MHZ時(shí)，繞組的電感又被分布電容所旁路，諧振點(diǎn)也會(huì )相應減少，對電感的變化較不敏感，而且隨著(zhù)頻率的提高，測試回路(引線(xiàn))的雜散電容也會(huì )對測試結果造成明顯影響。

  由于變壓器繞組變形測試儀價(jià)格昂貴，且對人員的素質(zhì)要求高，在生產(chǎn)運行中不易普遍開(kāi)展。因此，在實(shí)際工作中，依據變壓器繞組電容變化量來(lái)判斷繞組是否變形的方法，可以作為頻率響應法的有益補充。尤其在頻率響應法不具備條件的情況下，可以通過(guò)橫向、縱向對比積累的實(shí)測電容量，及時(shí)掌握變壓器繞組的工作狀態(tài)，以便降低事故發(fā)生的概率，確保電網(wǎng)安全穩定的運行。

  (五)加強現場(chǎng)施工和運行維護中的檢查，使用可靠的短路保護系統。現場(chǎng)進(jìn)行變壓器的安裝時(shí)，必須嚴格按照廠(chǎng)家說(shuō)明和規范要求進(jìn)行施工，嚴把質(zhì)量關(guān)，對發(fā)現的隱患必須采取相應措施加以消除。運行維護人員應加強變壓器的檢查和維護保修管理工作，以保證變壓器處于良好的運行狀況，并采取相應措施，降低出口和近區短路故障的幾率。為盡量避免系統的短路故障，對于己投運的變壓器，首先配備可靠的供保護系統使用的直流系統，以保證保護動(dòng)作的正確性;其次，應盡量對因短路跳閘的變壓器進(jìn)行試驗檢查，可用頻率響應法測試技術(shù)測量變壓器受到短路跳閘沖擊后的狀況，根據測試結果有目的地進(jìn)行吊罩檢查，這樣就可有效地避免重大事故的發(fā)生。