國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司對(duì)國(guó)家電網(wǎng)有限公司所屬十余家省級(jí)電力公司開(kāi)展調(diào)研，梳理配電變壓器階梯式輪換的場(chǎng)景，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然環(huán)境差異及配電變壓器輪換業(yè)務(wù)量等因素提出分析觀點(diǎn)及應(yīng)用建議。
基于在各省份的調(diào)研情況，國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院將配電變壓器階梯式輪換場(chǎng)景分為季節(jié)性輪換、趨勢(shì)性輪換、應(yīng)急性輪換等三類。季節(jié)性輪換是針對(duì)上一年度冬、度夏用電負(fù)荷時(shí)段分析，結(jié)合用戶負(fù)荷特性以及利舊變壓器的庫(kù)存容量、運(yùn)行年限、運(yùn)輸條件等各項(xiàng)要素，在年初進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)規(guī)程規(guī)范，制訂配電變壓器增容（減容）方案，解決配電變壓器重過(guò)（輕）載運(yùn)行及線損率偏高問(wèn)題。趨勢(shì)性輪換是因農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化快，地區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速擴(kuò)大或片區(qū)變遷等情況導(dǎo)致配電網(wǎng)規(guī)劃期變壓器容量預(yù)測(cè)出現(xiàn)偏差，需要結(jié)合地區(qū)發(fā)展，及時(shí)調(diào)整變壓器容量，優(yōu)化設(shè)備負(fù)載率和利用率。多數(shù)地區(qū)會(huì)將利舊配電變壓器暫時(shí)列入備品備件庫(kù)，當(dāng)在運(yùn)變壓器發(fā)生故障或臨時(shí)需要擴(kuò)容時(shí)，投入利舊變壓器參與輪換，以提高設(shè)備、線路運(yùn)行能力及供電可靠性。這種情況屬于應(yīng)急性輪換。
配電變壓器輪換一般以容量適用為目標(biāo)，采取“以大換中、以中換小、以節(jié)能型換耗能型、就近輪換"的原則，開(kāi)展階梯式輪換。相關(guān)人員一般在年初統(tǒng)計(jì)分析1～2年內(nèi)設(shè)備平均負(fù)載率，基于輕載、重過(guò)載情況及備品備件庫(kù)存情況制訂本年度變壓器輪換計(jì)劃，根據(jù)國(guó)家政策、當(dāng)?shù)啬芎臉?biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范制訂具體輪換方案。對(duì)于不滿足能耗標(biāo)準(zhǔn)的變壓器，應(yīng)制訂設(shè)備更新計(jì)劃，逐步消除設(shè)備耗能高等問(wèn)題。若根據(jù)變壓器輕載情況適當(dāng)降低容量，應(yīng)保證調(diào)整后的變壓器容量滿足最大負(fù)荷用電需求。
一、產(chǎn)品概述（SHHZYD耐壓試驗(yàn)裝置量身打造，品種齊全）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ（G）型高壓試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上，按試驗(yàn)變壓器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ZBK41006—89要求，經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用方便等特點(diǎn)。實(shí)用于電力、工礦、科研等部門(mén)，對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)和直流泄漏試驗(yàn)，是高壓試驗(yàn)中*的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（SHHZYD耐壓試驗(yàn)裝置量身打造，品種齊全）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結(jié)構(gòu)，初級(jí)低壓繞組繞在鐵芯上，次級(jí)高壓繞組繞在低壓繞組外側(cè)，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內(nèi)，產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結(jié)構(gòu)，整體外型美觀大方。其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
產(chǎn)品型號(hào)含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調(diào)整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測(cè)量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內(nèi)部均壓環(huán)；15-變壓器鐵芯；16-初級(jí)低壓繞組；17-測(cè)量?jī)x表繞組；18-二次級(jí)高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（SHHZYD耐壓試驗(yàn)裝置量身打造，品種齊全）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)II。單臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器的工作過(guò)程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺(tái)），經(jīng)電源控制箱（臺(tái)）內(nèi)自藕調(diào)壓器（50KVA以上調(diào)壓器外附）調(diào)節(jié)0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。其工作原理圖見(jiàn)圖2所示。
1、單臺(tái)YDQC高壓試驗(yàn)變壓器工作原理示意圖
在試驗(yàn)變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測(cè)量端。
