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[摘 要]在用电高峰或发生事故时，主变压器容易造成过负荷运行，但由于监控中心监视变电站较多，对过负荷情况不容易发现。所以，改善监控自动化系统中对过负荷的监视尤为重要。
[关键词]过负荷运行 监控系统完善
中图分类号：TM714.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）48-0104-01
引言
近年来，随着我国经济的快速发展，电力需求量也随之增大，电力部门网络改造正在全面展开。为适应变电站无人化改造和变电运行专业化改革的需要，大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能，运行水平也得到了很大的提高。现有的监控系统通过遥测、遥信、遥调和遥控，实现了变电站的无人化值班，通常的接地、跳闸等故障可以在第一时间反馈至监控中心，但其弊端则是，由于监视的变电站数目较多，还不能全面直观地反映主变压器过负荷时的运行状况，为了解决这一问题，因此需对现有的监控自动化系统进行改进完善。
一、变压器过负荷允许的过负荷运行方式
变压器的过负荷是指变压器运行时，传输的功率超过变压器的额定容量。变压器的过负荷能力，是指它在较短的时间内，所能输出的最大容量。在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的条件下，它能大于变压器的額定容量。因此，变压器的额定容量和过负荷能力具有不同的意义。
变压器过负荷可分为：
（1）允许过负荷。即变压器虽然过负荷，但过负荷程度不大，且在过负荷前，变压器负荷较轻，变压器顶部油温并不高，变压器绕组的热点温度不会达到有危害的程度，负荷情况稳定，这种过负荷是变压器允许的，但时间不宜太长。
（2）限制过负荷。即变压器的过负荷程度较重，使顶部油温升高，变压器绕组的热点温度可能达到有害的程度，顶部温度还未达到140°C，这时变压器虽能继续运行，但会使绝缘强度下降威胁变压器的安全，影响变压器的寿命。这种过负荷是必须加以限制的。
（3）禁止过负荷。即变压器过负荷程度较大，运行时间较长，使变压器顶部油温已超过允许值，变压器绕组的热点温度已达到危险程度。这时变压器若继续运行，热点周围的绝缘油会分解产生气泡，绝缘强度严重下降，可能会导致变压器的重大故障，这种过负荷是必须禁止的。
一般来说，变压器的正常过负荷是不会影响变压器寿命的。因为变压器在运行中的负荷是经常变化的，在高峰负荷时，变压器可能短时过负荷；在低谷时，变压器欠载。因此，在高峰时期，损失大，绝缘寿命损失将增加；在低谷时期，损失小，绝缘寿命损失将减少；可以按照互相补偿的关系，低谷可以补偿高峰，从而不影响变压器使用寿命，允许正常过负荷运行。
但，在电力系统发生事故时，为了保证对重要用户的连续供电，允许变压器在短时间内过负荷运行，此时，为事故过负荷。在工作中，经常会遇到这类情况。例如市周边的城中站、城东站、城西站等。在发生事故时，或特殊运行方式下，需要单台变运行时，则需加强对主变负荷及电流的监视，防止主变长期过负荷运行。
二、变压器过负荷的危害
变压器过负荷后主要会出现三个大的问题：
1、变压器的损耗增大：因为变压器是按额定容量设计的，其经济运行平衡点在67%左右，当变压器的负荷超过额定容量时，变压器的铜损会按平方关系递加；
2、变压器输出电压降低：当超过变压器的额定容量后，变压器二次输出电压将会降低，当输出电流达到短路电流时，电压也就降为零了；
3、变压器的寿命减少：油浸变压器的绕组多由A级绝缘材料组成，其耐热温度在105度左右，超过这个温度，会使绝缘材料老化加剧，减少变压器使用寿命，长期过负荷运行，会使变压器出现过热甚至烧毁。
三、监控系统过负荷运行时的注意事项及改善方法
监控中心担负着变电站的“五遥”信息集中监控和事故处理任务，自动化系统使运行工作变的更加简便、精准。除了对保护动作情况、断路器动作等情况做到准确传输数据外，还对电压的监视进行了实时的监控，在电压出现异常或越限情况时，发出电压越限语音报警及投入电压无功自动控制AVC系统，这样，既减轻了运行人员的工作量，也能在第一时间调整电压，避免了由于人为因素造成电压不合格的情况。但遇到各站设备在特殊运行方式下运行时，主变压器常常会过负荷运行，此时，监控自动化系统中，便缺少了对设备的过负荷监视。
1、变压器正常过负荷的条件
变压器正常过负荷可以经常使用，应按下列条件决定：
（1）经常全天基本上满负荷运行的变压器，不宜过负荷运行；
