中山供电分公司早期投运的110kV国产仿日立变压器数量不少，该型主变因器身结构和制造工艺上的缺陷，抗短路能力比较差。近几年我公司发生了4起短路导致该型变压器绕组变形损坏的事故，造成了很大的损失。因此，提高仿日立变压器抗短路能力十分必要。在保证变压器技术要求的基础上适当增容，可发掘变压器的潜在容量，并与变压器加固综合处理已获得了良好的经济效益。

　　1变压器加固措施防止变压器短路损坏，除加强运行管理外，关键还要从设计、制造环节上提高变压器的抗短路能力。

　　动稳定计算应考虑弹性、振动等因素，按动态激励和响应计算线圈力（包括辐向、轴向力）的分布，可从结构上分散应力，消除不平衡产生的附加应力。

　　辐向力对内、外线圈作用后果不同，内线圈受力向内，外线圈受力是向外。因线圈为圆柱形结构，内向力危害要大的多。内线圈（通常为低压线圈）本身的强度及支撑是减少辐向力危害的关键。

　　减少轴向力的危害，必须调整轴向安匝的不平衡度，保证轴向压紧。在轴向各部件的材料中，比较易引起变形的是绝缘垫块，实践表明，对垫块材料进行密化处理是控制残余变形的有效手段。由于线圈轴向尺寸在干燥过程中变化大，采用恒压干燥工艺可态，从而可固定残余变形。

　　制作工艺要改进3个方面：①改进线圈绕制设备，提高线圈的绕紧度；②改进干燥系统和工艺装置，保证干燥质量；③改进线圈组装工艺，特别要控制线圈的轴向公差。

　　2增容可行性近年来铁心制造技术进步显著，但因铁心改造工作量太大，经济上不划算，故变压器增容通常会保留原铁心，只改造更换线圈。这样进行增容设计，铁心磁密基本维持不变，线圈匝数也基本不变。

　　导线须加粗，意味着在固定的铁心窗口要放入更多的铜，即必须压缩主、纵绝缘的尺寸。

　　随着变压器制造工艺、材料、结构的进步，变压器主、纵绝缘的尺寸都有较大幅度的下降。充分利用节省出的空间，从而在满足技术经济指标的前提下使增容成为可能。

　　3增容改造变压器与全新变压器的比较变压器设计第一步是确定铁心柱直径。铁心柱的大小一旦确定，也就决定了线圈的内径以及原、副线圈的匝数，并影响整个变压器的尺寸和主要性能参数。铁心直径的选取是一个复杂的技术经济问题，实际设计一般取半经验公式D=K方，其中D为比较佳铁心直径；为变压器每柱额定容量；为半经验系数，与硅钢片牌号、铁心结构等有关。可以算出全新40MVA变压器的铁心直径应该比31. 5MVA变压器大约6.增容改造的变压器因保留原铁心，与同容量全新变压器相比，器身瘦而高，线圈匝数较多，用铜多，损耗偏高，经济效益稍差。

　　4增容加固实例介绍中山供电分公司从2002年至今已完成变压器增容加固改造4例。根据我们的实践，仿日立变压器具体改造措施主要有如下几点：①更换全部线圈。高压线圈由中部进线改为端压由10.因阻抗电压与容量同比增高，变压器短路电流间以及绕组间电场强度，减少相间高场强区面积，提高了变压器的工作可靠性；②线圈导线采用自粘换位半硬铜线，导线屈服强度W.2> 150MPa.采用这一措施后，低压线圈临界失稳强度提高；③绝缘垫块进行密化处理，由单边鸽尾槽改为双边鸽尾槽，以加强线圈幅向夹紧力。另高压线圈上下两端加2mm厚成型角环；④更换线圈上部绝缘端圈，改空心端圈为实心端圈；⑤更换线圈压板，半压板改为整压板，使线圈能均匀受到轴向预压力；⑥更换线圈外围屏；增加所有引线绝缘厚度，加强低压引线固定装置；器身旁侧夹件各增加两个压钉，与原压钉压力点定为三角形，保证线圈直接承受压钉的预压力；⑨采用恒压干燥工艺，控制绝缘材料的残余变形；⑩对线圈、器身进行定量压装，使轴向压紧力得到可靠保证。）9型标准，额定电压110kV调压范围*8X1.25%额定容量31.5MVA（ONAF）改造后增为40MVA（ONAF），抗短路能力得到了较大的加强，计算表明热稳定时间延长2倍多。损耗水平接近9型标准，表1为改造前后技术经济参数对比。

