近日，在±800千伏哈密—重庆特高压直流输电工程新疆送端站——巴里坤换流站，国网新疆电科院技术人员应用自主研发的储能型变压器快速退磁装置完成了首批6台换流变压器的退磁工作。
近年来，国网新疆电力有限公司聚焦电网安全稳定性提升、新型储能等关键技术攻关，与科研院所联合开展科研攻关、装备研制和试验示范，以技术突破推动新质生产力发展。
反方向能量对冲使剩磁迅速消失
储能型变压器快速退磁装置是国网新疆电力公司针对大型变压器剩磁问题自主研发的创新成果。该装置适用于各类变压器在投运前或检修后开展退磁操作，与普通退磁仪器相比，退磁效率更高、效果更好，有助于保证变压器一次充电成功。
近年来，我国超高压、特高压电网加速建设，远距离跨区域输电能力持续增强，电力系统稳定性日趋复杂。变压器作为换流站的“心脏”，在切断电源或开展绕组直流电阻测试等试验后，铁芯内存在剩磁。当变压器合闸时，铁芯中的剩磁与合闸初始磁通叠加，会导致变压器产生很大的励磁涌流，可能造成变压器差动保护装置误动作，甚至引起电网电压瞬时波动，影响变电站设备稳定运行。因此，变压器在投运前或检修后必须消除剩磁，以确保正常运行。
新疆电网是目前全国750千伏变电站数量最多、750千伏线路里程最长的省级电网。新变电站投运前和变电站年度综合检修后，大型变压器退磁工作量较大。国网新疆电科院高电压设备研究所技术人员杨定乾介绍，2021年9月，在换流站年度综合检修期间，他们发现受新疆温度、湿度环境的影响，退磁仪器性能不稳定。
2021年10月，国网新疆电力针对此类问题组建了技术攻关团队，启动大型变压器高效退磁关键技术研究，探索全新的退磁方法。攻关团队深入研究变压器铁芯磁路及剩磁理论，提出了一种变压器能量对冲快速退磁方法，即根据变压器内部剩磁能量和方向，注入反方向对冲能量，使变压器铁芯剩磁迅速消失，而剩余能量通过自由衰减振荡形式耗尽。基于这种方法，攻关团队研制出了第一代储能型变压器快速退磁装置。
变人工手动为一键操作
2022年10月，在±1100千伏昌吉换流站年度综合检修中，攻关团队使用了第一代储能型变压器快速退磁装置。“我们的装置使单台变压器退磁时间由原来的20分钟降低至3分钟，并且实现了3分钟内退磁两次，保证了变压器内部剩磁彻底消除。”杨定乾介绍。
变压器剩磁测量及铁芯性能评估的准确性影响对变压器剩磁状态的判断。攻关团队采用介损仪评估变压器剩磁状态。然而，人工计算、加量操作和核查等过程可能存在测试结果判断不准确的情况。
2023年，攻关团队在750千伏青格达变电站等多座变电站开展变压器退磁实测，根据变压器剩磁与高电压空载电流的关联关系，提出利用高电压空载电流法（1500伏以上）进行退磁结果评价，并确定了空载电流初值差的阈值，若两次退磁后空载电流数值偏差不超过5%，即可判断为退磁彻底。团队成功将传统的人工手动操作变为一键智能操作，提升了装置的便捷性和智能化程度。2024年，第二代储能型变压器快速退磁装置研发完成，实现了装置退磁和评估功能的集成。
相关成果在多领域应用
自2023年至今，通过应用储能型变压器快速退磁装置，天山换流站和昌吉换流站在年度检修中分别累计减少退磁时间11小时和20小时，相当于为±800千伏哈密南—郑州特高压直流输电工程多送电量约7000万千瓦时，为±1100千伏昌吉—古泉特高压直流输电工程多送电量约2.1亿千瓦时。
2024年9月25日，储能型变压器快速退磁装置在全国第四十六次质量管理小组代表会议暨全国质量信得过班组建设典型经验交流大会上发布，并获得质量管理小组活动二等奖。该成果还被国家电网公司收录为精益检修新技术新装备、全业务核心班组建设推荐装备。
目前，储能型变压器快速退磁装置已在新疆、重庆、山西、宁夏等地推广应用，大幅降低了退磁作业用时，提高了退磁作业质量，剩磁评估正确率达93%，支撑变压器一次充电成功率达100%。据悉，中国长江三峡集团有限公司水电站年度综合检修以及中国广核集团有限公司核电机组检修也应用了储能型变压器快退磁装置，实现了发电机变压器快速退磁。
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