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电力变压器电气性能研究进展

时间:2018-12-20  阅读:138

变压器在电力系统中应用非常广泛,使用量大,主要功能有:电压变换;阻抗变换;隔离;稳压等。其基本形式就是两组绕有导线的线圈,当一组线圈有交流电流过时,在另一组线圈中就会感应出具有相同频率的交流电压,感应电压的大小取决于两线圈耦合程度和磁交链程度,以此来实现其功能。由于变压器对我们的生产、生活用电密切相关,对电力变压器的电气性能的研究就显得非常重要。

 

1、 研究油浸式电力变压器电气性能的重要性
作为电能传输和保证电力网络正常运行的重要工具,变压器的电气性能关乎电力系统能否正常有效地运行。因此,研究变压器的电气性能就显得相当重要。世界上很多国家,例如:美国、俄罗斯、英国等西方发达国家,以及中国、印度等发展中国家的电力系统中绝大多数都采用油浸式电力变压器作为电能传输和电量转换的主要电气设备,也就是说,现在的电力传输网络中使用量最大的是油浸式电力变压器。

 

此外,虽然其他的电力变压器也在使用和研究,但是技术方面相比较而言较为成熟的还是油浸式电力变压器。虽然油浸式电力变压器的电气性能还不能达到理想状态,但是,不论是过去、现在、还是未来,从它诞生的时刻起,国内外专家和学者对它的研究从未止步,依然在不断地进行,并不断地取得新成就。

 

2、 油浸式电力变压器电气性能研究进
展目前对油浸式变压器的电气性能研究比较多的就是变压器用油和油浸式绝缘纸,对这两个方面的研究已成为一个热点。不论是从实验上进行研究还是从原理上分析,现在对这两个影响油浸式变压器电气性能因素的研究还不够深入。

 

不同国家的变压器用油可能不同,不同油的主要成分及各成分的比例也可能不同,所以现在对变压器用油的研究一般都是以某种变压器专用油为例进行分析和研究的,尽管如此,但对油浸式电力变压器用油的研究一般主要从两个方面进行,一方面,是对油中各种物质进行检测与分析,通过检测来确定油中各物质在变压器运行中的变化情况,根据变化情况反映出各种物质的作用,通过分析来确定各物质扮演的角色,对变压器运行有什么样的影响,比如对油中含水量、油中糠醛、油中含氧量、油中固体颗粒物[1]的研究正是从这些方面来进行的;第二方面是从原理上进行探索与研究,通过分析油的组成、各种元素含量的变化、各分子原子的结合等方面来分析变压器用油对油浸式电力变压器电气性能的影响,进而可以在此基础上对变压器用油进行改良。对油的改良方法也很多,主要地还是从三方面着手,一个是从工艺流程上进行技术改造,比如:在进行变压器用油生产、运输、加注时,要提高气密性;在提炼变压器用油时,使用多次过滤,尽量减少油杂质的含量;在使用前,对用油进行脱水处理等。

 

另一个是从油本身来进行改良,分析油中各成分的影响,明确影响原因及过程,通过改变油中各物质的组成和结构可对变压器电气性能进行有效的提升。还有一个就是要从变压器管理制度上进行,为了掌握油的老化及变压器的运行情况,还要进行监测,如对变压器油进行定期抽样试验,这对发现早期绝缘故障、减少设备停电、提高供电可靠性[2]具有重大意义,也对国家对电力的监督和管理、对减少企业经济损失有借鉴和指导意义。

 

对绝缘纸的研究是现在对油浸式电力变压器的又一大主题,国内外学者对此也颇感兴趣。油浸式绝缘纸在变压器用油和铁芯之间,与二者之间的接触面较大,起着非常重要的作用,是油浸式变压器中必不可少的一个部分。现在对绝缘纸的研究主要包括:绝缘纸的性能研究、绝缘纸的老化、绝缘纸的降解等。这些方面的研究工作主要目的是揭示绝缘纸在变压器运行过程中的微观机理,帮助分析绝缘纸的老化和降解过程,总结绝缘纸内部和外部因素对其机理的影响,目标是全面了解绝缘纸的各项性能,进而为提高绝缘纸电气性能以及为提高变压器电气性能提供理论依据和找到适当方法。

 

现在可供研究变压器油和绝缘纸的方法也很多,总结起来有三种。一种是用实验方法[3]进行测量和记录,然后对搜集到的数据进行统计和分析,找出隐藏在数据中的规律,进行阐述和说明,这种方法是对实验现象的记录、总结、分析,进而找出能够合理解释实验现象的可能原因;另一种是进行计算机模拟分析,通过适当的方法构建模型,对模型进行过程计算,进而对可能发生的现象和结果进行预测,对过程进行详细记录,通过过程模拟,为油和绝缘纸的微观运行机制和机理研究提供参考;还有一种是进行理论分析,这种研究方式要要一定的理论基础,通过实验现象的描述和计算机的过程模拟,结合相关的理论成果,通过分析、归纳、总结后对实验现象和计算机模拟过程进行理论解释,这种方法抓住了事物发展的本质,不仅能很好地解释已经做过的实验和计算模拟,而且还能准确地预测很多实验结果。

 

3 、油浸式电力变压器电气性能的研究趋势
在分析目前对油浸式电力变压器电气性能的研究和综合考虑目前科技发展的基础上,未来对其研究呈现以下趋势:

 

3.1 注重油浸式电力变压器的整体电气性能指标 
变压器是由很多部件组成的一个整体,在电力系统中,注重的是变压器的整体性能,不会在意变压器的内部运行环境,这就说明未来对变压器电气性能的研究中,有可能还会对整个变压器的结构发生重大改变,从而提升整个电网的性能。

 

3.2 对变压器用油和绝缘纸的研究更加深入
现在的科学技术发展越来越迅速,技术的更新换代周期越来越短,随着未来科学的进一步发展,对变压器用油和绝缘纸的微观机理和在分子原子级的深入研究会不断展开,最终会使人们彻底了解油浸式电力变压器内部油和纸的作用原理。

 

3.3 油浸式变压器的电气性能越来越好
随着我们不断开拓思维,在不断探索变压器油和纸的原理过程中,会有越来越多的改良变压器电气性能的方案被不断提出,这对提高变压器电气性能有决定性影响。

 

研究方式呈现多样化,研究途径多元化。现在我们已经有很多研究方式,在未来的研究道路上,会将其他科学研究的方法运用于油浸式电力变压器电气性能的研究中,了解知识和研究的途径也会呈现多元化的趋势。

 

3.4 学科交叉增多,难度加大
随着我们一层一层地揭开科学的神秘面纱,逐渐深入研究,涉及到的知识会越来越多,多种学科交叉,当然,难度会增加。

 

3.5 因素增多,综合性增强
在对油和纸的研究中,还会涉及到电、磁、辐射、光等多种因素,现实生活中,这些因素真实地存在,然而,现在的研究还不能完全考虑这些因素,未来的研究这些因素的综合性有增强的趋势。

 

4、 结束语
本文中关于油浸式电力变压器电气性能的研究趋势与其他类型的变压器相同,只是不同的变压器在具体的表现上略有差异,本文内容不仅是对电力变压器研究发展有一定意义,而且对其他科学技术的发展也有一定的指导作用。


赫兹电力
2018-12-20
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