　　表1变压器增容改造前后技术经济参数对比项目改造前改造后项目改造前改造后空载电流/%油顶层损耗/空载温升/K高压线圈kW负载低压线圈9b档阻抗电压总重/t 5增容加固实例分析5.1损耗空载损耗主要是铁损。由于线圈匝数基本不变，空载电流基本上不会改变，但相对值会变小。

　　负载损耗表现为铜损。因导线加粗，负载损耗相对值会降低。例如31.5MVA主变，负载损耗为129kW增容到40MVA后，负载损耗为1746kW，归算到同一容量降低了16.0%. 5.2阻抗电压因保留铁心令变压器设计的两个重要尺寸参数一铁窗高度和绝缘中心距基本确定，线圈在轴向和辐向两个方向被限制，线圈匝数、漏磁等效面积、洛氏系数、附加电抗系数以及平均电抗高度等参数变化不大。从阻抗电压电抗分量的计算公式121可知阻抗电压与额定电流成正比，增容后必然上升。如，31.°阻抗电基本不变，必须预先考虑变压器阻抗电压的改变对电压调整率的影响。

　　3温升变压器增容后由于损耗总量上升，油、线圈温升一般会有不同程度的上升。较理想的解决方案是采用混合绝缘技术提高变压器线圈的绝缘耐热等级。

　　现有油浸式变压器线圈绝缘耐热等级均为A级（允许温度<105°），而混合绝缘技术是在线圈高温部位采用绝缘耐热等级为C级的NOMEX9芳香聚酰胺纸和层压板（长期许用温度220*C，短时热点可达330*）而在变压器其它不太热的区域则采用传统纤维素。这项由杜邦公司开发的新技术非常适合增容改造的电力变压器。

　　现有油浸式变压器线圈区域均采用纤维素绝缘材料，其温度限制无法实现潜在的增容能力。通过更换变压器比较热部位的纤维素部分，可消除线圈的温度限制，而将限制转移到冷却油上。

　　6增容对变压器附件的影响1有载分接开关这里存在一个有载分接开关的过渡电阻匹配问题，配装变压器容量不同，其过渡电阻不一样。有载分接开关过渡电阻的阻值是由原分接开关制造厂设计确定的，从触头烧蚀平衡角度来考虑，过渡电阻阻值与变压器的电流必须满足一定的关系。

　　变压器增容后，有载分接开关原有的触头烧蚀平衡被打破，所以应该重新核算，决定是否更换分接开关过渡电阻，以保证分接开关的使用寿命。

　　6.2套管电流互感器用于线圈测温的套管电流互感器（TA）其一次额定电流通常只比变压器额定电流大一点。例如，110kV仿日立31. 5MVA主变用于线圈测温的低压侧套管TA额定电流为1 800/5A，主变增容到40MVA后必须更换该低压侧套管TA，至少选2 200/5A才能满足要求。

　　6.3线圈温度表变压器线圈的测温是利用“热模拟”原理来间接测量。变压器增容改造后，如要保留原有线圈温度表，须按照变压器温升试验结果，结合线圈温度表温差设定曲线重新调整匹配器，否则温度指示值偏高。

　　7结束语由110kV仿日立变压器的增容加固改造实例可得以下结论：①如果变压器的加固工作与增容相结合，则加固措施容易实施；②随着变压器制造工艺量的一般信息会同时涌出，充斥于告警及窗口，“淹没”重要或关键信息，或者在后续信息的推挤下迅速溢出窗口，造成查找和判读关键信息的困难，甚至影响事故处理的判断与决策。故应对显示的信息进行适当的分层、过滤、浓缩或简化。

