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試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!

試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
試驗變壓器在電力系統(tǒng)運行中,難以避免地要發(fā)生一些短路事件,視短路事件的嚴(yán)重程度與變壓器抗短路能力的強弱,運氣好時可能會沒有什么大礙,而有時則會發(fā)生損壞。然而一臺配電變壓器的損壞,要短期影響一個工廠企業(yè)的正常營運,而一臺配電變壓器的短路事故,則會影響一個城市地區(qū),且更換難度更大,而修復(fù)需2~3個月。為之帶來巨大的損失。因此,提高電力變壓器的抗短路能力,一直是電力部門十分關(guān)注的事,也是制造部門努力奮斗的主要目標(biāo)。就上海來揚科技有限公司在近些年在電力變壓器短路測試領(lǐng)域里所取得的巨大成果。
20世紀(jì)90年代前,我國只有西安、沈陽、上海、北京4個強電流實驗室(站),其設(shè)施主要是為開關(guān)行業(yè)做開關(guān)容量試驗的,但也能試驗配電變壓器。為此在80年代初、中期,沈陽變壓器研究所負(fù)責(zé)統(tǒng)一設(shè)計的SL7型與老S9—30~1600kVA/10kV配電變壓器,各廠試制的樣機均在以上實驗室(站)做了短路試驗,SL7型試驗合格14臺,老S9型試驗合格12臺。試驗取得成功后又試制新S9型,**批試驗合格37臺,新S9型合格率達(dá)到90%以上(荷蘭KEMA試驗外國配電變壓器,一次合格率50%),截至到1996年,包括S7型在內(nèi)各實驗室(站)已試驗配電變壓器約300臺。其中上海來揚在里面占有舉足輕重的位置。試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
 
十幾年來,我國對配電變壓器做了大量的短路試驗,而且對每一種損壞情況,均做了改進(jìn),從而使合格率達(dá)到90%以上,比國外合格率50%高出很多,這在電網(wǎng)實際運行中已經(jīng)得到證實,取得了可喜成績??梢哉f,配電變壓器的抗短路強度的基本解決靠的是“實際試驗”,這是一條很重要的經(jīng)驗。這是長期以來日積月累的,從而證實了此舉可行。
針對我國缺乏試驗電力變壓器的基地,從而使電力變壓器的抗短路能力難以解決。1986年,國家計委批準(zhǔn)建設(shè)沈陽虎石臺強電流試驗站,該試驗站是由國家貸款,并被批準(zhǔn)請法國EDF公司咨詢,經(jīng)過多年工作,于1993年末完成**期工程,建設(shè)了220kV網(wǎng)絡(luò),安裝2臺1200MVA/0~224kV,經(jīng)國家專家委員會驗收,于1994年1月啟用,在1994、1995年進(jìn)行了大量配電變壓器試驗,取得了經(jīng)驗之后于1996年開始進(jìn)行了110kV級電力變壓器的短路試驗。就一成就是可喜可賀的。試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
 
110kV電力變壓器短路試驗情況試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
 
110kV級電力變壓器是我國輸配電系統(tǒng)中的主要變壓器,產(chǎn)量占變壓器總產(chǎn)量的1/5左右,1995~1996年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映,110kV級變壓器短路事故占該級總事故的5O%,且呈上升趨勢。因此,怎樣提高該級電力變壓器的抗短短路能力,成為廣東增城會議上的主要議題,大家公認(rèn),*好的辦法是用短路試驗驗證。
自1996年開始到2005年上半年,由于電力部門與制造企業(yè)的重視,先后有60多家工廠進(jìn)行了80臺110kV(其中2臺為東北66kV級,2臺出口132kV)電力變壓器的短路試驗一次試驗合格率>96%。合格率高于10kV的配電變壓器。
這些工廠為了能達(dá)到一次試驗合格,都投入了眾多的人力、物力,在產(chǎn)品研制過程中,在設(shè)計、工藝、生產(chǎn)與管理上都下了一定的功夫,無疑對企業(yè)的綜合素質(zhì)是一個很大的提高。2001年上半年試過的45臺產(chǎn)品已有28臺在電網(wǎng)上運行,運行時間*短的一臺也有數(shù)月,其中上海來揚的一臺新產(chǎn)品50000kVA/110kV變壓器已運行了5年多,受到用戶的歡迎。這些工廠在取得試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu),以此為標(biāo)準(zhǔn),成批生產(chǎn)投入電網(wǎng),所以以后再未統(tǒng)計到短路事故。試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
 
國家電力公司與中國電力科學(xué)研究院1995~1999年的統(tǒng)計資料表明,變壓器短路事故已由過去的50%下降到40%,這主要是由于以上一批高可靠性的變壓器投入運行,帶來了系統(tǒng)運行可靠性的提高,應(yīng)該說,初步扼制了110V級變壓器的短路事故。
110kV級變壓器短路試驗還應(yīng)進(jìn)一步擴大**試驗情況試驗變壓器日常使用中的常見性故障的排除方式方法!
 
