劉源晶，徐炎斌，黃帥軍

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司有限公司江門供電局，廣東 江門 529000）

1 變壓器電力培訓(xùn)現(xiàn)狀

電力變壓器是維系電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定供電的重要設(shè)備，為了保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須對變壓器進(jìn)行定期的試驗，檢測各部件性能是否達(dá)到規(guī)程要求，是否具備繼續(xù)投入運(yùn)行的能力。電力變壓器試驗所涉及的試驗設(shè)備價格昂貴，試驗的過程具有一定的危險性，對試驗人員的專業(yè)素質(zhì)提出了較高的要求。為了提高現(xiàn)場試驗人員的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)更多符合電力系統(tǒng)發(fā)展的專業(yè)素質(zhì)人才，電力部門普遍加大了培訓(xùn)工作力度，投入巨資建立了培訓(xùn)基地。然而，目前電力企業(yè)關(guān)于變壓器的電力培訓(xùn)還存在很多問題。圖1 為電力變壓器。

圖1 電力變壓器

現(xiàn)行的電氣設(shè)備高壓試驗培訓(xùn)主要是集中在室內(nèi)進(jìn)行理論培訓(xùn)和現(xiàn)場作業(yè)或培訓(xùn)基地進(jìn)行技能培訓(xùn)等形式。傳統(tǒng)的模式授課，“培訓(xùn)師講，學(xué)員聽”，容易產(chǎn)生枯燥、效果不好的弊?。辉谧鳂I(yè)現(xiàn)場培訓(xùn)，其優(yōu)點是提供了現(xiàn)場試驗背景，但出于對運(yùn)用中的設(shè)備安全的考慮，加之受限于試驗周期長、工作時間短，使得培訓(xùn)人員不能靈活選擇時間、項目進(jìn)行培訓(xùn)，實操練習(xí)的機(jī)會非常有限，效果不佳，很難實現(xiàn)真正意義的培訓(xùn)；通過建設(shè)專用培訓(xùn)基地，利用殘舊設(shè)備開展集中培訓(xùn)，往往只能對變壓器常規(guī)定檢實操技能進(jìn)行培訓(xùn)，對故障的分析、判斷只停留在假設(shè)或口述理論分析，無法模擬變壓器出現(xiàn)故障時進(jìn)行試驗的培訓(xùn)。另一方面，設(shè)備及培訓(xùn)場地占用空間大，耗資巨大，培訓(xùn)場地通常遠(yuǎn)離辦公區(qū)，組織一次培訓(xùn)需要搬運(yùn)各種沉重的試驗儀器，缺乏靈活性，一定程度上打消了對學(xué)員參加培訓(xùn)的積極性。

2 變壓器電力培訓(xùn)新方法概述

針對上述問題，一些培訓(xùn)單位開始嘗試新的培訓(xùn)方法，以期提高培訓(xùn)的質(zhì)量和效果。文獻(xiàn)[1-2]利用虛擬仿真技術(shù)，構(gòu)建了變壓器的結(jié)構(gòu)和基本原理仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，對變壓器的結(jié)構(gòu)和各個部件進(jìn)行了高精度建模和仿真，學(xué)員足不出戶就可以詳細(xì)了解和學(xué)習(xí)變壓器的結(jié)構(gòu)和基本原理；文獻(xiàn)[3]基于絕緣電阻測量原理和判據(jù)計算方法，設(shè)計了一套電力變壓器高壓試驗虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)架構(gòu)、實驗考評點、高壓試驗操作流程等。系統(tǒng)依托開放式虛擬仿真實驗教學(xué)管理平臺運(yùn)行，將傳統(tǒng)實驗教學(xué)延伸至互聯(lián)網(wǎng)終端。實驗內(nèi)容涵蓋變電站場景漫游、主設(shè)備認(rèn)知、故障判別、試驗操作、數(shù)據(jù)采集記錄等環(huán)節(jié)，作業(yè)流程緊密聯(lián)系工程實際。該種方法能減少電氣專業(yè)實驗室建設(shè)成本，提升課堂和實驗教學(xué)效率，比較適用于學(xué)校教學(xué)，但對電力企業(yè)而言，上述文獻(xiàn)[1-3]提供的虛擬仿真系統(tǒng)卻無法解決在實操培訓(xùn)方面“知易行難”的問題。