　　解决这一问题的方法是将所有信息按其对于设备运行和事故处理的重要程度定义一个属性，并根据这个属性将信息区分为需要实时显示的信息、需要召唤显示的信息、需要通过查询显示的信息等多个层次或等级。

　　无效信息屏蔽功能在变电站的运行中需要定期或不定期地对设备进行检修、维护、试验、保护校验等工作，有的变电站还会不断地改扩建。这会使监控系统产生大量的、频繁的变位、SOE、保护动作或复位等无效信息，甚至把其它有用信息“淹没”，频繁的报警会给运行人员的监控作业产生严重干扰，降低运行人员对各种事件的敏感度和反应能力。故在上述情况下需要对相关的信息显示进行临时的屏蔽。

　　上述问题的解决需将信息按设备或设备单元进行分组，然后根据设备检修、试验时必须将设备停役的特点，将设备停役的某个标志（如断路器停役其某一侧隔离开关分开）设为给定的逻辑条件自动对相应的信息组进行封锁，或对系统显示的停役设备置一个人工标志（如检修挂牌）以屏蔽无效信息。

　　变电站监控系统采集的大量数据远没有有效利用，而生产管理MIS系统从监控系统获取某些信息的需求又被自动化主管部门以系统安全为由禁止，使系统的综合效用降低。

　　系统安全性十分重要。网络或系统易受病毒或黑客攻击主要原因是使用的操作系统和网络协议是标准的、开放的，在一定程度上是透明的。根据这一特点，可通过设计一个非标准的、专用和简易的协议（如串口协议）将数据单向外传或导出，则几乎不存（上接第121页）的改进，绝缘尺寸的降低，变压器可以实现有限程度的增容；③变压器增容，必须重视其阻抗电压、损耗、温升的增加；④采用混合绝缘技术能够解决变压器增容改造后的温升问题；⑤变压器增容，需要注意对变压器附件的影响，如：更换有载分接开关的过渡电阻、用于线圈测温的变压器套管TA及重新调整整定线圈温度表等。

　　在遭受攻击的可能。实际上，变电站监控系统在确保系统安全的前提下外传数据有物理逻辑的许多技术选择方案，禁止数据输出或导入是不合理的。

　　防误操作闭锁功能显露化，提示过于明显和繁琐几乎是所有具有防误闭锁功能系统的通病，他们通过这些显示或提示以证明系统的先进和功能强大，或者试图以系统或装置的功能替代现有的以各种规范为主的防误操作机制，这样会造成操作人员对系统或机器的依赖，久而久之会使值班人员防误操作的主观判断力、鉴别力退化和弱化。

　　理想的防误操作功能应该是隐含的，秘而不露的。以促使操作人员提高操作技能，严格执行操作规范，认真履行防误操作的各项制度。由防误装置构成的“硬”措施与防误操作规范构成的“软”措施共同作用，相互配合。一旦出现人为疏漏，装置或系统则发挥作用。反之，如果系统或装置出现问题，则操作人员执行的原有防误操作机制仍能发挥作用。故监控系统应将防误操作功能动作时的各种信息或提示隐去，需要时可通过数据库查询获得。

　　3结束语目前变电站监控系统对硬件系统、数据网络、系统平台等有周详的考虑和很高的要求，然常常忽视系统应用层的功能和变电站的实际应用需求，造成系统硬件强，软件弱，成为变电站监控系统应用效果不理想的重要原因。

　　随着电力系统规模扩大、变电站数目增加、运行要求的提高，500kV变电站少人值班化、自动化和计算机监控系统的应用将是一个不可逆转的趋势。故建议系统的开发应结合变电站的运行实践以提高变电站监控系统的研发水平。

　　王锡生1952年生，专工，长期从事超高压变电站运行管理工作。