目前國內(nèi)正常供應(yīng)110V級電力變壓器的工廠有60家,而已做過110kV級變壓器短路試驗的工廠只有100多家,約占55%為數(shù)不多的工廠正在準(zhǔn)備條件,做短路試驗,這需要用戶大力支持,積極采用己做過試驗的產(chǎn)品,讓它在系統(tǒng)中發(fā)揮作用。就制造工廠講,要從設(shè)計、工藝上開展工作,做好充足的物質(zhì)準(zhǔn)備,籌措資金,付諸實施。還應(yīng)該指出,未做過變壓器短路試驗的工廠,應(yīng)抓緊時間進(jìn)行,如此才不會影響訂貨,乃至失去生產(chǎn)的資格。
  試驗結(jié)果顯示:高壓側(cè)測得的局放量為30pC,中壓側(cè)測得的局放量為40pC,低壓側(cè)測得的局放量為45pC,均為背景干擾,未發(fā)現(xiàn)可見局放信號,試驗結(jié)果正常,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。一切參數(shù)都顯示正常。
  為了確保試驗的順利開展,公司超前策劃,多次組織專家對試驗方案進(jìn)行審查論證;業(yè)主項目部積極協(xié)調(diào),保證了一路630kVA的施工電源單獨為局放試驗所用,消除了其他負(fù)載對試驗結(jié)果的影響;同時,積極協(xié)調(diào)現(xiàn)場各參建單位,確保了試驗方案的順利實施,確保了本次試驗的成功。
一、產(chǎn)品概述
LYYDQC系列交流試驗變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ(G)型高壓試驗變壓器的基礎(chǔ)上,按試驗變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)ZBK41006—89要求,經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品,本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門,對各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗,是高壓試驗中必不可少的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
 
針對廣大電力公司對濾油機的故障本公司做了如下的試驗與分析,對的常見故障有濾板損壞和濾板間噴料兩種原因,下面是不同的故障進(jìn)行分析和排除:試驗變壓器
(1)濾板損壞
廂式壓濾機濾板損壞為常見故障。如果濾板損壞的數(shù)量較多時,應(yīng)對以下因素進(jìn)行分析:
①濾板的制造質(zhì)量;
②濾板材質(zhì)的選型和給料泵的里程是否同等;
③隔膜壓榨方式中,應(yīng)同時考慮隔膜板濾油機量和內(nèi)部鋼襯的加工質(zhì)量。
在正常條件下,濾板兩側(cè)壓力處于平衡狀態(tài)。當(dāng)濾板的兩側(cè)處于不同的過濾階段,即一側(cè)為過濾,則另側(cè)為液力擠壓,因而濾板兩側(cè)就形成了壓力差,從而損壞濾板。其原因:
①在卸料過程中,濾板兩側(cè)殘留的泥量相差大,使其形成了壓力差的原因;
②在開始過濾時,給料泵中途停車時間長,從而使濾室內(nèi)半流動狀態(tài)的濾餅出現(xiàn)不同程度的下沉;
③濾板的進(jìn)料孔堵塞。
(2)濾板間噴料 試驗變壓器
自動真空濾油機在過濾作業(yè)中,濾板之間發(fā)生噴料現(xiàn)象,其原因:
①在濾板邊框的壓緊面,濾布出現(xiàn)折疊;
②濾布發(fā)生破損;
③兩側(cè)橫梁出現(xiàn)不同程度的側(cè)向彎曲(水平方向);
④止推板未壓緊或液壓缸的壓緊力偏小。
解決措施為,卸料時仔細(xì)清理濾板壓緊面上的殘留濾餅(尤其是下部),或者及時沖洗濾板,為過濾,另一側(cè)為液力擠壓,濾板兩側(cè)形成了壓力差,從而損壞濾板。其原因:
①卸料過程中,濾板兩側(cè)殘留的泥量相差大;
②開始過濾后,給料泵中途停車時間較長,濾室內(nèi)半流動狀態(tài)的濾餅出現(xiàn)不同程度的下沉;
③濾板的進(jìn)料孔堵塞。
(2)濾板間噴料
自動真空濾油機在過濾作業(yè)中,濾板之間發(fā)生噴料現(xiàn)象,其原因:
①在濾板邊框的壓緊面,濾布出現(xiàn)折疊;
②濾布發(fā)生破損;
③兩側(cè)橫梁出現(xiàn)不同程度的側(cè)向彎曲(水平方向);
④止推板未壓緊或液壓缸的壓緊力偏小。
綜合上訴兩點,且出臺解決措施,卸料時仔細(xì)清理濾板壓緊面上的殘留濾餅(尤其是下部),或者及時沖洗濾板,保證濾板壓緊面的清潔;將濾布捆綁好,保證其平整性。這樣才能更好的使濾油機得以工作。
 