2、單臺(tái)交直流兩用型高壓試驗(yàn)變壓器工作原理見(jiàn)圖3。圖中所示：高壓套管內(nèi)裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí)，可獲得交流高電壓，其狀態(tài)為交流輸出；反之在抽出短路桿時(shí)，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器串激獲得更高電壓原理見(jiàn)圖4，串激高壓試驗(yàn)變壓器有很大的*性，因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)裝置由多個(gè)單臺(tái)串激式試驗(yàn)變壓器組成，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器有著體積小、重量輕、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，它既可以串接成高出幾倍的單臺(tái)試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開(kāi)單獨(dú)使用。整套試驗(yàn)裝置投資小、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖3所示：在三臺(tái)串激式試驗(yàn)變壓器串激使用中，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，一、二級(jí)的試驗(yàn)變壓器內(nèi)部都有一個(gè)激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當(dāng)控制電壓加在一級(jí)試驗(yàn)變壓器B1的初級(jí)繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗(yàn)變壓器B2初級(jí)繞組供電，第二級(jí)試驗(yàn)變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗(yàn)變壓器B3的初級(jí)繞組供電。由于一級(jí)試驗(yàn)變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第二、三級(jí)的試驗(yàn)變壓器B2和B3對(duì)地有絕緣支架的隔離，這樣試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3對(duì)地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級(jí)對(duì)地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項(xiàng)（SHHZYD耐壓試驗(yàn)裝置量身打造，品種齊全）
1、YDQC高壓試驗(yàn)變壓器做工頻耐壓試驗(yàn)使用接線方法見(jiàn)圖5。做工頻耐壓試驗(yàn)前，先根據(jù)試驗(yàn)變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據(jù)被試品需加的高壓電壓值調(diào)整好放電球隙的球間距，為了提高對(duì)被試品施加電壓的測(cè)量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來(lái)測(cè)量電壓。
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照?qǐng)D4、結(jié)合圖2所進(jìn)行的工頻耐壓試驗(yàn)接好工作線路，試驗(yàn)變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測(cè)量繞組的F端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺(tái)）的外殼必須可靠接地。
用三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串激做工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)、第二、三級(jí)試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組X端，儀表測(cè)量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼，第二、三級(jí)試驗(yàn)變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除一級(jí)以外、第二、三級(jí)試驗(yàn)變壓器的主體不要接地線。其接線方式見(jiàn)圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺(tái)）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動(dòng)按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開(kāi)始升壓。
從零位開(kāi)始按順時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級(jí)升壓法，慢速升壓法，即60S逐級(jí)升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開(kāi)始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗(yàn)電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗(yàn)電壓的速度升到您所需試驗(yàn)電壓，并密切注意測(cè)量?jī)x表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時(shí)間到后。應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)勻速將調(diào)壓器返回，高壓降至1/3試驗(yàn)電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗(yàn)完畢。
工頻耐壓試驗(yàn)操作過(guò)程注意事項(xiàng)
1、試驗(yàn)人員應(yīng)做好責(zé)任分工,設(shè)定好試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的安全距離,仔細(xì)檢查好被試品及試驗(yàn)變壓器的接地情況,并設(shè)有專人監(jiān)護(hù)安全及觀察被試品狀態(tài)工作。
2、被試品主要部位應(yīng)清理干凈，保持干燥，以免損壞被試品和帶來(lái)試驗(yàn)數(shù)值的誤差。
