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摘要：本文首先阐述了电力变压器的特点及局部放电试验原理，接着分析了变频电源冷却处理，最后对变频电源技术参数设定进行了探讨。
关键词：变压器，局部放电，变频电源
引言
电网中的设备有很多，其中电力变压器的作用尤为重要。随着各个变压器厂家制造工艺的提高，所制造的变压器容量越来越大、变压器的电压等级也越来越高。随着状态检修的实施，对变压器的运行状况要求越来越严格。只有保证电力变压器的运行状况良好，才能够保证电网的安全稳定。
1电力变压器的特点及局部放电试验原理
1.1电力变压器的特点
电力变压器是利用电磁感应原理，将一个等级的交流电压和电流变成频率相同的另一个等级或几种不同等级的电压和电流的电气设备。在工频附近时，电力变压器整体相当于一个大电容，试验时就必须克服其电容电流，采用的方式是在变压器的低压侧进行电抗器补偿的方式。电力变压器的作用是变换电压，以利于功率的传输。在同一段线路上，传送相同的功率，电压经升压变压器升压后，线路传输的电流减小，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的，而降压则能满足各级使用电压的用户需要。变压器由一个或者几个绕组套于铁心上制成，本身又具有电抗的特性，在试验时，可以根据情况，调整试验的频率，利用自身的电感和电容达到相互补偿的特点。对于变压器不同绕组间通过磁链的耦合，使电能得以在不同的电回路中传递，以实现传输和分配电能的目的。
1.2电力变压器局部放电产生原理
局部放电又称游离，也就是静电荷流动的意思。在一定的外施电压作用下，在电场较强的区域，静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离，但并不形成绝缘击穿。这种静电荷流动的现象称为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称为电晕。电力变压器油内存在着大量的正、负离子和极性分子。因正、负离子的数量相等，故在油中不显电性。由于绝缘纸板对油中的负离子和极性分子有吸附作用，使油中电荷产生了定向移动。在强油导向冷却系统中，当开动油泵后，在器身内部流速较快的区域，油中的正离子被流动的油带走，使正、负离子产生分离。这样就产生了油带正电，固体绝缘材料带负电，它们各自带有电量相等、符号相反的电荷。电荷分离之后，可能沿着导电通路向大地泄漏，也可能与异性离子复合成中性分子。这种使电荷减少的过程，电荷松弛，但电荷松弛的速度远远慢于电荷积累的速度。在相同条件下，油中含水量少，电荷密度会增加；而含水量多，电荷密度则降低。油的含气量越大，油的绝缘强度越低，越容易产生放电。放电会使油产生分解，其分解生成物将导致油质劣化，使油中的静电带电现象显著，从而危及油的绝缘性能。对于电力变压器的局部放电，要想满足用户要求，须在电力变压器设计时认真分析绝缘结构的电场分布，留有绝缘裕度，并要适当选择优质的绝缘材料。由于真空处理不够而残存的气泡及在耐压试验中分解出来的气泡，均会随时间的增加被油吸收而消失。所以，对于感应耐压和冲击耐压试验后的电力变压器，必须静放一段时间再做局部放电试验，否则，会因耐压后分解出来的气泡造成局部放电的假现象。
2变频电源冷却处理
变频电源内部存在着许多的电子元件，包括电阻、电容、三极管等。只要是他们工作就会发热，如果不及时对其进行散热处理，随着温度的升高，元件本身的工作效率会大大减小，甚至会有烧毁的可能。尤其是变频电源本身的结构的组成方式，如果其中有一个元件发生毁坏，这个元件上的电压就会是加到其他的电子元件上，这样就会导致形成一个恶性循环。所以，变频电源的冷却系统就变得尤为重要。
