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贵州电网变压器抗短路能力不足风险全生命周期防控管理方法研究

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成果主要完成人

李志强、肖 宁、曾 伟、吴湘黔、刘 君、徐舒蓉、陈超人、徐 平、黄俊澄、谭 震

项目概况

变压器的抗短路能力测试试验是一种技术要求很高的破坏性试验,目前国内仅有两家大型变压器厂具备该试验能力。目前90%以上变压器出厂时是通过集成仿真计算软件结合结构设计参数、短路电流计算、电磁力和机械力计算的方式实现其抗短路能力校核。而早期产品对抗短路能力要求没有统一规定,导致各家产品质量参差不齐,并且电力系统中的短路电流水平随着电网系统容量规模不断扩大而逐年增大,这对大型变压器抗短路电流水平要求越来越高。给运维单位带来了巨大挑战。而99%的运行单位不具备完整的校核平台。如何在现有条件下规范管理变压器抗短路能力不足预防措施是目前具有挑战性的研究。 本成果首先针对110kV及以上变压器抗短路能力不足风险预防,按照资产全生命周期(规划设计、物资采购、工程建设、运行维护、退役报废)管理思路,明确贵州电网相关单位在各环节应负责的工作,对完成时间、交付物进行明确规定。避免了前期分工混乱,责任单位不明确导致校核工作滞缓等问题。该成果制定了从变压器设计选型、耐受能力审查、关键工艺监造及原材料抽检、规范交接验收资料等方面的实施原则,确保入网主变满足相关要求。 然后研究提出针对抗短路能力不足变压器的主动防御措施的制定原则: 1、对满足以下条件的抗短路能力不足变压器应开展返厂检修。 1)无加装限流装置场地或运行时间15年以上; 2)短路(理论)耐受电流在60%以下,且运行中有3次及以上达到耐受值70%及以上的短路冲击记录; 3)故障频发厂家的同型号同批次产品; 4)试验数据不满足标准要求或绕组变形综合评估有异常; 5)现场加固过程中发现有异常的,满足下述任意一条时:①线圈有整体移位;②垫块多处松动和脱落且无法修复;③轴向压应力降低明显且经评估无法保证轴向压紧力稳定;④经评估线圈多处撑条失效且无法修复。 6)经专业软件开展抗短路能力动态综合评估,变压器抗短路能力不足的变压器。 2、对满足以下条件的抗短路能力不足变压器可开展现场加固提升。 1)变压器的短路(理论)耐受电流为80~90%; 2)故障频发厂家的同型号、同批次产品; 3)运行时间15年以上老旧变压器。 3、抗短路能力不足变压器原则上可采用现场加装限流装置控制近区短路电路水平。 1)短路(理论)耐受电流在80%以下; 2)系统最大短路电流超过断路器或开关柜的额定开断电流。 最后研究策划针对主变运行阶段的维护管理工作的开展模式:首先对运行超过 15年度老旧变压器进行抗短路能力运行校核,确认穿越主变的最大可能电流值是否超过其耐受值,超过耐受值的设备则视为校核不通过。针对校核未通的设备,按照本研究成果制定的防御措施选取原则生成有针对性的防控策略,采取短路电流限制措施,极大减小主变因抗短路能力不足而损坏风险。