电压互感器校验的选型和原理.docx
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电压互感器校验的选型和原理
电压互感器校验的选型和原理
电压互感器校验的选型和原理
电压器校验仪的选型和原理
赖振学（福州亿森电力设备有限公司）
摘要：
光电互感器校验仪的选型密切关系到日后运行可靠性、社会和系统的经济效益。
这里从运行角度提出几点建议，供变压器选型参考。
关键词：
光电互感器校验仪选型可靠性经
济效益
ProposalsforPowerTransformerTypeSelection
GuangdongPowerGridCorporationCheng
Qicheng
Abstract:
Theselectionofpowertransformerconcernsverymuchtotheoperatingreliability,thesocialprofitandsystemeconomicprofitafterward.Herebasingontheviewofoperation,severalproposalsareputforwardforthereferenceofpowertransformertypeselection.Keywords:
powertransformertypeselectionreliabilityeconomicprofit1.概述
光电互感器校验仪是电力系统的主设备，它
的选型涉及很多方面，大的方面有如下几种：
1.1.单台变压器的相数大多数光电互感器校
验仪都是三相共体的，即所谓三相变压器。
但对于大容量变压器（容量A750MVA）,限于运输重量，往往米用单相变压器。
米用单相变压器投资增大（比同容量的三相变压器大20%〜30%），且占地面积
也较大。
但单相变压器优点（图3）三相壳
很多。
最大的好处是可以设置备用相，"大大地提高运行可靠性。
尤其是大电厂的升压变，机组停发几天的损失就抵得上一相变压器！
单相变压器磁路闭合，在系统非全相运行（跳单相）时，主磁通基本没有外漏，不易产生结构局部过热问题。
1.2.变压器铁芯结构形式
光电互感器校验仪的铁芯结构分为“芯式”
和“壳式”两大类。
三相芯式变压器又称为"三相二柱式”变压器（图1）。
二相壳式变压器又称为“三相五柱式"变压器（图3）。
“三相五柱式"变压器磁路也闭合，在非全相运行（跳单相）时也有单相变压器的优点。
相同容量下，它的结构高度比“三相三柱式”的矮。
电网部门选用它，有时只是铁道的运输高度的限制。
“三相五柱式”的造价比“三相三柱式”的高些（约10%）。
单相壳式变压器有两种器身结构：
普通线圈型变压器和所谓“适型（form-fit）”变压器。
后者有时被人误称为“壳式变压器”，这是不准确的说法。
“适型”变压器结构十分紧凑，很省料（省25%〜30%）。
所以造价较低，重量轻。
南方电网的山区大水电站往往选用“适型”变压器。
缺点是生产这种变压器的厂家不多，发生内部缺陷几乎不可能现场检修。
下面着重谈谈光电互感器校验仪的冷却方式选择、阻抗设定和有载调压问题。
2.光电互感器校验仪的冷却方式选择
2.1.光电互感器校验仪的冷却方式类型
通常光电互感器校验仪有四种冷却方式（表
（表1）
No.
冷却方式
符号
描述
选型
建议
1
自然油循环，自然风冷
ONAN
无油泵、无风扇。
首选
2
自然油循环，强逼风冷
ONAF
无油泵、有风扇（停风扇负荷减
少20〜40%）
可选
3
强逼油循环，强逼风冷
OFAF
有油泵、有风扇（停泵停扇负荷
减少20〜40%）
特殊情况选用
4
导向油循环，强逼风冷
ODAF
有油泵、有风扇（停泵只能运行
20〜30分钟）
不选
22全自然冷却光电互感器校验仪一首选
第一种是全自然冷却，不带油泵，不带风扇,标记为ONAN（英文简读成Naturaloil,naturalair，中文简读成“自然油自然风”）。
是最理想的冷却方式。
光电互感器校验仪是长年不停运行的设备。
特别是现在推行在线监测、状态检修，变压器一两年都没有机会停下来。
而风扇和油泵都是旋转机械，无论在机械上，电气上都无法长年不间断运行。
作为静止设备的变压器，可靠性就被风扇油泵大打折扣。
而且风扇油泵的能耗很大，噪音大。
在重视环保的城区变电站，噪音也是要考虑的重要因素。
所以ONAN冷却不但节能，而且大大提高供电可靠性，较少维护工作量，是最理想的冷却方式。
随着技术的进步，现在已经能生产容量达240MVA的220kV全自然冷却的变压器了。
当然，ONAN变压器价格要比其它冷却方式的变压器要高些。
但即使不考虑可靠性的重大效益，只算两三年节约的电能和维护费用，就足够补偿这个投资差额。
所以，应当首选全自然冷却光电互感器校验仪。
2.3.自然油循环，强逼风冷变压器一可选这种变压器带风扇，不带油泵，标记为
ONAF（英文简读成Naturaloil,forcedair，中文简读成“自然油强风”）。
当需要的容量超过现有可能生产的ONAN变压器时，可以考虑选用带风扇的变压器。
