調壓器在電力設備高壓試驗中的應用

肖發福，肖 暢，張立峰

（南方電網調峰調頻發電有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

電壓是電能質量檢測的重要標準，電壓質量的優劣決定著電力系統能否安全運行，對整個電網系統的穩定性有著重要的影響。當前，電力調壓器是電力系統中較為常見的電力設備，能夠合理、科學地控制電力設備高壓試驗的整個進程，促進試驗可行性的不斷提高。

1 調壓器在電力設備高壓試驗中的使用要求

正常情況下，在開啟電力設備高壓試驗前需要選擇安裝在變壓器前端的調壓器，確保調壓器的規格符合試驗要求，從而保證變壓器測量結果滿足試驗的標準要求，即是輸出結果能夠保持穩定連續和變化均勻，促進調節電壓功能的實現。電力設備高壓試驗中調壓器的使用具有如下要求：（1）保證電壓輸出的穩定性和高質量，如調壓器的電壓輸出波形應接近于正弦波，最低的輸出電壓限度應最大可能接近零；（2）調壓器要具備高質量的調壓特性，保證其調壓阻礙較低，調節方式簡單安全，促進電力設備高壓試驗的順利進行；（3）減少調壓器在使用過程中產生的噪音，同時注重試驗的節能環保；（4）保證調壓器的輸出電壓、頻率、相數以及輸出容量的變化波動等基礎參數滿足電力設備高壓試驗的需求，其中，調壓器準確度的表示方法為 tgδ：±（1%D+0.0004）Cx：±（1%C+1pF），誤差小則表示儀器的量程度較好，在檢驗時，要保證讀數和標準值之間的差距小于準確度。

2 調壓器在電力設備高壓試驗中的應用

在電力設備高壓試驗中使用的調壓器一般有三種，分別是接觸調壓器、感應調壓器和移圈調壓器。這三種調壓器的結構形式和工作原理都存在較大的差異，適用場合和使用特點也各有不同。在電力設備進行高壓試驗過程中，調壓器一般發揮幫助異步電動機和機構進行能量轉換的作用，是一種和變壓器較為接近的電氣設備。在高壓試驗過程中要保證電動機符合調壓器的最大負載容量12000 kW要求，同時為降低電磁噪音，需要增加調壓器的強度，選用鐵鑄的整體結構。

2.1 移圈調壓器的使用

移圈調壓器的電磁原理和內部組成結構與變壓器相似，主要通過一個短路繞組沿著鐵芯柱方向進行上下移動來改變兩個繞組在主回路中的電壓和阻抗分配，從而實現對輸出電壓有效調節的目的。移圈調壓器不是通過觸點開展調節，且通過移圈調壓器輸出的電壓較為均勻平滑，使用方法也方便簡單，適合一般的電力設備高壓試驗。此外，移圈調壓器具有較大的漏坑能夠承受力度較大的電流沖擊。移圈調壓器的組成結構和工作原理決定其具有較大的短路阻抗，在對試驗電源要求阻抗小的高壓實驗項目，如高壓污穢試驗中，不能使用移圈調壓器進行調節。移圈調壓器的輸出波形相較于感應調壓器，發生畸變的概率要大。同時，該類型調壓器的傳動組件和動線圈結構在經長時間使用后，易因磨損和松動導致噪聲振動增大，甚至出現損壞。對電力系統中的電壓損耗的復分量的計算可以使用潮流算法，具體為利用節點電壓和有功功率、節點電壓的幅值之間的聯系性，實現P-Q的分解，系數矩陣由2N×2N變成N×N階，其中N是系統的節點數。

2.2 感應調壓器的使用

感應調壓器的電磁原理和組成結構與繞線式的堵轉異步電動機相似，其能量轉化關系則接近于變壓器。它通過對子角位移的調節，改善轉子或定子繞組電勢感應幅值與相位，從而實現調壓過程無觸點的目的。相較于移圈調壓器，感應調壓器的綜合經濟技術指標要高，阻抗更要小，尤其是電壓的輸出處于50%～100%范圍時，阻抗明顯較小。

受組成結構和工作原理的限制，單向感應調壓器的生產成本較高，尤其是大容量產品。當單向產品中的轉子達到一定的偏心數值時，容易在運行中出現噪聲和振動的問題，限制單向感應調壓器的容量輸出。當前，該種大容量類型的產品已很少投入生產，經過不斷改善的感應調壓器已在要求不高的電力設備高壓試驗中得到有效使用。

2.3 接觸調壓器的使用

接觸調壓器是一種可保證電壓連續輸出的自耦變壓器。該調壓器輸出的電壓波形具有較好的正弦性，輸出電壓的下限為0，具有線性、連續和平滑的調壓特性。同時，也可以把短路阻抗控制在最小范圍內，具備輸入電壓和輸出電壓相位基本相同和運行噪音小等特點，是較為理想的電力設備高壓試驗調壓器。接觸調壓器可根據鐵芯形式的不同分為柱式和環式兩種。傳統小容量電力設備高壓試驗大都使用環式接觸調壓器，因其價格低廉、性能優良。接觸調壓器最突出的缺點是需要觸點調節，且在調節過程中易出現火花，觸點的容量也受到一定的限制，較短的使用壽命阻礙了大容量產品的生產。當前，憑借相關技術人員的不斷努力，觸點調節的問題已得到良好解決。

3 調壓器在電力設備高壓試驗中的維護

在開展電力設備高壓試驗中調壓器的應用維護工作前，需要熟悉掌握調壓器的內部結構，以便在維修工作中找準故障產生位置，提高調壓器應用維護工作的效率。調壓器的基礎結構如表1所示。

3.1 調壓器的卸壓問題

在電力設備高壓試驗過程中，調壓器經常出現卸壓無法正常完成的問題，主要原因包括調壓器的螺釘沒有安裝在合適的位置，以及在安裝過程中產生卡滯與調節桿出現偏移。在實踐操作中，當出現該類型故障時，可先關閉小入口的閥門，對零位螺釘進行有效調節，同時仔細觀察是否出現壓力下降現象，若調壓器中未發生壓力變化，相關技術人員可繼續調整螺釘的位置，直至調壓器恢復正常。若經過零位調節的螺釘依然沒有發生任何變化，則需關閉入口的閥門，拆掉主閥門，重新進行安裝，同時仔細檢查調節桿，查看其是否出現磨損[1]。

表1 調壓器內部結構

3.2 調壓器漏氣問題

通常，在電力設備高壓試驗中調壓器出現漏氣主要是由于O型圈和連接部分密封度不夠導致的，同時也可能是因為調節座和調節桿之間的密封金屬損壞。具體的解決措施為關閉氣路，拆卸調壓器的主閥端，經由技術人員仔細檢查確定故障的具體位置和實際情況，同時結合實際經驗實施改進，解決在電力設備高壓試驗的調節過程中調壓器卸壓口漏氣的問題[2]。

在電力設備高壓試驗中，經常出現零位在調節時漏氣的問題，這主要是由螺釘在零位調節中旋擰過緊導致的，應適當調整零位螺釘的位置，降低零位漏氣出現的概率。需要注意的是，操作人員在調節過程中不可站在正對調壓器的位置，最大程度降低意外狀況發生的概率[3]。

4 結 論

在現實生活中，開展電力設備的高壓試驗時，首先要重視自身的安全，以保證人員和設備的安全為前提，對試驗器件進行合理的故障維修工作，從而促進設備使用期限的有效延長，降低故障的發生率。隨著調壓器在電力設備高壓實驗中的廣泛應用，居民生活和社會的各個方面皆可得到便利，促進了社會的和諧發展。