中山供電分公司早期投運(yùn)的110kV國(guó)產(chǎn)仿日立變壓器數(shù)量不少，該型主變因器身結(jié)構(gòu)和制造工藝上的缺陷，抗短路能力比較差。近幾年我公司發(fā)生了4起短路導(dǎo)致該型變壓器繞組變形損壞的事故，造成了很大的損失。因此，提高仿日立變壓器抗短路能力十分必要。在保證變壓器技術(shù)要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)增容，可發(fā)掘變壓器的潛在容量，并與變壓器加固綜合處理已獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1變壓器加固措施防止變壓器短路損壞，除加強(qiáng)運(yùn)行管理外，關(guān)鍵還要從設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)上提高變壓器的抗短路能力。

　　動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)考慮彈性、振動(dòng)等因素，按動(dòng)態(tài)激勵(lì)和響應(yīng)計(jì)算線圈力（包括輻向、軸向力）的分布，可從結(jié)構(gòu)上分散應(yīng)力，消除不平衡產(chǎn)生的附加應(yīng)力。

　　輻向力對(duì)內(nèi)、外線圈作用后果不同，內(nèi)線圈受力向內(nèi)，外線圈受力是向外。因線圈為圓柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)向力危害要大的多。內(nèi)線圈（通常為低壓線圈）本身的強(qiáng)度及支撐是減少輻向力危害的關(guān)鍵。

　　減少軸向力的危害，必須調(diào)整軸向安匝的不平衡度，保證軸向壓緊。在軸向各部件的材料中，比較易引起變形的是絕緣墊塊，實(shí)踐表明，對(duì)墊塊材料進(jìn)行密化處理是控制殘余變形的有效手段。由于線圈軸向尺寸在干燥過(guò)程中變化大，采用恒壓干燥工藝可態(tài)，從而可固定殘余變形。

　　制作工藝要改進(jìn)3個(gè)方面：①改進(jìn)線圈繞制設(shè)備，提高線圈的繞緊度；②改進(jìn)干燥系統(tǒng)和工藝裝置，保證干燥質(zhì)量；③改進(jìn)線圈組裝工藝，特別要控制線圈的軸向公差。

　　2增容可行性近年來(lái)鐵心制造技術(shù)進(jìn)步顯著，但因鐵心改造工作量太大，經(jīng)濟(jì)上不劃算，故變壓器增容通常會(huì)保留原鐵心，只改造更換線圈。這樣進(jìn)行增容設(shè)計(jì)，鐵心磁密基本維持不變，線圈匝數(shù)也基本不變。

　　導(dǎo)線須加粗，意味著在固定的鐵心窗口要放入更多的銅，即必須壓縮主、縱絕緣的尺寸。

　　隨著變壓器制造工藝、材料、結(jié)構(gòu)的進(jìn)步，變壓器主、縱絕緣的尺寸都有較大幅度的下降。充分利用節(jié)省出的空間，從而在滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提下使增容成為可能。

　　3增容改造變壓器與全新變壓器的比較變壓器設(shè)計(jì)第一步是確定鐵心柱直徑。鐵心柱的大小一旦確定，也就決定了線圈的內(nèi)徑以及原、副線圈的匝數(shù)，并影響整個(gè)變壓器的尺寸和主要性能參數(shù)。鐵心直徑的選取是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，實(shí)際設(shè)計(jì)一般取半經(jīng)驗(yàn)公式D=K方，其中D為比較佳鐵心直徑；為變壓器每柱額定容量；為半經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與硅鋼片牌號(hào)、鐵心結(jié)構(gòu)等有關(guān)?？梢运愠鋈?0MVA變壓器的鐵心直徑應(yīng)該比31. 5MVA變壓器大約6.增容改造的變壓器因保留原鐵心，與同容量全新變壓器相比，器身瘦而高，線圈匝數(shù)較多，用銅多，損耗偏高，經(jīng)濟(jì)效益稍差。

