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(hào)機(jī)組開展了新型抽蓄勵(lì)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(dòng)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(duì)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻具有重要作用,還能對(duì)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(dòng)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(lì)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(lì)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(lì)磁控制系統(tǒng)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(duì)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(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(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)見圖1。
產(chǎn)品型號(hào)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(jí)低壓繞組;17-測量儀表繞組;18-二次級(jí)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(hào)II。單臺(tái)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(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。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺(tái)YDQC高壓試驗(yàn)變壓器工作原理示意圖
圖2 :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圖4,串激高壓試驗(yàn)變壓器有很大的優(yōu)越性,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,第1、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)控制電壓加在第1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2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。由于第1級(jí)試驗(yàn)變壓器B1的高壓尾及殼體接地,第2、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。
圖3:三臺(tái)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(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)(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(duì)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(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2、三級(jí)試驗(yàn)變壓器的初級(jí)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(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼,第2、三級(jí)試驗(yàn)變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除第1級(jí)以外、第2、三級(jí)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(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,開始升壓。
從零位開始按順時(shí)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(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(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(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(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(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,開始升壓。
從零位開始按順時(shí)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(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(shí)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(duì)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(duì)于大容量試品(電容器、超長電纜等)試驗(yàn)時(shí)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(shí)應(yīng)分級(jí)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(dòng)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(tái)車、電纜自動(dòng)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(gè)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(shí),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(jí)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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