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变压器在特高压电网发展中的重大战略性实验探究

文章作者:admin发布时间:2016-08-12 17:01浏览次数:

高压实验变压器
       各地电力改革探索不断深入,发改委也在近日同意云南、贵州两省作为首批综合电改试点,彰显了国家推进电力试验变压器市场化改革与发展的坚定决心。新一轮电改意义重大,务必软硬兼施:软的层面,应从制度上以价格的自由竞争为改革核心,放开两边,管住中间的层面,应从电力高压试验变压器技术上以特高压电网和储能产业的发展为代表,为电能自由交易、输配奠定物理基础。
     电网的主要收入来源从原来统包统销的购销价差,转变为按照输配电价收取过网费。对电网企业而言,过网电量越大,收入就会越高;而定价机制越合理,用电企业越会积极用电生产。如此一来,既能提高电网企业的运行效率,强化其成本约束;也能提升电网公司在过网定价环节形成良好机制的动力。尤其是能够促进电网企业“补短板”,加快推进电网线路输配能力的高速、高质、高量建设,提升电网基础设施创新升级。
  电力价格市场化改革,从制度上使电力市场有效竞争与自由交易成为可能。而特高压电网和储能产业,则事关电能的流通与储存,是电力市场高效、自由交易的物质基础。因此应大力发展电力试验变压器以搭建电能的高效输配网络,并尝试从应用端入手刺激储能产业发展,构建电能的低成本中转站。
  特高压电网具有较好的稳定性和兼容性,对于电力试验变压器市场化交易的技术要求意义重大。其有利于协调各级电网的发展,确保输电的安全、清洁、高效、可持续供应;其次,特高压电网的广泛运用有助于解决区域市场不匹配的问题。
  储能公司可比作供货商及电网公司的仓库,其直接改变了电力即发即用的传统模式。储能公司越能发挥好仓储作用,就会有越多的能源载体从化石转化成电力来开展交易,同时储能能够实现平滑输出,消除昼夜峰谷差,满足新能源发电平稳、安全接入电网的需求,是涉及能源安全的重大战略性技术。
  今年新建的计量楼顶固定式光伏发电系统总容量为84 . 15千瓦,微电网车棚薄膜光伏发电系统总容量为73 . 5千瓦,采用铜铟镓硒柔性薄膜,具有环境友好、无污染、成本低、平均发电量高、弱光响应好等优势。新建设的光伏发电系统目前已实现400伏并网发电。
随着我国基础科学研究的进步,新材料、新工艺的应用,把新的介质六氟化硫气体推向了电力设备的应用领域。由于六氟化硫气体优良的绝缘性能和灭弧性能及不燃性,使得它作为新的绝缘介质得到广泛的应用。充气式轻型试验变压器,本系列产品与传统的油浸式轻型试验变压器相比,重量上减轻了20%~60%(视电压及容量等级而定),而且无油污染,单台试验变压器的电压等级可达300kV。由于采用了新的生产工艺,产品的技术性能有较大的提高,特别适用于在现场工作及频繁移动的工作条件下使用。本文主要针对GY系列产品在高压试验中的应用作深入研究。
  二、试验应注意事项:
  (1)试做高压试验时,必须由2人或2个以上人员参加,并明确做好分工,明确相互间的联系方法,并有专人监护现场安全及观察试品的试验状态。
  (2)变压器和控制箱应有可靠的接地。
  (3)试验过程中,升压速度不能太快,也决不允许突然全电压通电或断电。
  (4)在升压或耐压试验过程中,如发现下列不正常情况时,应立即降压,并切断电源,停止试验,查明原因后再做试验。1)电压表指针摆动很大;2)发现绝缘烧焦的异味、冒烟现象;3)被测试品内有不正常的声音。
  (5)试验中,若试品短路或故障击穿,控制箱中的过流继电器工作,此时,将调压器回至零位,并切断电源后,方可将试品取出。
  (6)进行电容试验或进行直流高压泄漏试验时,试验完毕后,将调压器降至零位后,并切断电源,然后,应用放电棒将试品或电容器的高压端对地进行放电,以免存留在电容中的电势发生触电危险。[1]
  三、试验结构与工作原理
  1.结构
  (1)GY系列产品的设计构思、材质选择及工艺流程都是全新的。因此其不仅体积小、重量轻、外形美,而且各项技术指标都达到了JB3570—98标准要求。
  (2)GY系列产品采用优质冷轧DQ-151取向硅钢片叠成多级圆柱框形铁芯,在特制高强度绝缘筒上用QZ型导线直接连续绕制高压塔式线圈。外壳是适形尺寸,内充入SF6气体。
  (3)GY(JZ)产品与GY产品的不同在于巧妙地将高压整流硅堆装在高压套之内,通过短路杆的插入和抽出可变换GY是工频高压交流输出还是高压直流输出。GY(C)产品与GY产品的不同在于套管内结构。型号含义如图1所示。
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  2.工作原理
  把电源输入有过流自动脱扣及防止突发加压的零位连锁装置的操作箱,经自耦调压器调节电压输入GY试验变压器初级绕组,根据电磁感应原理,在次级(高压)绕组按其与初级绕组匝数之比可获得同等倍数的电压幅值———工频高压。此工频高压经高压硅堆整流及稳压电容器滤波可取得直流高压,其幅值是工频高压有效值的2倍。
  四、试验研究
  1.试验变压器的使用条件
  变压器使用额定条件很多,提取共性条件,主要有:(1)周围环境温度:最高气温+40℃,最低气温-20℃。(2)空气最大相对温度,当空气温度为25℃时,相对湿度不超过85%。(3)安装地点无严重影响变压器绝缘的气体、蒸气、化学性积尘、污垢及其他爆炸性介质的场所。(4)试验变压器使用时应使其输入电压逐步升高且应在输出端串入足够的保护电阻,切忌高压状态下断合设备。(5)该变压器允许运行时间,在额定容量的额定电压下,连续运行不得超过30min,每次工作时间间隔为工作时间的5~10倍,以保证变压器的充分散热,在额定电压和额定电流的数值2/3的工作条件下允许长期连续运行。[2]
  2.接线图
  (1)实验原理图
  实验原理图如图2所示
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  (2)控制线路图
  操作台控制线路图如图3所示。
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  1F 2F—熔断器 KM—交流接触器 KA—果渡断电器 L—零位开关 HII—合闸指示 A电流表 S1—合闸按钮 H12—电源指示 V—千伏表 S2—分闸按钮 T1—调压器 T2—高压试验变压
  (3)串激组合试验接线图:串激组合试验接线图如图4所示。
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  (4)试验方法
  ①按接线原理图连接好引线,并将高压实验变压器和控制箱可靠接地;②试验前,检查各部位的接线是否接触良好,并检查控制箱的调压器是否调至“零”位;③接通电源,绿色指示灯亮,按下启动按钮,红色指示灯亮,表示变压器已通电,等待升压;④顺时针匀速旋转调压器手柄,进行升压,并密切注意仪表指示以及试品的情况;⑤试验完毕后,应迅速将电压降至零位,并按下停止按钮,然后切断电源,解开试验引线。