文獻(xiàn)[4]公開了一種變壓器模擬培訓(xùn)設(shè)備，該變壓器模型由繞組組件模型和油箱模型組成，繞組組件模型設(shè)置在油箱模型的內(nèi)部，油箱模型選用透明材質(zhì)。培訓(xùn)人員可通過透明的油箱模型直觀看到油箱模型內(nèi)部的，例如繞組組件模型等模型的結(jié)構(gòu)形式和連接關(guān)系，該種方法雖然從文獻(xiàn)[1-3]中過渡到了實物仿真，通過模擬培訓(xùn)與內(nèi)部構(gòu)造的講解能夠有助于快速提升學(xué)員的感性認(rèn)知能力，但缺乏試驗實操技能的培訓(xùn)功能。文獻(xiàn)[5]公開了一種培訓(xùn)用變壓器繞組直流電阻模擬裝置，該裝置由高壓側(cè)模擬繞組和低壓側(cè)模擬繞組組成。其中，模擬繞組是通過一系列的電阻、電感和切換開關(guān)等電子元件構(gòu)成，通過切換開關(guān)切換為正常直流電阻狀態(tài)或故障直流電阻狀態(tài)實現(xiàn)模擬變壓器設(shè)備正常情況直流電阻或故障情況下直流電阻的情況。該種裝置簡單便攜，有利于培訓(xùn)靈活開展，但是只能模擬單一技能培訓(xùn)。

文獻(xiàn)[6]公開了一種變壓器培訓(xùn)模型，模型主要由變壓器、導(dǎo)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、高低壓側(cè)引出線組成，高低壓側(cè)引出線通過3 只轉(zhuǎn)換開關(guān)位置的不同組合，改變高低壓繞組同名端、相別組合、首末端的連接順序等，可以把模型轉(zhuǎn)換成Yn/d 接線的全部6 種不同組別，一改文獻(xiàn)[5]中固定連接組別的缺點，從而讓員工學(xué)習(xí)到不同的連接組別情況下的電壓、變比的變化情況、高低壓側(cè)的相量圖，以及根據(jù)所測的向量圖判斷連接組別，同時還可以學(xué)習(xí)到繞組連同套管的直流電阻、電壓比、組別、感應(yīng)耐壓等的實際測試；還可模擬繞組連同套管的絕緣電阻、繞組連同套管的介質(zhì)損耗角正切值tanδ、測量與鐵芯絕緣的各緊固件及鐵芯絕緣電阻、繞組變形試驗接線等等。通過對培訓(xùn)模型的模擬接線、操作和測量，掌握運(yùn)行中主壓器的工作原理及其試驗方法，但該方法卻未提及變壓器故障模擬的相關(guān)培訓(xùn)實現(xiàn)，同時，實物尺寸較大，或?qū)⑹艿綀龅?、環(huán)境等因素限制。

文獻(xiàn)[7]研制了一套“培訓(xùn)專用便攜式變壓器裝置”，該裝置也是通過電阻、自鎖開關(guān)等電子元器件對變壓器繞組的模擬，通過自鎖開關(guān)的切換，模擬檢測線路能實現(xiàn)變壓器內(nèi)部發(fā)生的4大項日常故障情況，分別是：模擬變壓器高壓側(cè)的相間短路狀態(tài)、模擬變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路狀態(tài)、模擬變壓器的接地短路故障狀態(tài)、模擬變壓器低壓側(cè)的斷線故障狀態(tài)，可以完成絕緣電阻檢測、直流電阻檢測、故障檢測等培訓(xùn)項目。該裝置簡單便攜，使得培訓(xùn)可以靈活開展，還可以通過模擬各種故障，提高學(xué)員對故障的分析、判斷能力，但由于采用全電子元器件構(gòu)建仿真模型，限制了試驗電壓，僅適用于配網(wǎng)變壓器的相關(guān)培訓(xùn)，不適用于主網(wǎng)電氣試驗培訓(xùn)。此外，其故障模擬所針對的培訓(xùn)項目局限在繞組的絕緣和直阻測試，對于繞組連同套管的絕緣電阻、繞組連同套管的介質(zhì)損耗角正切值tanδ、測量與鐵芯絕緣的各緊固件及鐵芯絕緣電阻、繞組變形試驗等培訓(xùn)項目卻未涉及。