　　4增容加固實(shí)例介紹中山供電分公司從2002年至今已完成變壓器增容加固改造4例。根據(jù)我們的實(shí)踐，仿日立變壓器具體改造措施主要有如下幾點(diǎn)：①更換全部線圈。高壓線圈由中部進(jìn)線改為端壓由10.因阻抗電壓與容量同比增高，變壓器短路電流間以及繞組間電場(chǎng)強(qiáng)度，減少相間高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)面積，提高了變壓器的工作可靠性；②線圈導(dǎo)線采用自粘換位半硬銅線，導(dǎo)線屈服強(qiáng)度W.2> 150MPa.采用這一措施后，低壓線圈臨界失穩(wěn)強(qiáng)度提高；③絕緣墊塊進(jìn)行密化處理，由單邊鴿尾槽改為雙邊鴿尾槽，以加強(qiáng)線圈幅向夾緊力。另高壓線圈上下兩端加2mm厚成型角環(huán)；④更換線圈上部絕緣端圈，改空心端圈為實(shí)心端圈；⑤更換線圈壓板，半壓板改為整壓板，使線圈能均勻受到軸向預(yù)壓力；⑥更換線圈外圍屏；增加所有引線絕緣厚度，加強(qiáng)低壓引線固定裝置；器身旁側(cè)夾件各增加兩個(gè)壓釘，與原壓釘壓力點(diǎn)定為三角形，保證線圈直接承受壓釘?shù)念A(yù)壓力；⑨采用恒壓干燥工藝，控制絕緣材料的殘余變形；⑩對(duì)線圈、器身進(jìn)行定量壓裝，使軸向壓緊力得到可靠保證。）9型標(biāo)準(zhǔn)，額定電壓110kV調(diào)壓范圍*8X1.25%額定容量31.5MVA（ONAF）改造后增為40MVA（ONAF），抗短路能力得到了較大的加強(qiáng)，計(jì)算表明熱穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)2倍多。損耗水平接近9型標(biāo)準(zhǔn)，表1為改造前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對(duì)比。

　　表1變壓器增容改造前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對(duì)比項(xiàng)目改造前改造后項(xiàng)目改造前改造后空載電流/%油頂層損耗/空載溫升/K高壓線圈kW負(fù)載低壓線圈9b檔阻抗電壓總重/t 5增容加固實(shí)例分析5.1損耗空載損耗主要是鐵損。由于線圈匝數(shù)基本不變，空載電流基本上不會(huì)改變，但相對(duì)值會(huì)變小。

　　負(fù)載損耗表現(xiàn)為銅損。因?qū)Ь€加粗，負(fù)載損耗相對(duì)值會(huì)降低。例如31.5MVA主變，負(fù)載損耗為129kW增容到40MVA后，負(fù)載損耗為1746kW，歸算到同一容量降低了16.0%. 5.2阻抗電壓因保留鐵心令變壓器設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要尺寸參數(shù)一鐵窗高度和絕緣中心距基本確定，線圈在軸向和輻向兩個(gè)方向被限制，線圈匝數(shù)、漏磁等效面積、洛氏系數(shù)、附加電抗系數(shù)以及平均電抗高度等參數(shù)變化不大。從阻抗電壓電抗分量的計(jì)算公式121可知阻抗電壓與額定電流成正比，增容后必然上升。如，31.°阻抗電基本不變，必須預(yù)先考慮變壓器阻抗電壓的改變對(duì)電壓調(diào)整率的影響。

　　3溫升變壓器增容后由于損耗總量上升，油、線圈溫升一般會(huì)有不同程度的上升。較理想的解決方案是采用混合絕緣技術(shù)提高變壓器線圈的絕緣耐熱等級(jí)。

　　現(xiàn)有油浸式變壓器線圈絕緣耐熱等級(jí)均為A級(jí)（允許溫度<105°），而混合絕緣技術(shù)是在線圈高溫部位采用絕緣耐熱等級(jí)為C級(jí)的NOMEX9芳香聚酰胺紙和層壓板（長(zhǎng)期許用溫度220*C，短時(shí)熱點(diǎn)可達(dá)330*）而在變壓器其它不太熱的區(qū)域則采用傳統(tǒng)纖維素。這項(xiàng)由杜邦公司開(kāi)發(fā)的新技術(shù)非常適合增容改造的電力變壓器。

