中山供電分公司早期投運的110kV國產仿日立變壓器數量不少，該型主變因器身結構和制造工藝上的缺陷，抗短路能力比較差。近幾年我公司發生了4起短路導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。在保證變壓器技術要求的基礎上適當增容，可發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濟效益。

　　1變壓器加固措施防止變壓器短路損壞，除加強運行管理外，關鍵還要從設計、制造環節上提高變壓器的抗短路能力。

　　動穩定計算應考慮彈性、振動等因素，按動態激勵和響應計算線圈力（包括輻向、軸向力）的分布，可從結構上分散應力，消除不平衡產生的附加應力。

　　輻向力對內、外線圈作用后果不同，內線圈受力向內，外線圈受力是向外。因線圈為圓柱形結構，內向力危害要大的多。內線圈（通常為低壓線圈）本身的強度及支撐是減少輻向力危害的關鍵。

　　減少軸向力的危害，必須調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，實踐表明，對墊塊材料進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程中變化大，采用恒壓干燥工藝可態，從而可固定殘余變形。

　　制作工藝要改進3個方面：①改進線圈繞制設備，提高線圈的繞緊度；②改進干燥系統和工藝裝置，保證干燥質量；③改進線圈組裝工藝，特別要控制線圈的軸向公差。

　　2增容可行性近年來鐵心制造技術進步顯著，但因鐵心改造工作量太大，經濟上不劃算，故變壓器增容通常會保留原鐵心，只改造更換線圈。這樣進行增容設計，鐵心磁密基本維持不變，線圈匝數也基本不變。

　　導線須加粗，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、結構的進步，變壓器主、縱絕緣的尺寸都有較大幅度的下降。充分利用節省出的空間，從而在滿足技術經濟指標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計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徑以及原、副線圈的匝數，并影響整個變壓器的尺寸和主要性能參數。鐵心直徑的選取是一個復雜的技術經濟問題，實際設計一般取半經驗公式D=K方，其中D為比較佳鐵心直徑；為變壓器每柱額定容量；為半經驗系數，與硅鋼片牌號、鐵心結構等有關。可以算出全新40MVA變壓器的鐵心直徑應該比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，線圈匝數較多，用銅多，損耗偏高，經濟效益稍差。

　　4增容加固實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。根據我們的實踐，仿日立變壓器具體改造措施主要有如下幾點：①更換全部線圈。高壓線圈由中部進線改為端壓由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強度，減少相間高場強區面積，提高了變壓器的工作可靠性；②線圈導線采用自粘換位半硬銅線，導線屈服強度W.2> 150MPa.采用這一措施后，低壓線圈臨界失穩強度提高；③絕緣墊塊進行密化處理，由單邊鴿尾槽改為雙邊鴿尾槽，以加強線圈幅向夾緊力。另高壓線圈上下兩端加2mm厚成型角環；④更換線圈上部絕緣端圈，改空心端圈為實心端圈；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壓力；⑥更換線圈外圍屏；增加所有引線絕緣厚度，加強低壓引線固定裝置；器身旁側夾件各增加兩個壓釘，與原壓釘壓力點定為三角形，保證線圈直接承受壓釘的預壓力；⑨采用恒壓干燥工藝，控制絕緣材料的殘余變形；⑩對線圈、器身進行定量壓裝，使軸向壓緊力得到可靠保證。）9型標準，額定電壓110kV調壓范圍*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，計算表明熱穩定時間延長2倍多。損耗水平接近9型標準，表1為改造前后技術經濟參數對比。

　　表1變壓器增容改造前后技術經濟參數對比項目改造前改造后項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負載低壓線圈9b檔阻抗電壓總重/t 5增容加固實例分析5.1損耗空載損耗主要是鐵損。由于線圈匝數基本不變，空載電流基本上不會改變，但相對值會變小。

　　負載損耗表現為銅損。因導線加粗，負載損耗相對值會降低。例如31.5MVA主變，負載損耗為129kW增容到40MVA后，負載損耗為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計的兩個重要尺寸參數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方向被限制，線圈匝數、漏磁等效面積、洛氏系數、附加電抗系數以及平均電抗高度等參數變化不大。從阻抗電壓電抗分量的計算公式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，必須預先考慮變壓器阻抗電壓的改變對電壓調整率的影響。

　　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提高變壓器線圈的絕緣耐熱等級。

　　現有油浸式變壓器線圈絕緣耐熱等級均為A級（允許溫度<105°），而混合絕緣技術是在線圈高溫部位采用絕緣耐熱等級為C級的NOMEX9芳香聚酰胺紙和層壓板（長期許用溫度220*C，短時熱點可達330*）而在變壓器其它不太熱的區域則采用傳統纖維素。這項由杜邦公司開發的新技術非常適合增容改造的電力變壓器。

　　現有油浸式變壓器線圈區域均采用纖維素絕緣材料，其溫度限制無法實現潛在的增容能力。通過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，而將限制轉移到冷卻油上。