在電力系統(tǒng)的保護和控制中經(jīng)常需要由電氣測量量計算工頻量及其他周期分量和非周期分量,這些計算量的精度直接影響后續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)分析和控制效果的優(yōu)劣。通常,采用*小二乘法或傅氏算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算。理論上,*小二乘法比較適用于線性系統(tǒng),特別適合于所有觀察結(jié)果置信度相同的情況。但是,在電力系統(tǒng)運行中,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變動時,卻不能被看作是一個線性系統(tǒng),因此這種方法的濾波特性較差,計算精度很難保證。文獻(xiàn)通過遞推或遞歸*小二乘法減少計算量,但是計算精度沒有提高。提出了一種*佳權(quán)重*小二乘法,但并未提高計算精度,而且還增大了計算量。傅氏算法的濾波特性好,但所需數(shù)據(jù)窗長,不僅受非周期分量影響,其計算諧波分量的精度也較差。提出一種改進(jìn)算法對衰減直流分量進(jìn)行補償,理論上可以消除直流分量對基波及各次諧波幅值和相位的影響,但是實際電氣測量量必然存在一定誤差,因此    
該算法計算結(jié)果仍有較大誤差。針對此問題,上海來揚科技有限公司專業(yè)人士提出的*佳平方逼近算法,這種方法不但能夠同時計算出電流、電壓模型中的基波和各次諧波幅值及相角,而且在具有較高計算精度的前提下,通過改進(jìn)*佳平方逼近算法,減少了計算量、提高了計算速度,使其與*小二乘法計算速度相當(dāng)。該算法可以在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
  2仿真分析 試驗變壓器  2.1數(shù)學(xué)仿真
  根據(jù)電力系統(tǒng)的特點,本文對系統(tǒng)含有低頻分量和不含低頻分量的2種情況分別進(jìn)行了仿真分析。以電流分析為例,首先建立含有衰減直流分量及非整倍數(shù)頻率分量的仿真模型。
  對于電力系統(tǒng)繼電保護,2次諧波主要應(yīng)用于變壓器差動保護,3次諧波能應(yīng)用于定子接地等電機保護,5次諧波能應(yīng)用于小電流接地選相,其他高次諧波在電力系統(tǒng)中還沒有明確的應(yīng)用。所以一般計算到5次諧波就能滿足當(dāng)前繼電保護的需要。
  原始波形和本算法計算出的基波到5次諧波及直流分量幅值變化的波形可以看出,即使在有高次諧波和衰減的直流分量及噪聲的影響下,對各次諧波幅值的計算依然準(zhǔn)確,其中本算法計算出的基波誤差不超過0.2%,2次諧波誤差不超過0.897%,3次諧波誤差不超過0.964%,4次諧波誤差不超過4.25%,5次諧波誤差不超過0.223%,直流分量誤差不超過9.7%。而在相同情況下,用*小二乘法計算出的基波*大誤差為1.604%,2次諧波的*大誤差為4.35%,3次諧波的*大誤差為5.45%,4次諧波的*大誤差為21.3%,5次諧波的*大誤差為5.67%,并且其計算出的直流分量振蕩。
  當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生低頻擾動時,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)仿真模型。
  原始波形和通過本算法計算出的基波到5次諧波幅值變化波形。計算出的基波誤差不超過2.102%,2次諧波誤差*大不超過4.83%,3次諧波和5次諧波*大誤差不超過6.4%。
  而在相同情況下,用*小二乘法計算出的基波誤差為2.244%,2次諧波誤差為5.52%,3次諧波和5次諧波*大誤差為6.5%?;ǖ?次諧波幅值變化波形可見,即使還有較大低頻分量,本算法計算出來的基波,2次、3次和5次諧波的誤差也不是太大,比傅氏算法精度高,與*小二乘法相當(dāng),但是比*小二乘法穩(wěn)定性高,滿足電力系統(tǒng)分析的要求。在CPU使用AthlonXP2500+(主頻1833MHz),并在Matlab7.0中進(jìn)行計算的情況下,*小二乘算法所需時間為0.2587ms;用本算法進(jìn)行計算時,所需時間0.2641ms??梢?,本算法在提高了計算精度的情況下,運算時間與*小二乘算法相差不大。
  通過上述數(shù)學(xué)仿真模型驗證了本算法在含有高次諧波和非周期分量情況下,依然能夠準(zhǔn)確計算出基波和各次諧波的量值,而且計算精度受低頻分量大小影響比較小,穩(wěn)定性高。
  如何提高信號分析的**指數(shù)

