低壓實訓總結大全11篇

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篇（1）

作者簡介：徐光舉（1961-），男，江蘇連云港人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，工程師；張長營（1968-），男，江蘇宿遷人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，高級工程師。（江蘇　連云港　222069）

中圖分類號：TM4?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）36-0138-03

電力變壓器是一個重要的電氣設備，不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來，組成一個強大的電力系統，而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用，它直接為電力用戶提供電能，一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電，因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障，在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量，而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此，對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓，使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。

基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發，將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象，讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別，同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定，進而提出排除故障的方法，對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。

一、國內外研究水平綜述

經查證，國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法，目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察，還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現，同時由于培訓用的變壓器一旦選定，在變壓器相關性能測試和試驗中，只要變壓器本身電氣特性沒有變化，測試數據具有唯一性，無法實現對多位學員進行個性化測試考核，這種培訓方式不利于學員的理解和學習，在教學實踐中詬病頗多。因此，提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平，進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計，改進現有教學與培訓方式勢在必行。

據了解，現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發，本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境，模擬變壓器發生故障時的參數變化，揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性，屬國內外技術首創。

二、裝置研發的理論和實踐依據

1.原理簡述

配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗，該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大，技術要求也較高，一般在實驗室環境下均不進行該類試驗；絕緣電阻試驗在實際試驗中，無法模擬多種絕緣特性，使用真實變壓器作為試驗對象，測試數據單一，變壓器故障發生時的參數變化無法模擬；直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值，電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬；變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題，對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。

現場教學中，通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室，讓學員進行測試實訓，實訓變壓器到位后，各類參數均恒定不變，學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型，非常不利于教學及考核。因此，為了便于教學與考核，減少操作時的危險性，需要對現有變壓器實訓裝置進行改進。基于配電變壓器故障模擬的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構，將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉，在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件，同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致，并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬，測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊，實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計，實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣，實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析，從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題，同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。

2.研發依據

通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究，總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目，根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求，結合現場實際運行環境，油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下：

（1）測量繞組連同套管的直流電阻，應符合下列規定：

1）測量應在各分接頭的所有位置上進行。

2）1600kVA及以下電壓等級三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的4%，線間測得值的相互差值應小于平均值的2%；1600kVA以上三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的2%；線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。

3）變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較，相應變化不應大于2%；不同溫度下電阻值按照下式換算：

R2=R1（T+t2）/（T+t1）

式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值；T為計算用常數，銅導線取235，鋁導線取225。

（2）檢查所有分接頭的電壓比，與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別，且應符合電壓比的規律。

（3）檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性；必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。

（4）測量與鐵芯絕緣的各緊固件（連片可拆開者）及鐵芯（有外引接地線的）絕緣電阻，應符合下列規定：

1）進行器身檢查的變壓器，應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時，應將連接片斷開后進行試驗。

2）不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器，所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件（有外引接地線的）的絕緣電阻測量。

3）鐵心必須為一點接地；對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時，應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。

4）采用2500V兆歐表測量，持續時間為1min，應無閃絡及擊穿現象。

（5）測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數，應符合下列規定：

1）絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。

2）當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時，可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。

注：表中K為實測溫度減去20℃的絕對值；測量溫度以上層油溫為準。

當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時，其換算系數A可用線性插入法確定，也可按下述公式計算：

A=1.5K/10

校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算：

當實測溫度為20℃以上時：

R20=ARt

當實測溫度為20℃以下時：

R20=Rt/A

式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值（MΩ）；Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值（MΩ）。

（6）繞組連同套管的交流耐壓試驗，應符合表2規定。

針對以上變壓器交接試驗標準要求，根據實際應用環境進行的試驗項目，特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目，試驗項目測試滿足以上技術標準要求。

3.關鍵技術及難點

裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬，根據實際應用測試設備的步驟及方法，裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。

（1）本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。

（2）技術難點：配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。

三、裝置研究內容和實施方案

1.研究內容

（1）需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢，國家和行業相關標準，現有裝置的技術與性能特點，以確定裝置研發的差異化方向，最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。

（2）硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案，包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。

（3）軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案，包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。

（4）模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求，并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案，以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準，設計模擬變壓器測試項目功能模塊，制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上，設計整體軟件實現方案，包括邏輯圖與流程圖。

2.技術實施方案

（1）總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究，確定裝置的總體方案及原則如下：

1）變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼，去掉鐵芯及線圈，保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件，在變壓器一側對變壓器外殼進行改進，改進后的外殼采用開門式設計，方便測試部件的安裝及維護工作。

2）測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進，在配電變壓器內部增加各測試功能模塊，配置必要的測試電路，以實現原測試儀器應實現的測量功能。

3）采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性，所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計，以提高管理性能以及兼容性與擴展性。

4）裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計；印刷電路板設計選用靜電放電保護（ESD）的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件，采用表面安裝技術（SMT）及多層印制板，全部選用工業級芯片，以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。

（2）硬件方案。組成系統裝置的主要設備有：模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。

模擬變壓器設計：模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼，內部去掉變壓器鐵芯及線圈，針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件，如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等，模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上，各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。

1）絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件，通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值，實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬，模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間，模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ，并能模擬變壓器斷線功能，即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。

配電變壓器耐壓模擬：通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現，模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓，但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓，而是30V低壓，同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬，以達到真實的試驗效果。

2）吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性，在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器，通過電容器充放電的曲線特性，模擬不同時間點的絕緣電阻值，即實現吸收比及極化指數的模擬功能。

3）直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0～30Ω不同組合形式的電阻值，模擬一次側直流電阻，在變壓器低壓側（二次側）接入0～0.021Ω不同組合方式的電阻值，模擬二次側直流電阻，各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現，并能模擬故障狀態下組合電阻值。

4）容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7～80Ω不同組合電阻值，并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。

5）變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性，模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點，在二次側產生設定比例的電壓及相位角，模擬變比功能，模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置，產生不同變比條件下的二次電壓值。

（3）軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計，主控制計算機實現總體控制和設定，主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。

模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令，做出判斷，確定工作模塊內容及設定項目，供學員通過測試儀器進行實際測量。

通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定，可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。

（4）通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要，同時由于真實現場接線只有電源線和測試線，沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線，為了和真實現場保持一致，特選擇無線通訊方式，為了實現多設備間的互通，需采用無線組網方式實現。

3.裝置研究步驟及開發方法

裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計，同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計：

（1）前期先進行市場調研與分析，論證項目設計的可行性和必要性。

（2）與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通，進行實訓內容及可行性研究，確定裝置研發實施方案，重點解決技術難點問題。

（3）對設計功能模塊進行相應試驗驗證，對各模擬模塊方案進行設計驗證。

（4）設計產品軟硬件；并試制樣機。

（5）對設計產品進行功能調試，確定測試指標。

（6）進行指標檢定和功能檢定。

裝置研發技術路線框圖如圖1所示。

四、預期目標和成果形式及創新點

通過裝置的研究與開發工作，系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓，創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術，研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作，加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。

參考文獻：

[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京：中國電力出版社，2011.