文獻(xiàn)[8]克服了文獻(xiàn)[7]中允許試驗電壓低的缺點，利用10kV配電變壓器改裝，通過外置PLC 可編程邏輯控制器及DC-SSR直流固態(tài)繼電器陣列實現(xiàn)正常狀態(tài)與多種故障狀態(tài)的自動切換設(shè)置，優(yōu)化模擬故障培訓(xùn)變壓器的操作方便性，但同樣存在故障模擬所針對的培訓(xùn)項目局限在繞組的絕緣和直阻測試，同時，10kV 配電變大而重，不符合靈活組織培訓(xùn)的初衷要求。

綜上，利用電力變壓器培訓(xùn)模型組織培訓(xùn)已經(jīng)成為當(dāng)前電力企業(yè)變壓器電力培訓(xùn)的主流，相較于傳統(tǒng)變壓器電力教學(xué)培訓(xùn)，變壓器模型顯現(xiàn)出極大的優(yōu)勢和強(qiáng)大的生機(jī)，是滿足常態(tài)化技能培訓(xùn)需求、提高培訓(xùn)質(zhì)量的方向。

3 便攜式變壓器培訓(xùn)模型的設(shè)計考量

根據(jù)我國電力變壓器電力培訓(xùn)新方法的概述，我們不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的變壓器模型存在的各種問題，為了找到行之高效的培訓(xùn)方法，應(yīng)該對變壓器電力培訓(xùn)模型作出如下考量。

3.1 便攜與絕緣等級的綜合考量

體積和總重量應(yīng)符合便攜的要求，同時，應(yīng)該與模型的絕緣等級折中考慮，優(yōu)先滿足絕緣要求，根據(jù)實驗儀器所能達(dá)到的最低電壓的要求而定。

3.2 可培訓(xùn)試驗項目的考量

變壓器模型應(yīng)該可以進(jìn)行各種預(yù)防性試驗、交接試驗、出廠試驗的項目培訓(xùn)。根據(jù)電力設(shè)備檢修試驗規(guī)程[9]中電力變壓器高壓試驗項目的規(guī)定，這些電氣試驗主要包括：繞組直流電阻測試、繞組連同套管的絕緣電阻測試、繞組連同套管的介損tanδ 測試、繞組連同套管的交流耐壓試驗、鐵芯及夾件絕緣電阻測試、繞組變形測試、繞組所有分接的電壓比、校核三相變壓器的組別測試、主絕緣及電容型套管末屏對地絕緣電阻、主絕緣及電容型套管對地末屏tanδ 與電容量。

3.3 模擬故障狀態(tài)下的各類試驗培訓(xùn)的考量

應(yīng)涵蓋電力變壓器的主要故障模擬，包括斷線、接地短路、相間短路、匝間短路、接觸不良、繞組變形等故障。

3.4 滿足技能鑒定的考量

常態(tài)或故障態(tài)的設(shè)置應(yīng)該簡單可靠，在各種狀態(tài)下測試的結(jié)果應(yīng)該符合原理。

4 結(jié)語

通過對目前電力變壓器的電力培訓(xùn)的現(xiàn)狀綜述，看到應(yīng)用電力變壓器培訓(xùn)模型取得的成果，明確其的應(yīng)用是變壓器電力培訓(xùn)的主流方向。通過變壓器模型的培訓(xùn)，增進(jìn)學(xué)員對電力變壓器及試驗技術(shù)相關(guān)知識的理解和消化，練就規(guī)范化高壓試驗操作技能，增加試驗實踐經(jīng)驗，達(dá)到提升學(xué)習(xí)效果和強(qiáng)化專業(yè)能力的目標(biāo)。其次，變壓器培訓(xùn)模型的應(yīng)用，滿足電力變壓器高壓試驗或檢修專業(yè)的常態(tài)化技能培訓(xùn)和技能鑒定的需求。相信通過電力變壓器培訓(xùn)模型的優(yōu)化研制，可以很好地解決了電力企業(yè)在相關(guān)方面日益增長的技能人才需求與培訓(xùn)不足的矛盾。