浅论主变压器无载调压开关改造为有载调压开关的可行性

段新文 新疆阿克苏地区克孜尔电厂

浅论主变压器无载调压开关改造为有载调压开关的可行性

段新文 新疆阿克苏地区克孜尔电厂

本文介绍克孜尔电厂通过采用先进的技术对落后老设备改造，将无载调压变压器改造为有载调压变压器，提高了机组的利用效率，增加了电厂经济收入，满足电网对供电质量的考核要求，向电网提供优质可靠的电能，保障用户正常用电。

主变压器； 有载调压开关； 电网电压 ；技术改造

1、前言

克孜尔电厂位于阿克苏地区拜城县境内渭干河上游，装机容量为30MW，主变压器型号为SFL7—20000/110，1991年投运，主变压器采用两机一变扩大单元接线，共有110k v出线三回，随着经济建设的快速发展，对电网的电能质量和供电稳定性有了更高的要求，电网要求在不停电情况下随时调整主变压器分接开关挡位，保证电网电压在额定范围内运行。已不能满足电网对电压质量的考核要求，对2台主变压器无载调压开关进行技术改造。

2、改造的依据

克孜尔电厂主变压器属老旧式结构产品，是无载调压变压器，无载调压变压器的主要缺点是不能带电调整电压，每调整一次电压必须停电操作，因此给用户用电带来很多不便，影响电厂的正常发供电，随着电力系统的发展和变压器分接开关技术的提升，现代变压器都采用可以带电调压的有载调压，2台主变压器经过技术改造后，完全能达到带电调压的目的。如果将无载调压变压器更换为新的有载调压变压器，费用较高，造成了资源的浪费，运行成本的增加，而将无载调压改为有载调压很好地解决了这一矛盾，不仅达到和实现采用有载调压变压器的目的和效果，而且节约了资金更新了设备。

3、改造的必要性和可行性

电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于将低电压变成高电压或将高电压变成低电压，是对电力系统安全可靠优质、经济运行的重要保证，电厂主变压器已不能满足电网电压在额定范围内运行。无载调压变压器改造成有载调压变压器，是利用原变压器线圈上的无载调压分接的六个分接头直接改造成五级有载线性调压，不用另外增加调压线圈，在不动变压器器身和线圈的前提下，利用有载开关将无载调压变压器改造成有载调压变压器，同时增加设备不多，主要增加的设备有：有载分接开关一套，分接开关箱体一个，智能型操作机构一套，控制箱一套，引线等设备，费用为20多万元。如果新购置一台有载变压器费用为100万元以上，大大节约了成本，技术改造是可行性的，技术上完全可以达到不停电调整电压的目的。选择有载开关型号为CVⅢ350Y，配SHM能型操作机构和HMK 7控制器，引线选择50mm2铜线。

4、主变压器无载调压开关与有载调压开关设备参数性能比较分析

主变压器型号SFL7—20000/110，铭牌数据：短路阻抗9.9%，负载损耗9 7.6196kw，空载损耗25.783kw，空载电流0.55%，联结组别YN.d11。主变压器无载调压开关改为有载调压开关后，主变压器改造前后主要性能参数无变化。主变压器无载开关型号为DW—110/300，是单相无励磁调压，当调整主变压器电压时，要在主变压器停电状态下调整，从停电到调整电压再到试验合格后，每操作一次时间为5小时，操作不方便，停电时间较长，造成用户用电的中断，给电厂发电量造成一定损失。改造的有载开关型号为CVⅢ350Y，是一种复合式开关，选择开关的动作过程中把切换开关和分接选择器的功能合二为一，方便安装于变压器箱盖上。有载开关各触点接触电阻不大于5 0 0微欧姆，开关每操作一次时间为4.4秒，在带负载的情况下变换变压器接头，来改变变压器的输出电压，以达到输出电压稳定在规定范围内，或根据载荷要求达到增加或减少输出电压，以达到调整输出电压的目的。SHM能型操作机构，操作电压交流220V，采用模块式，计算机程序编码器、光电转换技术取代了原来的机械带触点的电器元件，实现了机电分离，电气信号的通断，不需要用触点及机械控制来实现，机构档位指示清晰地显示了机构和有载分接开关所处的工作位置。 HMK 7控制器用于控制有载分接开关电动操作机构动作的一种控制装置，电动操作机构控制有载分接开关的切换操作，可显示开关切换操作状态及分接位置。实现有载调压的电动控制，有完善的接口可输出BCD码及输入远动信号，实现有载开关控位的远端监视，可通过R S 4 85通讯接口与上位机通讯进行遥控、遥信，实现有载开关的远端监视与控制，实现本地、远控、电操三种指令输入形式，与SHM—1电动机构配套使用。有载开关参与触头切换：主触头、主通断触头、过渡触头、过渡电阻、分接电压、级电压、输出电流等。有载调压开关工作过程，每调整电压一次通过7个位置完成，位置1：开关闭合在主通断触头分接上，负载电流由主触头输出，输出电压与主通断触头分接上电压相等U=U a；位置2：开关进行切换动作，主触头打开，过渡弧触头合上，负载电流由主通断触头输出，输出电压不变；位置3：主通断触头打开，产生电弧，电弧熄灭后在断口处产生恢复电压，负载电流由过渡触头经电阻输出，输出电压V=Va—IR；位置4：主通断触头分接上过渡触头合上，同闭形成桥接，产生循环电流Ic=V st/2R，负载电流由触头输出Im=（IR+V s t）/2R，输出电压V=V a—（Vst+IR）/2；位置5：过渡触头打开，主通断触头分接开关接通，负载电流由过渡触头输出，输出电压V=Va—（IR+V st），输出电压已改变一分接；位置6：分接主触头合上，负载电流由主通断触头输出；位置7：分接主触头合上，过渡触头打开，负载电流由主触头输出，输出电压V=V a—V st，完成了一次切换过程。变压器在通电前，先检查分接的电动机构的动作情况，分接开关进行10个完整的操作循环，检查分接开关在每个操作位置电动机构和分接开关头部的位置指示器都显示相同的位置上，检查在两个极限位置上电动机构与机械自动限位功能正常。按下保护继电器上的试验按钮“切除”检查断路器是否切除变压器，检查确认后，按下保护继电器上的“运行中”按钮，变压器通电，通电检查，检查分接开关头部、保护继电器和管路各接头的密封无漏油，电动机构密封良好，电动机构中各控制电器运行状态正常，无异常现象，有载开关位置指示正确，电压在额定范围内运行，调整电压各挡位正常，调整电压方便可靠，主变压器运行正常，克孜尔电厂主变压器无载调压改为有载调压技术改造取得圆满成功。

5、经济效益评价

主变压器无载开关技术改造之前，每年电网要求调整电压最少是两次，无载调压开关必须在停电时调整，每次最少需要5小时，每小时损失电量为15000kw h，每年因调整主变压器电压停电损失约54000元左右。主变压器经过技术改造后，在不停电的情况下，及时方便的调整主变压器电压，每次只需4.4秒就能自动完成调整，有载调压开关安全可靠，经济效益较好，4年～5年可收回技术改造投资。

6、结论

克孜尔电厂无载调压开关经过技术改造为有载调压开关后，主变压器运行安全可靠，有载调压开关方便实现远方和现地操作，无须停电，实现供电的连续可靠，同时维护量大大减少，确保克孜尔电厂安全稳定发供电，满足人民群众对电力供应连续可靠性的要求，保证了电网电压质量和电力系统安全稳定运行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.094