（2）变压器在低负荷期间、负荷系数小于1时，则在高峰负荷期间变压器运行的过负荷倍数和持续时间，按年等值环境温度、变压器的冷却方式和容量，依正常过负荷曲线运行。
（3）在夏季，根据变压器的典型负荷曲线，其最高负荷低于变压器的额定容量时，则每低1%可允许冬季过负荷1%，但以过负荷15%为限。
2、变压器事故过负荷的允许值
油浸变压器事故过负荷的允许值，按照不同的冷却方式和环境温度掌握参照油浸变压器事故过负荷运行过负荷倍数及持续时间、油浸自然循环冷却变压器事故过负荷允许运行时间规定的数据运行。
3、改善方法
由于监控中心所辖各站主变压器容量、冷却方式及安装环境不尽相同，根据以上数据，将各受控站主变压器过负荷倍数及允许持续运行时间分别进行分析、计算，在运行中，可根据实际运行数据进行采集上传分析，当达到不同的过负荷值时，相应发出不同的报警信息，可设置“允许过负荷报文”、“限制过负荷报文”及“禁止过负荷报文”，其遥信数据的颜色要与一般报文的颜色加以区分，应设置醒目色。在达到限制过负荷及禁止过负荷时，要增加语音报警。同时，遥测数据也要发生相应变化，在允许过负荷时，遥测数据与正常情况相同；当达到限制过负荷时，遥测数据颜色变为醒目色，同时进行闪烁。通过增加语音报警、遥信、遥测等手段，提醒运行人员加强监视，同时汇报调度，进行相应的负荷调整工作，避免主变压器长时间过负荷或达到禁止过负荷值。
4、注意事项
在做好变压器过负荷运行时硬件系统改善的同时，还应做好辅助工作：
（1）变压器正常过负荷运行前，应与操作队联系，投入全部冷却器，必要时投入备用冷却器。运行事故过负荷时，则应将工作冷却器和备用冷却器全部投入。
（2）变压器出现过负荷时，除立即汇报当值调度员外，在此期间，应每半小时抄表一次，并加强监视。
（3）变压器过负荷运行中，应将过负荷的大小和持续时间及油温情况等作详细记录。对事故过负荷，应将事故过负荷的情况记入运行日志。
结论
变电站综合自动化实现了电网调度自动化和现场运行管理现代化，大大提高了电网的安全和经济运行水平，也使运行工作越来越智能化。随着技术的进步，自动化系统也将更加完善，但更为重要的是运行人员的责任心，及对电网运行的监视，只有双管齐下，才能有效加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，确保电网安全稳定运行。
参考文献
[1] 付艳华.变电运行现场操作技术.
[2] 电力变压器运行规程.
[关键词]过负荷运行 监控系统完善
中图分类号：TM714.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）48-0104-01
引言
近年来，随着我国经济的快速发展，电力需求量也随之增大，电力部门网络改造正在全面展开。为适应变电站无人化改造和变电运行专业化改革的需要，大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能，运行水平也得到了很大的提高。现有的监控系统通过遥测、遥信、遥调和遥控，实现了变电站的无人化值班，通常的接地、跳闸等故障可以在第一时间反馈至监控中心，但其弊端则是，由于监视的变电站数目较多，还不能全面直观地反映主变压器过负荷时的运行状况，为了解决这一问题，因此需对现有的监控自动化系统进行改进完善。
一、变压器过负荷允许的过负荷运行方式
变压器的过负荷是指变压器运行时，传输的功率超过变压器的额定容量。变压器的过负荷能力，是指它在较短的时间内，所能输出的最大容量。在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的条件下，它能大于变压器的額定容量。因此，变压器的额定容量和过负荷能力具有不同的意义。
变压器过负荷可分为：
（1）允许过负荷。即变压器虽然过负荷，但过负荷程度不大，且在过负荷前，变压器负荷较轻，变压器顶部油温并不高，变压器绕组的热点温度不会达到有危害的程度，负荷情况稳定，这种过负荷是变压器允许的，但时间不宜太长。
（2）限制过负荷。即变压器的过负荷程度较重，使顶部油温升高，变压器绕组的热点温度可能达到有害的程度，顶部温度还未达到140°C，这时变压器虽能继续运行，但会使绝缘强度下降威胁变压器的安全，影响变压器的寿命。这种过负荷是必须加以限制的。
（3）禁止过负荷。即变压器过负荷程度较大，运行时间较长，使变压器顶部油温已超过允许值，变压器绕组的热点温度已达到危险程度。这时变压器若继续运行，热点周围的绝缘油会分解产生气泡，绝缘强度严重下降，可能会导致变压器的重大故障，这种过负荷是必须禁止的。