　　現(xiàn)有油浸式變壓器線圈區(qū)域均采用纖維素絕緣材料，其溫度限制無(wú)法實(shí)現(xiàn)潛在的增容能力。通過(guò)更換變壓器比較熱部位的纖維素部分，可消除線圈的溫度限制，而將限制轉(zhuǎn)移到冷卻油上。

　　6增容對(duì)變壓器附件的影響1有載分接開(kāi)關(guān)這里存在一個(gè)有載分接開(kāi)關(guān)的過(guò)渡電阻匹配問(wèn)題，配裝變壓器容量不同，其過(guò)渡電阻不一樣。有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡電阻的阻值是由原分接開(kāi)關(guān)制造廠設(shè)計(jì)確定的，從觸頭燒蝕平衡角度來(lái)考慮，過(guò)渡電阻阻值與變壓器的電流必須滿足一定的關(guān)系。

　　變壓器增容后，有載分接開(kāi)關(guān)原有的觸頭燒蝕平衡被打破，所以應(yīng)該重新核算，決定是否更換分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡電阻，以保證分接開(kāi)關(guān)的使用壽命。

　　6.2套管電流互感器用于線圈測(cè)溫的套管電流互感器（TA）其一次額定電流通常只比變壓器額定電流大一點(diǎn)。例如，110kV仿日立31. 5MVA主變用于線圈測(cè)溫的低壓側(cè)套管TA額定電流為1 800/5A，主變?cè)鋈莸?0MVA后必須更換該低壓側(cè)套管TA，至少選2 200/5A才能滿足要求。

　　6.3線圈溫度表變壓器線圈的測(cè)溫是利用“熱模擬”原理來(lái)間接測(cè)量。變壓器增容改造后，如要保留原有線圈溫度表，須按照變壓器溫升試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合線圈溫度表溫差設(shè)定曲線重新調(diào)整匹配器，否則溫度指示值偏高。

　　7結(jié)束語(yǔ)由110kV仿日立變壓器的增容加固改造實(shí)例可得以下結(jié)論：①如果變壓器的加固工作與增容相結(jié)合，則加固措施容易實(shí)施；②隨著變壓器制造工藝量的一般信息會(huì)同時(shí)涌出，充斥于告警及窗口，“淹沒(méi)”重要或關(guān)鍵信息，或者在后續(xù)信息的推擠下迅速溢出窗口，造成查找和判讀關(guān)鍵信息的困難，甚至影響事故處理的判斷與決策。故應(yīng)對(duì)顯示的信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆謱?、過(guò)濾、濃縮或簡(jiǎn)化。

　　解決這一問(wèn)題的方法是將所有信息按其對(duì)于設(shè)備運(yùn)行和事故處理的重要程度定義一個(gè)屬性，并根據(jù)這個(gè)屬性將信息區(qū)分為需要實(shí)時(shí)顯示的信息、需要召喚顯示的信息、需要通過(guò)查詢顯示的信息等多個(gè)層次或等級(jí)。

　　無(wú)效信息屏蔽功能在變電站的運(yùn)行中需要定期或不定期地對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修、維護(hù)、試驗(yàn)、保護(hù)校驗(yàn)等工作，有的變電站還會(huì)不斷地改擴(kuò)建。這會(huì)使監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生大量的、頻繁的變位、SOE、保護(hù)動(dòng)作或復(fù)位等無(wú)效信息，甚至把其它有用信息“淹沒(méi)”，頻繁的報(bào)警會(huì)給運(yùn)行人員的監(jiān)控作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，降低運(yùn)行人員對(duì)各種事件的敏感度和反應(yīng)能力。故在上述情況下需要對(duì)相關(guān)的信息顯示進(jìn)行臨時(shí)的屏蔽。

