浅谈500kV三相油浸式变压器替换运行的研究与实践

杨志

摘 要：某电厂主变压器由于出现严重内部故障退出运行，附近电厂1号变压器在经过适应性改造，进而替代主变压器运行。措意，发电公司在抗短路能力、现场尺寸匹配等方面都出现了变化，进而对变压器替换运行状态进行研究具有重要现实意义。

关键词：变压器；油色谱分析；抗短路能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.180

0 前言

500kv变压器作为我国超高压电路系统主要变压器类型，在现场实际应用过程中，一般厂家都按照订單生产，需要对多个方面参数设计，例如接线组别、接地方式、安装尺寸等。正常情况下，变压器要是型号不同，双方是无法相互替代运行。但是要是变压器出现故障，并且检修时间较长，考虑其他变压器性能，进而可以应用其他变压器替代运行。

1 变压器替换运行研究

（1）主变参数对比。某电厂主变压器（后简称主变压器）和附近电厂1号变压器（后简称1号变压器）在技术性能上来说，二者在高低侧电压上相同，所存在的差异主要表现在以下几方面：

1）容量偏差。附近电厂1号变压器运行额定容量为240MVA，某电厂主变压器运行额定容量为300MVA。在解决两个变压器额定容量偏差中，主变压器在替换为1号变压器之后，机组出力也受到一定约束。

2）有关参数缺失。由于并未收集到的某电厂2号变压器抗短路性能方面有关参数，进而主变压器和1号变压器之间参数无法进行对比，需要在收集到新变压器抗短路性能参数之后，才可以对抗短路能力参数计算。3）变压器外形尺寸偏差。主变压器和1号变压器由于在冷却器管路安装上存在偏差，造成变压器外形尺寸不同。在对变压器尺寸问题解决中，可以通过在1号变压器高压侧安装过度套管形式，提高高压侧高度，让1号变压器可以和原有套管相匹配。在低压软连接上，采取现场检测重新制作方式，满足低压软现场实际安装要求。

（2）抗短路能力分析。变压器在出口位置上，经常容易出现短路情况，绕组内部产生短路电流，增加线圈所需要承受的点动力。一旦变压器在出现短路问题之后，非常容易造成线圈变形、绝缘损坏问题，甚至还会造成线圈出现崩断情况，让变压器无法正常运行。由于1号变压器所具有的短路电流参数已经收集完毕，进而只需要对变压器高度及短路电流进行计算，然后和变压器允许短路电流比较。要是变压器实际产生的短路电流低于变压器允许短路电流，也就表示该变压器所具有的抗短路性能在满足某电厂现场运行实际要求[1]。

1）参数归算。在参数归算过程中，以100MVA作为基准容量，整个计算全部按照系统允许最大方式计算，电力系统正常电阻抗为0.0078，高压侧有效值为1.8KA，最大允许峰值为2.55KA；低压侧有效值为62.7KA，最大允许峰值为98.47KA。2）三相短路电流计算。①2号变压器高压侧短路。在对主变压器短路电流计算过程中，仅仅对发动机所产生的短路电流计算，忽视电力系统所产生的短路电流。按照发电机电路电流周期表上的数值可知，2号变压器短路电流为3.14KA，高压侧短路电流有效值为1.158KA，低压侧短路电流有效值为36.14KA。②2号变压器测低压侧短路。变压器低压侧在出现短路之后，在对短路电流数值计算上，仅仅对电力系统及有关变压器所产生的短路电流计算，暂时忽略发电机所产生的短路电流，该短路电流对变压器抗短路性能并不会造成任何影响。按照发电机电路电流周期表上的数值可知，变压器电流为1.184KA情况下，高压侧短路电流有效值为64.18KA，低压侧短路电流有效值为60.48KA。③抗短路能力分析。按照上文分析可知，在对变压器高压侧及低压侧短路计算之后，变压器所经过的电流都要小于1号变压器额定短路电流。这也就表明，500kV系统及发电机在出现故障之后，变压器抗短路性能可以满足某电厂运行要求。

2 变压器互替运行改造实践

经过前期准备之后，某电厂连同勘测研究院一同编制了500kv三相油浸式变压器替换运动报告。按照仿真变压器尺寸及内部电场之后，在保证变压器内部电场强度前提条件之下，通过重新制造变压器高座及过渡电缆的形式，有效解决了不同型号变压器在尺寸方面存在的不一致问题。

变压器在替换运行22个小时之后，对变压器内部清洁度进行了检查，并且安装部分配件，让变压器处于室内运行状态下。按照主变压器高压侧套管实际位置，确定变压器高压侧套管位置，进而保证变压器在安装过程中，尽可能减小导体与高压侧套管之间的连接偏差。三相高座在完成安装之后，需要立即和主变压器连接，并且让二者处于真空状态。高压套管需要按照有关规章程序要求，进行高压套管检测实验，只有高压套管在符合标准之后，才可以进行安装。

高压侧套管在安装完毕之后，冷却器需要到现场进行装配，按照1号变压器油箱冷却位置，重新对1号变压器冷却管进行焊接。某电厂在对1号变压器改造安装完毕之后，变压器运行基本符合某电厂要求，气体检测、变压器油常规、色谱分析全部都合格。主变压器在冲击试验没有出现异常情况之下，已经允许投入火电厂运行，检查主变压器在满负荷状态下温度、油温等没有出现异常情况，油常规检验合格。500kv三相油浸式变压器替换改造取得了成功。一旦变压器出现故障情况下，发电机运行就会受到影响，这对于某电厂而言，所产生经济损失，替换变压器就为电厂解决变压器提供了有效方案[2]。

3 结论

1号变压器和某电厂主变压器在开关档位及额定电压上下宁通，这也就具备了不同型号变压器替换运行的基础条件，但是两个变压器在短路抗组及尺寸方面还存在一定偏差。在经过技术改造及电场强度计算之后，1号变压器基本上符合了替换运行要求。1号变压器在替换主变压器运行3个月时间内，并没有出现任何异常情况，发电量超过8500万KW.h，取得了良好社会效益及经济效益。

参考文献：

[1]区伟潮，张乾良，欧明秀.500kV主变单相替换对主保护的影响分析[J].电力科学与技术学报，2012（01）：75-80.

[2]邱桂华，吕睿博，陆锦培.500kV主变参数不对称下的稳态特性研究[J].陕西电力，2015（04）：61-65.endprint