一般来说，变压器的正常过负荷是不会影响变压器寿命的。因为变压器在运行中的负荷是经常变化的，在高峰负荷时，变压器可能短时过负荷；在低谷时，变压器欠载。因此，在高峰时期，损失大，绝缘寿命损失将增加；在低谷时期，损失小，绝缘寿命损失将减少；可以按照互相补偿的关系，低谷可以补偿高峰，从而不影响变压器使用寿命，允许正常过负荷运行。
但，在电力系统发生事故时，为了保证对重要用户的连续供电，允许变压器在短时间内过负荷运行，此时，为事故过负荷。在工作中，经常会遇到这类情况。例如市周边的城中站、城东站、城西站等。在发生事故时，或特殊运行方式下，需要单台变运行时，则需加强对主变负荷及电流的监视，防止主变长期过负荷运行。
二、变压器过负荷的危害
变压器过负荷后主要会出现三个大的问题：
1、变压器的损耗增大：因为变压器是按额定容量设计的，其经济运行平衡点在67%左右，当变压器的负荷超过额定容量时，变压器的铜损会按平方关系递加；
2、变压器输出电压降低：当超过变压器的额定容量后，变压器二次输出电压将会降低，当输出电流达到短路电流时，电压也就降为零了；
3、变压器的寿命减少：油浸变压器的绕组多由A级绝缘材料组成，其耐热温度在105度左右，超过这个温度，会使绝缘材料老化加剧，减少变压器使用寿命，长期过负荷运行，会使变压器出现过热甚至烧毁。
三、监控系统过负荷运行时的注意事项及改善方法
监控中心担负着变电站的“五遥”信息集中监控和事故处理任务，自动化系统使运行工作变的更加简便、精准。除了对保护动作情况、断路器动作等情况做到准确传输数据外，还对电压的监视进行了实时的监控，在电压出现异常或越限情况时，发出电压越限语音报警及投入电压无功自动控制AVC系统，这样，既减轻了运行人员的工作量，也能在第一时间调整电压，避免了由于人为因素造成电压不合格的情况。但遇到各站设备在特殊运行方式下运行时，主变压器常常会过负荷运行，此时，监控自动化系统中，便缺少了对设备的过负荷监视。
1、变压器正常过负荷的条件
变压器正常过负荷可以经常使用，应按下列条件决定：
（1）经常全天基本上满负荷运行的变压器，不宜过负荷运行；
（2）变压器在低负荷期间、负荷系数小于1时，则在高峰负荷期间变压器运行的过负荷倍数和持续时间，按年等值环境温度、变压器的冷却方式和容量，依正常过负荷曲线运行。
（3）在夏季，根据变压器的典型负荷曲线，其最高负荷低于变压器的额定容量时，则每低1%可允许冬季过负荷1%，但以过负荷15%为限。
2、变压器事故过负荷的允许值
油浸变压器事故过负荷的允许值，按照不同的冷却方式和环境温度掌握参照油浸变压器事故过负荷运行过负荷倍数及持续时间、油浸自然循环冷却变压器事故过负荷允许运行时间规定的数据运行。
3、改善方法
由于监控中心所辖各站主变压器容量、冷却方式及安装环境不尽相同，根据以上数据，将各受控站主变压器过负荷倍数及允许持续运行时间分别进行分析、计算，在运行中，可根据实际运行数据进行采集上传分析，当达到不同的过负荷值时，相应发出不同的报警信息，可设置“允许过负荷报文”、“限制过负荷报文”及“禁止过负荷报文”，其遥信数据的颜色要与一般报文的颜色加以区分，应设置醒目色。在达到限制过负荷及禁止过负荷时，要增加语音报警。同时，遥测数据也要发生相应变化，在允许过负荷时，遥测数据与正常情况相同；当达到限制过负荷时，遥测数据颜色变为醒目色，同时进行闪烁。通过增加语音报警、遥信、遥测等手段，提醒运行人员加强监视，同时汇报调度，进行相应的负荷调整工作，避免主变压器长时间过负荷或达到禁止过负荷值。
4、注意事项
在做好变压器过负荷运行时硬件系统改善的同时，还应做好辅助工作：
（1）变压器正常过负荷运行前，应与操作队联系，投入全部冷却器，必要时投入备用冷却器。运行事故过负荷时，则应将工作冷却器和备用冷却器全部投入。
（2）变压器出现过负荷时，除立即汇报当值调度员外，在此期间，应每半小时抄表一次，并加强监视。
（3）变压器过负荷运行中，应将过负荷的大小和持续时间及油温情况等作详细记录。对事故过负荷，应将事故过负荷的情况记入运行日志。
结论
变电站综合自动化实现了电网调度自动化和现场运行管理现代化，大大提高了电网的安全和经济运行水平，也使运行工作越来越智能化。随着技术的进步，自动化系统也将更加完善，但更为重要的是运行人员的责任心，及对电网运行的监视，只有双管齐下，才能有效加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，确保电网安全稳定运行。
参考文献
[1] 付艳华.变电运行现场操作技术.
[2] 电力变压器运行规程.