但要注意选用低噪音，高效率的风扇。
这种冷却风扇转速比较低，风叶按空气动力学流型设计（类似飞机翼截面）；一般是垂直上吹，以充分利用热对流的助力。
要提出的负载条件是：
风扇全停，即处于ONAN状态时，变压器须能带70%〜80%额定负荷持续运行。
对于负荷特别重要的变电站，如大电厂，宜装设备用冷却器组，以免在检修风扇时压负荷。
现在，已经有ONAF大型5O0kV变压器在运行，容量达1200MVA（3个单相400MVA）变压器在运行。
可见，油泵是有可能避免的。
2.4.强逼油循环，强逼风冷变压器一特殊情况选用
这种变压器带风扇又带油泵，标记为OFAF（英文简读成forcedoil,forcedai，中文简读成“强油强风”）。
变压器冷却油泵又称潜油泵，它密封在变压器油箱内运行，能耗比风扇高，可靠性（运行寿命）也明显低于变压器本体。
潜油泵的检修更换比风扇更麻烦，而且必须停运变压器。
所以要尽量避免采用油泵。
有时，大容量的ONAF变压器体积太大，受使用条件限制，不得已选用OFAF变压器。
这时亦要注意：
不能采用必须两台油泵“对称运行”
才能保证冷却的结构。
这种结构变压器在一台
（侧）油泵损坏时，就要大幅度减载！
OFAF变压器的负载条件应为：
在风扇和油泵全停，即处于ONAN状态时，变压器需能带50%〜60%额定负荷连续运行。
油泵停运的减载量应与停运油泵台数大致成比例。
2.5.导向油循环，强逼风冷变压器一不选用导向油循环，强逼风冷变压器带风扇又带油
泵，标记为ODAF（英文简读成directoryoil,forcedair，中文简读成"导向油强风"）。
所谓导向，就是油箱内设置特殊的导油管道，使油流对准线圈的最高发热点（部位）。
这对厂家无疑是一种先进的冷却手段，可以节约材料，变压器造价较低。
进口变压器往往采用这种冷却方式。
但这种变压器在油泵停运时，变压器只能支持一段时间（w30min），必须停下来。
而油泵的可靠性还直接受油泵电源回路的影响。
曾经发生过多次只因为油泵电源故障，迫使ODAF变压器停运的事件。
对供电可靠性要求很高的今天，ODAF变压器是不可接受的。
3.电关于电力变压阻抗的设定
电力系统的发展，许多电网的短路容量已经超过常规开关的开断能力。
为了解决开关的开断安全，某些地区习惯选用高阻抗变压器。
所谓高阻抗，一般指低压侧对高、中压侧的阻抗。
普通变压器的阻抗，Uki-2%和Uk1-3%通常在12%〜16%之间，而高阻抗变压器则高达45%。
高阻
抗变压器有如下问题：
3.1.高漏通，大短路机械力
所谓“漏通”是指铁芯“主磁通”以外，线圈电流在周围非铁磁性物体内（铜导线、绝缘材料、油…）形成的磁通。
阻抗就是漏通的表现，所以变压器阻抗又称“漏抗”。
提高阻抗，靠的是增加漏磁通，加大线圈之间距离（直径差）。
而线圈之间的电磁力，也和漏通成正比。
所以高阻抗变压的短路电磁力远比普通阻抗的大，所以高阻变压器抗短路能力比普通阻抗的低。
10kV
3.2.高阻抗消耗无功多，输出电压波动大
变压器消耗的无功也是和阻抗成正比的。
高阻变
10kV馈
（图4）分裂
压器消耗无功多
高阻变压器电压调整率高，即输出电压随负荷电流变化敏感。
负荷电流增加，输出电压下降很快；而在低谷负荷时，特别在午夜电网无功剩，无功倒流，容性电流流过感性高阻，输出压飙升。
电压的波动，劣化了供电质量。
3.3.采用外置串联电抗器可以抑制短路电流。
当然，串抗也存在电压调整率高问题。
较好的办法是采用外置“分裂电抗器”（图4），既抑制短路电流，又不加大正常运行的电压波动。
所以，采用高阻抗变压器不应作为限制短路电流的唯一途径。
4.关于有载调压开关（OLTC,Onloadtapchange"的设置
光电互感器校验仪有载调压有两种方式：
4.1.恒磁通调压方式CFVV（Constantfluxvoltagevaliation）;
4.2.变磁通调压方式VFVV（Variablefluxvoltagevaliation）;
新变电站变压器的调压方式可以根据系统运行要求自由选定。
但对于已经有变压器的运行中变电站，新添置变压器除了受传统的并列条件
约束之外，即使调压档次和级差完全相同，还必须配置相同有载调压方式，否则和原有变压器不能完全并列运行。
因为传统的并列条件未考虑有载调压，是“静态”的基本条件。
5.结语
光电互感器校验仪选型的基本依据是国标
（GB）和电力行业标准（DL）。
国际上通用IEC（InternationalElectro-technicalCommission国际电工委员会）标准。
但IEC标准是协调性的准则，许多要求都低于GB，更低于DL标准。
所以在订货时，尤其是向国外订货时，必须明确，那些部分该用GB，那些按DL。
以上是则重运行角度提出来的建议。
供光电互感器校验仪选型参考。
参考文献：
[1]IECPublicationPowerTransformer76-1,76-2
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