3.2暫態(tài)仿真通過電磁暫態(tài)仿真程序ATP(AlternativeTran-sientsProgram)對輸電線路三相接地故障進(jìn)行仿真分析。其中,采樣頻率為2kHz,0.04s發(fā)生三相接地故障。仿U1,U2為電源;M,N為母線)。
  當(dāng)發(fā)生三相金屬性故障時,通過本算法對采集到的A相電流數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,分析其基波和各次諧波幅值,圖6當(dāng)接地電阻為100Ω時,通過本算法對采集到的A相電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計算其基波和各次諧波幅值,0.03 ̄0.07sA相電流波形及本算法計算所得基波至5次諧波幅值變化波形可見,故障20ms后,本算法計算出電流基波的誤差為0.1468%。而*小二乘法計算出電流基波的誤差為1.0427%。
  故障20ms后,本算法計算出電流基波的誤差為0.7956%,而*小二乘法計算出電流基波的誤差為1.3769%。
  由此可見,在1個周期后,本算法能準(zhǔn)確計算出基波的幅值,完全能滿足保護測距和故障定位的要求。
  3結(jié)語 試驗變壓器  通過不同數(shù)學(xué)仿真及對各種故障類型下ATP仿真試驗數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明,本文所提出的改進(jìn)*佳平方逼近算法能夠準(zhǔn)確、快速地計算出測量量中的周期分量。相對于*小二乘算法,本算法計算精度高、穩(wěn)定性好;相對于傅氏算法,本算法能準(zhǔn)確提取各次諧波分量,而且計算精度受非周期分量大小的影響很小,因此應(yīng)用此方法能夠有效提高對電力系統(tǒng)測量信號分析的精度。
 
上海來揚總結(jié)申報承試四級資質(zhì)所需設(shè)備配置清單?
序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 用 途
1、絕緣電阻測試儀 LYZT5500 1臺 絕緣電阻測量,變壓器繞組絕緣電阻及吸收比測量
2、輕型高壓試驗變壓器 (含控制臺) YD -10KVA/100KV 1套耐壓試驗
3、直流電阻測試儀 ZGY-IV 1臺 變壓器繞組測量
4、回路電阻測試儀 HLY-III  1臺 導(dǎo)電回路接觸電阻測量
5、接地電阻測試儀 LYJD 1臺 接地電阻測量
6、直流高壓發(fā)生器 LYZGY2000-120KV/2mA 1套 直流耐壓和直流泄漏測量
避雷器直流參考電壓和直流泄漏電流試驗
7、交直流分壓器 FRC系列 1臺試驗電壓測量
8、電容式分壓器高壓測量系統(tǒng) FRC系列 1臺 試驗電壓測量
9、電壓互感器 LYHG-35 1臺 試驗電壓測量
10、交直流伏特表1只 試驗電壓測量
11、平均值電壓表1只 試驗電壓測量
12、萬用表 1只 試驗電壓測量
13、直流毫伏表 1只 電壓測量
14、變比測試儀 BZC型 1臺變壓器變比測量
15、氧化鋅避雷器特性測試儀 YBL-III 1臺 避雷器阻性電流測量
16、真空度測試儀LYZKY2000 1臺 測量真空開關(guān)的真空度
17、伏安特性測試儀 LYFA-800 1臺 VA特性測試
18、單相接觸調(diào)壓器 3KVA 1臺 調(diào)壓
19、三相接觸調(diào)壓器 15KVA 1臺 調(diào)壓
20、高壓開關(guān)綜合測試儀 GKC-H  1臺 高壓開關(guān)機械動作特性測量
21、自動介損測試儀 JSY-5  1臺 電容和介質(zhì)損耗測量
22、微機繼電保護測試儀 LY660  1臺 繼電保護調(diào)試
23、精密電流互感器 600/5A 1臺 電流測量
24、數(shù)字鉗式電流表 LY5000 1只 電流測量
25、數(shù)字直流微安表 SWB-II  1只 電流測量
26、鉗型相位伏案表 LYXW6000  1只 電流電壓回路檢查
27、高壓核相設(shè)備 TAG-9000  1套 核相
28、低功率因數(shù)瓦特表 1只 功率測量
29、變壓器損耗參數(shù)測量儀 BDS 1臺 短路阻抗和負(fù)載損耗、空載電流和空載損耗測量
30、三表檢驗裝置 LYDJ-III 1套 校驗電流、電壓、功率表
31、**工器具 含高壓定相器,拉閘桿、接地棒,驗電器 1套 **保護