　　6增容對變壓器附件的影響1有載分接開關這里存在一個有載分接開關的過渡電阻匹配問題，配裝變壓器容量不同，其過渡電阻不一樣。有載分接開關過渡電阻的阻值是由原分接開關制造廠設計確定的，從觸頭燒蝕平衡角度來考慮，過渡電阻阻值與變壓器的電流必須滿足一定的關系。

　　變壓器增容后，有載分接開關原有的觸頭燒蝕平衡被打破，所以應該重新核算，決定是否更換分接開關過渡電阻，以保證分接開關的使用壽命。

　　6.2套管電流互感器用于線圈測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。例如，110kV仿日立31. 5MVA主變用于線圈測溫的低壓側套管TA額定電流為1 800/5A，主變增容到40MVA后必須更換該低壓側套管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溫是利用“熱模擬”原理來間接測量。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結果，結合線圈溫度表溫差設定曲線重新調整匹配器，否則溫度指示值偏高。

　　7結束語由110kV仿日立變壓器的增容加固改造實例可得以下結論：①如果變壓器的加固工作與增容相結合，則加固措施容易實施；②隨著變壓器制造工藝量的一般信息會同時涌出，充斥于告警及窗口，“淹沒”重要或關鍵信息，或者在后續信息的推擠下迅速溢出窗口，造成查找和判讀關鍵信息的困難，甚至影響事故處理的判斷與決策。故應對顯示的信息進行適當的分層、過濾、濃縮或簡化。

　　解決這一問題的方法是將所有信息按其對于設備運行和事故處理的重要程度定義一個屬性，并根據這個屬性將信息區分為需要實時顯示的信息、需要召喚顯示的信息、需要通過查詢顯示的信息等多個層次或等級。

　　無效信息屏蔽功能在變電站的運行中需要定期或不定期地對設備進行檢修、維護、試驗、保護校驗等工作，有的變電站還會不斷地改擴建。這會使監控系統產生大量的、頻繁的變位、SOE、保護動作或復位等無效信息，甚至把其它有用信息“淹沒”，頻繁的報警會給運行人員的監控作業產生嚴重干擾，降低運行人員對各種事件的敏感度和反應能力。故在上述情況下需要對相關的信息顯示進行臨時的屏蔽。

　　上述問題的解決需將信息按設備或設備單元進行分組，然后根據設備檢修、試驗時必須將設備停役的特點，將設備停役的某個標志（如斷路器停役其某一側隔離開關分開）設為給定的邏輯條件自動對相應的信息組進行封鎖，或對系統顯示的停役設備置一個人工標志（如檢修掛牌）以屏蔽無效信息。

　　變電站監控系統采集的大量數據遠沒有有效利用，而生產管理MIS系統從監控系統獲取某些信息的需求又被自動化主管部門以系統安全為由禁止，使系統的綜合效用降低。

　　系統安全性十分重要。網絡或系統易受病毒或黑客攻擊主要原因是使用的操作系統和網絡協議是標準的、開放的，在一定程度上是透明的。根據這一特點，可通過設計一個非標準的、專用和簡易的協議（如串口協議）將數據單向外傳或導出，則幾乎不存（上接第121頁）的改進，絕緣尺寸的降低，變壓器可以實現有限程度的增容；③變壓器增容，必須重視其阻抗電壓、損耗、溫升的增加；④采用混合絕緣技術能夠解決變壓器增容改造后的溫升問題；⑤變壓器增容，需要注意對變壓器附件的影響，如：更換有載分接開關的過渡電阻、用于線圈測溫的變壓器套管TA及重新調整整定線圈溫度表等。

　　在遭受攻擊的可能。實際上，變電站監控系統在確保系統安全的前提下外傳數據有物理邏輯的許多技術選擇方案，禁止數據輸出或導入是不合理的。

　　防誤操作閉鎖功能顯露化，提示過于明顯和繁瑣幾乎是所有具有防誤閉鎖功能系統的通病，他們通過這些顯示或提示以證明系統的先進和功能強大，或者試圖以系統或裝置的功能替代現有的以各種規范為主的防誤操作機制，這樣會造成操作人員對系統或機器的依賴，久而久之會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該是隱含的，秘而不露的。以促使操作人員提高操作技能，嚴格執行操作規范，認真履行防誤操作的各項制度。由防誤裝置構成的“硬”措施與防誤操作規范構成的“軟”措施共同作用，相互配合。一旦出現人為疏漏，裝置或系統則發揮作用。反之，如果系統或裝置出現問題，則操作人員執行的原有防誤操作機制仍能發揮作用。故監控系統應將防誤操作功能動作時的各種信息或提示隱去，需要時可通過數據庫查詢獲得。

　　3結束語目前變電站監控系統對硬件系統、數據網絡、系統平臺等有周詳的考慮和很高的要求，然常常忽視系統應用層的功能和變電站的實際應用需求，造成系統硬件強，軟件弱，成為變電站監控系統應用效果不理想的重要原因。

　　隨著電力系統規模擴大、變電站數目增加、運行要求的提高，500kV變電站少人值班化、自動化和計算機監控系統的應用將是一個不可逆轉的趨勢。故建議系統的開發應結合變電站的運行實踐以提高變電站監控系統的研發水平。

　　王錫生1952年生，專工，長期從事超高壓變電站運行管理工作。