近日，福建電力科學(xué)研究院聯(lián)合國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司（南瑞集團(tuán)有限公司）、國網(wǎng)新源集團(tuán)有限公司成功在仙游抽水蓄能電站2號機(jī)組開展了新型抽蓄勵磁系統(tǒng)電壓控制功能試驗(yàn)。
據(jù)介紹，新型電力系統(tǒng)背景下風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源電源出力波動明顯，電網(wǎng)頻率、電壓的變化更加劇烈。抽水蓄能機(jī)組作為電力系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)設(shè)備，不僅對電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻具有重要作用，還能對系統(tǒng)無功電壓施加影響，維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。為充分利用抽水蓄能機(jī)組的無功調(diào)節(jié)資源，更好發(fā)揮機(jī)組的無功電壓支撐作用，2024年，福建電科院依托國家電網(wǎng)有限公司科研項(xiàng)目“具備快速動態(tài)響應(yīng)同步調(diào)相功能的抽水蓄能關(guān)鍵技術(shù)研究”，與國網(wǎng)電科院聯(lián)合開展抽水蓄能機(jī)組長期調(diào)相運(yùn)行與新型勵磁控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
項(xiàng)目組開展了10余種工況的勵磁控制器半實(shí)物仿真驗(yàn)證，成功研發(fā)具備系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)功能的新型抽蓄勵磁控制系統(tǒng)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對主變壓器高壓側(cè)500千伏母線電壓的快速響應(yīng)。具備系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)功能的抽水蓄能機(jī)組較不具備該功能的機(jī)組無功輸出能力多出110兆乏以上，可實(shí)現(xiàn)200毫秒內(nèi)50兆乏的快速無功響應(yīng)，提高了抽水蓄能機(jī)組對主網(wǎng)架無功電壓的支撐能力。
一、產(chǎn)品概述（YDQC交流耐壓變壓器耐用，質(zhì)量可靠）
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，對各種高壓電氣設(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)中必不可少的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（YDQC交流耐壓變壓器耐用，質(zhì)量可靠）
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)，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級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)見圖1。
產(chǎn)品型號含義
圖1：YDQC試驗(yàn)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖
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-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（YDQC交流耐壓變壓器耐用，質(zhì)量可靠）
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II。單臺高壓試驗(yàn)變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經(jīng)電源控制箱（臺）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。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺YDQC高壓試驗(yàn)變壓器工作原理示意圖
圖2 ：單臺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為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗(yàn)變壓器工作原理見圖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，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，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺高壓試驗(yàn)變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗(yàn)變壓器有很大的優(yōu)越性，因?yàn)檎麄€試驗(yàn)裝置由多個單臺串激式試驗(yàn)變壓器組成，單臺試驗(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試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨(dú)使用。整套試驗(yàn)裝置投資小、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖3所示：在三臺串激式試驗(yàn)變壓器串激使用中，單臺試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，第1、二級的試驗(yàn)變壓器內(nèi)部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當(dāng)控制電壓加在第1級試驗(yàn)變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗(yàn)變壓器B2初級繞組供電，第2級試驗(yàn)變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗(yàn)變壓器B3的初級繞組供電。由于第1級試驗(yàn)變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第2、三級的試驗(yàn)變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
圖3：三臺高壓試驗(yàn)變壓器串激工作原理示意圖
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項(xiàng)（YDQC交流耐壓變壓器耐用，質(zhì)量可靠）
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，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
圖4：工頻耐壓試驗(yàn)使用接線原理示意圖
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。
按照圖4、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）、儀表測量繞組的F端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗(yàn)變壓器串激做工頻耐壓試驗(yàn)時、第2、三級試驗(yàn)變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗(yàn)變壓器的外殼，第2、三級試驗(yàn)變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除第1級以外、第2、三級試驗(yàn)變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開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，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。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)場的距離,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)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試驗(yàn)數(shù)值的誤差。
3、對大型設(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)，即不接試品時升壓至試驗(yàn)電壓，以便校對好儀表的指示精度，調(diào)整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗(yàn)時升壓速度不能過快，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)壓器降至零位時分閘。
5、在升壓或耐壓試驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，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，除熟悉本說明書外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(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高壓硅堆的較大整流為宜，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。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
圖 5：直流泄漏試驗(yàn)使用接線原理示意圖
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。
按照圖5、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）、儀表測量繞組的F 端、試驗(yàn)變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）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）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗(yàn)變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開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?，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時應(yīng)用直流高壓放電棍給被試品及試驗(yàn)裝置本身充分放電。
直流泄漏試驗(yàn)操作過程注意事項(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)場的距離，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)及觀察被試品狀態(tài)工作。
（2）被試品做試驗(yàn)前，應(yīng)拆除所有對外連線，并充分放電，主要部位應(yīng)清理干凈，保持干燥，以免損壞被試品及帶來試驗(yàn)數(shù)值的誤差。
（3）對于大容量試品（電容器、超長電纜等）試驗(yàn)時應(yīng)緩慢升壓，防止被試品的充電電流過大而燒壞微安表，必要時應(yīng)分級加壓分別讀取各電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。
（4）試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視被試品、微安表及試驗(yàn)裝置等，一旦發(fā)生閃爍、擊穿等現(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因。
“六精四化”三年行動開展以來，在國家電網(wǎng)有限公司基建部的組織下，公司系統(tǒng)各單位以高質(zhì)量建設(shè)為目標(biāo)，健全設(shè)計(jì)管理機(jī)制，構(gòu)建全專業(yè)、全過程機(jī)械化施工技術(shù)管理體系，立足電網(wǎng)基建需求深入開展技術(shù)更新，形成了一批典型做法和特色成果，提升了電網(wǎng)建設(shè)施工質(zhì)量和管理效率。在此過程中，各單位充分發(fā)揮示范帶領(lǐng)作用，打造了多項(xiàng)典型工程。
國網(wǎng)北京市電力公司以110千伏大營變電站為試點(diǎn)，研究新型節(jié)能技術(shù)、環(huán)保設(shè)備、柔性降噪材料，形成城市綠色變電站解決方案。該公司通過研究裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、雨水調(diào)蓄池等預(yù)制構(gòu)件，擴(kuò)大裝配式施工應(yīng)用范圍；開展地下、受限空間施工新型裝備研究，研發(fā)了預(yù)制十字隔板拼裝機(jī)、電力暗挖臺車、電纜自動剝切等9項(xiàng)智能裝備，實(shí)現(xiàn)電纜全過程機(jī)械化施工；在建設(shè)過程中深化建筑信息模型（BIM）技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)施工推演、管線排布等55個場景的BIM技術(shù)全過程應(yīng)用，做到了“所見即所得”。
與此同時，國網(wǎng)北京電力開展設(shè)計(jì)集成更新，綜合應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新裝備，打造110千伏大營、陳各莊變電站等示范工程，在大營變電站實(shí)施北京城市副中心新型電力系統(tǒng)站點(diǎn)級示范，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、設(shè)備降碳、光伏減碳、綠植固碳，建成北京首座零碳變電站；探索自主可控的變電站建設(shè)路徑，依托陳各莊站應(yīng)用變電一次、二次9項(xiàng)自主可控技術(shù)裝備，打造了公司新型電力系統(tǒng)原創(chuàng)技術(shù)策源地科技示范工程。
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