冷却的方法有很多种，有水冷、风冷等。水冷却的结构比较复杂，要设有分水器以及回水箱等装置，这样就会大大加大变频电源本身的体积。而且变频电源本身的元件要求整个水冷循环系统的防水要求很高，不能有一点漏水的地方，以防止变频电源装置发生短路烧毁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以对变频电源来说，这种冷却方法的可靠性和安全性都不高，不宜采用。一般情况下，都是使用强迫风冷方法。首先，因为整个风冷结构的结构相对比较简单，只需要电机和风扇即可。总体结构的质量和体积相对比较小，这样就节省了变频电源装置的体积。为了加快变频电源装置的冷却速度，设计中变频电源本身必须有足够的散热面积，越大越好，一般设计前后面均为散热区，而且必须有足够的风量来加快冷却速度。当然强迫风冷装置本身也存在一些缺点，比如受环境要求比较高、噪音比较大等。但相对于一些冷却效果比较好的装置来说，强迫风冷的经济性是最高的，而且它本身发生故障的几率比较低，非常适合变频电源装置的使用。还有就是使用一些热阻较小的元件，对变频电源的散热效果有很大提高。
3变频电源技术参数设定
3.1变频电源的工作原理的分析
为了能够实现满足现场试验要求，首先应对该交频电源的硬件原理图进行分析，了解了该交频电源采用大功率的三极管并联运行，实现功率放大；通过逐级放大，将一个可调节频率的正弦波信号放大，实现调频过程；在回路通过多种负反馈形式，使得输出的标准正弦波电压波形得以修正，达到设计要求；采用高压高频电容，减小该变频电源输出的电压对局部放电试验的干扰；利用快速晶闸管的快速关断，实现保护动作可靠、快速、准确；解决大功率电力电子组件发热量大问题，采用良好的通风和散热措施。以上部分是实现大功率变频电源所需要解决的重要难点。
3.2变频电源基本参数的确定
为了能够设计好变频电源的基本参数，在大量查找文献基础上，并且结合工程实际及其针对电力变压器现场局部放电试验实际情况，变频电源应满足以下的技术参数要求：
(1)变频电源的输出功率为适应大容量变压器局部放电试验需要，结合目前浙江电网目前使用的最大容量75MVA的500kV三相一体电力变压器情况及其国内电网发展状况考虑，将来可能使用容量120MVA甚至更多容量的500kV三相一体电力变压器，从而所需要的电源功率更大，并且考虑一定的容量裕度，其变频装置输出功率应到达450kW。
(2)为适应局部放电试验需要，变频电源的输出电压波形应为标准正弦波，根据以往现场试验经验，电压输出波形的失真度不应小于2％，才能满足试验需要，同时输出电压中的高频信号引起的局部放大干扰应不大于50pt才能够可靠的进行试验，使测量的资料更加准确。
(3)变频电源的频率调节范围应符合国家规程，在30～300Hz内．而且要求能够连续可调。
(4)当试验中出现故障，例如：被试品被击穿。变频电源要求具有快速准确的保护能力，一方面要求保护被试品，另一面要求保护自身。
(5)该变频电源的结构设计合理，考虑到需要运输到现场，特别是运输到山区，要求轻便；同时还要考虑高原地区、寒冷地区、潮湿地区等地理因素带来的影响。
(6)该变频电源要求操作简便，试验回路接线简单，而且还要能够满足远距离控制，与高压回路隔离，保证人身安全。
结束语
本论文解决了当前比较棘手的体积大，运输相当不便，不适合现场工作；启动电流很大，对于现场的电力电源要求很高；频率不能任意调节，只能是一个制作好的固定频率，很难达到理想的谐振点；设备维护工作量大等问题，但仍存在一些不足。
参考文献：
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[2]周科.变压器局部放电试验中的故障分析及处理[J].通讯世界.2017(21)
[3]孙雷,周健,张宇.串联变压器现场局部放电试验[J].江苏电机工程.2015(06)
论文作者:李刚1 司立立2
论文发表刊物:《城镇建设》2019年13期
论文发表时间:2019/9/17
标签：电源论文; 局部论文; 变压器论文; 电力变压器论文; 电压论文; 电荷论文; 装置论文; 《城镇建设》2019年13期论文;