　　上述問(wèn)題的解決需將信息按設(shè)備或設(shè)備單元進(jìn)行分組，然后根據(jù)設(shè)備檢修、試驗(yàn)時(shí)必須將設(shè)備停役的特點(diǎn)，將設(shè)備停役的某個(gè)標(biāo)志（如斷路器停役其某一側(cè)隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)）設(shè)為給定的邏輯條件自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的信息組進(jìn)行封鎖，或?qū)ο到y(tǒng)顯示的停役設(shè)備置一個(gè)人工標(biāo)志（如檢修掛牌）以屏蔽無(wú)效信息。

　　變電站監(jiān)控系統(tǒng)采集的大量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)沒(méi)有有效利用，而生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)從監(jiān)控系統(tǒng)獲取某些信息的需求又被自動(dòng)化主管部門以系統(tǒng)安全為由禁止，使系統(tǒng)的綜合效用降低。

　　系統(tǒng)安全性十分重要。網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)易受病毒或黑客攻擊主要原因是使用的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放的，在一定程度上是透明的。根據(jù)這一特點(diǎn)，可通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的、專用和簡(jiǎn)易的協(xié)議（如串口協(xié)議）將數(shù)據(jù)單向外傳或?qū)С?，則幾乎不存（上接第121頁(yè)）的改進(jìn)，絕緣尺寸的降低，變壓器可以實(shí)現(xiàn)有限程度的增容；③變壓器增容，必須重視其阻抗電壓、損耗、溫升的增加；④采用混合絕緣技術(shù)能夠解決變壓器增容改造后的溫升問(wèn)題；⑤變壓器增容，需要注意對(duì)變壓器附件的影響，如：更換有載分接開(kāi)關(guān)的過(guò)渡電阻、用于線圈測(cè)溫的變壓器套管TA及重新調(diào)整整定線圈溫度表等。

　　在遭受攻擊的可能。實(shí)際上，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在確保系統(tǒng)安全的前提下外傳數(shù)據(jù)有物理邏輯的許多技術(shù)選擇方案，禁止數(shù)據(jù)輸出或?qū)胧遣缓侠淼摹?p>　　防誤操作閉鎖功能顯露化，提示過(guò)于明顯和繁瑣幾乎是所有具有防誤閉鎖功能系統(tǒng)的通病，他們通過(guò)這些顯示或提示以證明系統(tǒng)的先進(jìn)和功能強(qiáng)大，或者試圖以系統(tǒng)或裝置的功能替代現(xiàn)有的以各種規(guī)范為主的防誤操作機(jī)制，這樣會(huì)造成操作人員對(duì)系統(tǒng)或機(jī)器的依賴，久而久之會(huì)使值班人員防誤操作的主觀判斷力、鑒別力退化和弱化。

　　理想的防誤操作功能應(yīng)該是隱含的，秘而不露的。以促使操作人員提高操作技能，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，認(rèn)真履行防誤操作的各項(xiàng)制度。由防誤裝置構(gòu)成的“硬”措施與防誤操作規(guī)范構(gòu)成的“軟”措施共同作用，相互配合。一旦出現(xiàn)人為疏漏，裝置或系統(tǒng)則發(fā)揮作用。反之，如果系統(tǒng)或裝置出現(xiàn)問(wèn)題，則操作人員執(zhí)行的原有防誤操作機(jī)制仍能發(fā)揮作用。故監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)將防誤操作功能動(dòng)作時(shí)的各種信息或提示隱去，需要時(shí)可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢獲得。

　　3結(jié)束語(yǔ)目前變電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)平臺(tái)等有周詳?shù)目紤]和很高的要求，然常常忽視系統(tǒng)應(yīng)用層的功能和變電站的實(shí)際應(yīng)用需求，造成系統(tǒng)硬件強(qiáng)，軟件弱，成為變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用效果不理想的重要原因。

　　隨著電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大、變電站數(shù)目增加、運(yùn)行要求的提高，500kV變電站少人值班化、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用將是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。故建議系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)結(jié)合變電站的運(yùn)行實(shí)踐以提高變電站監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)水平。

　　王錫生1952年生，專工，長(zhǎng)期從事超高壓變電站運(yùn)行管理工作。