3、對(duì)大型設(shè)備的試驗(yàn)，一般都應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)變壓器的空升試驗(yàn)，即不接試品時(shí)升壓至試驗(yàn)電壓，以便校對(duì)好儀表的指示精度，調(diào)整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗(yàn)時(shí)升壓速度不能過(guò)快，并防止突然加壓，例如調(diào)壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時(shí)分閘。
5、在升壓或耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動(dòng)很大，2 被試品發(fā)出不正常響聲，3 發(fā)現(xiàn)絕緣有燒焦或冒煙現(xiàn)象，應(yīng)立即降壓，切斷電源，停止試驗(yàn)并查明原因。
6、使用本產(chǎn)品做高壓試驗(yàn)時(shí)，除熟悉本說(shuō)明書(shū)外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程。
2、YDQ交直流兩用高壓試驗(yàn)變壓器做直流耐壓和泄漏試驗(yàn)使用接線方法見(jiàn)圖5。由于是交直流兩用高壓試驗(yàn)變壓器，應(yīng)把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗(yàn)變壓器為直流輸出狀態(tài)。做直流泄漏試驗(yàn)前，先根據(jù)泄漏試驗(yàn)中輸出端斷路電流不超過(guò)高壓硅堆的大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據(jù)被試品對(duì)直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對(duì)被試品施加電壓的測(cè)量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來(lái)測(cè)量電壓。
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
按照?qǐng)D5、結(jié)合圖3所進(jìn)行的直流泄漏試驗(yàn)接好工作線路。試驗(yàn)變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測(cè)量繞組的F 端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺(tái)）的外殼必須可靠接地。
YDQC試驗(yàn)變做交流試驗(yàn)接線原理圖
YDQC試驗(yàn)變做交流泄漏試驗(yàn)接線原理圖
接電源前、電源控制箱（臺(tái)）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動(dòng)按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開(kāi)始升壓。
從零位開(kāi)始按順時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級(jí)升壓法；慢速升壓法，即60S逐級(jí)升壓法；級(jí)慢速升壓法供選用）電壓從零開(kāi)始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗(yàn)電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗(yàn)完畢后，應(yīng)訊速均勻?qū)⒏邏航抵亮阄唬匆幌峦Ｖ拱粹o，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時(shí)應(yīng)用直流高壓放電棒給被試品及試驗(yàn)裝置本身充分放電。
在經(jīng)濟(jì)性分析方面，國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院以配電改造工程實(shí)際造價(jià)為基礎(chǔ)，采用電網(wǎng)技術(shù)改造工程計(jì)價(jià)體系相應(yīng)的取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等，綜合考量配電變壓器設(shè)備費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、利舊設(shè)備庫(kù)房管理費(fèi)、利舊設(shè)備試驗(yàn)費(fèi)等，對(duì)變壓器梯級(jí)輪換項(xiàng)目綜合分析測(cè)算得知：在縣級(jí)以下區(qū)域內(nèi)，若變壓器梯級(jí)輪換運(yùn)輸距離在100千米以內(nèi)，使用利舊變壓器的總費(fèi)用約為新購(gòu)變壓器費(fèi)用的31%～40%，對(duì)于預(yù)算有限地區(qū)，就近實(shí)施變壓器輪換作為短期應(yīng)急性、臨時(shí)性方案，有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性；在全壽命周期下，若利舊變壓器的能耗較新變壓器高出約20%，且利舊變壓器處于實(shí)時(shí)備用狀態(tài)，需額外投入管理成本、檢修運(yùn)維成本等，服役到期后仍需新購(gòu)變壓器，實(shí)施變壓器輪換經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。
國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院結(jié)合以上研究和分析，給出關(guān)于配電變壓器輪換的應(yīng)用建議：在預(yù)算受限地區(qū)，設(shè)備換代較慢，考慮現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)，在縣級(jí)區(qū)域內(nèi)制訂變壓器輪換方案，可實(shí)現(xiàn)地區(qū)容量配置優(yōu)化、配備資源效益極大化；在預(yù)算相對(duì)充足地區(qū)，更多關(guān)注降低設(shè)備能耗，優(yōu)先選擇購(gòu)置符合新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變壓器進(jìn)行擴(kuò)容；應(yīng)遵循“因地制宜、就近輪換、能耗與容量配置并重"的原則，統(tǒng)籌考慮梯級(jí)輪換規(guī)劃，減少不必要的輪換操作，原則上只更換一次；如配電變壓器重過(guò)載時(shí)長(zhǎng)較短（全年累計(jì)小于10個(gè)小時(shí)，單次小于3小時(shí)），建議不急于調(diào)整，繼續(xù)監(jiān)測(cè)負(fù)荷變化情況，基于重過(guò)載情況的發(fā)展制訂下一步計(jì)劃。
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