铁芯电抗器产品基础知识介绍.ppt

铁心并联电抗器基本知识介绍 电抗器产品基础知识介绍 电抗器的定义电抗器的分类铁心电抗器与空心电抗器的区别电抗器基本名词铁心并联电抗器介绍铁心并联电抗器结构简介 电抗器的定义 电抗器 reactor 依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器 符号表示 电抗器也叫电感器 一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场 所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性 然而通电长直导体的电感较小 所产生的磁场不强 因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式 称空心电抗器 为了让这只螺线管具有更大的电感 便在螺线管中插入铁心 称铁心电抗器 电抗器的定义 电抗器的分类 按结构及冷却介质 按接法 按功能 按用途进行分类 1 按结构及冷却介质 分为 空心式 铁心式 干式 油浸式等 例如干式空心电抗器 干式铁心电抗器 油浸铁心电抗器 油浸空心电抗器 夹持式干式空心电抗器 绕包式干式空心电抗器 水泥电抗器等 2 按接法 分为并联电抗器和串联电抗器 3 按功能 分为限流和补偿 4 按用途 按具体用途细分 例如限流电抗器 滤波电抗器 平波电抗器 功率因数补偿电抗器 串联电抗器 平衡电抗器 接地电抗器 消弧线圈 进线电抗器 出线电抗器 饱和电抗器 自饱和电抗器 可变电抗器 可调电抗器 可控电抗器 轭流电抗器 串联谐振电抗器 并联谐振电抗器等 电抗器的分类 电抗器的分类 空芯电抗器与铁芯电抗器相比 主要特点 一是线性好 20倍以上额定电流其外特性仍能保持线性 二是噪声低 一般在40db以下 价格便宜 但是 空芯电抗器普遍存在的问题是 1 1 磁场影响范围较大 对于靠近电抗器附近安放的计算机 控制仪器 计量仪表的系统干扰很大 甚至在某些场合导致不能正常工作 1 2 由于空芯电抗器在运行中周围存在能量很大的低频电磁场 造成电磁污染 1 3 损耗较大 在同等条件下 空芯电抗器比铁芯电抗器损耗高出50 以上 1 4 占据空间大 空芯电抗器所占空间为铁芯电抗器的3倍以上 若将电磁场影响范围考虑进去 则占用的场地更大 1 5 户外运行的电抗器 表面抗污染能力差 产品表面容易产生污染性放电现象 在污染严重的地方 需加装防污 防淋 防晒等设施 铁心电抗器与空心电抗器的区别 铁芯电抗器的主要特点 1 1节约电能 与空芯电抗器相比较 可节约电能50 以上 DL462 92 高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件 中明确规定 电抗器单位损耗值 W Var 铁芯电抗器是空芯电抗器的1 2 这是电抗器设计制造时必须遵守的标准 1 2具有适用的线性度 DL462 92标准中规定 铁芯电抗器在1 8倍额定电流下的电抗值与额定值之差不超过 5 1 3无电磁污染 干式开启式结构的磁场影响范围缩小到器身周围0 1米以内 加防护罩或油箱后 电抗器无磁场发散 1 4使用寿命长 产品绝缘材料耐热等级选用F级 允许运行温度为155度 但设计温升按B级 其温升限值为70度 以达到减少运行中损耗及减缓绝缘材料老化 20年免维护运行 1 5运行噪声低 电抗器额铁采用硅钢片卷制成型 无接缝间隙 无接缝损耗和接缝振动噪声 柱铁选用合理的气隙数量和距离及现代粘接压紧技术 使噪声水平干式结构小于50db 铁心电抗器与空心电抗器的区别 电抗器基本名词 一 常用基本名词的定义1 电感量L H 电抗器的电感量是相电感 是在规定频率下相电压降为 时电感值 2 电抗百分比 电抗器的电抗值与串连的电容器容抗值之比 以百分值表示 3 电压降 V 电抗器通过额定电流In时 电抗器的相电压降 4 相对电压降 x 电抗器相电压降 与电网进线的相电压u相的比值的百分值表示 电抗器基本名词 一 电抗器基本名词 二 5 额定电压Un V 电抗器连接线路系统电网的线电压 常用如下 单相 100kV35kV三相 10kV20kV35kV110kV500kV750kV等6 额定交流电流In A 电抗器长期工作电流的数值7 最大交流电流Inmax A 电抗器电压降为 时所通过的交流电流的最大数值 一般情况In Inmax 100 In 0 8Inmax 80 8 额定基波频率f HZ 抗器运行的电网 线路 基本频率 50HZ或60HZ 电抗器基本名词 二 电抗器产品主要应用于电力系统中 还有一些容量较大的电力用户 如石化 钢铁 化工 水厂 自备电场等 还有少量的用于电力电子电路中 SVC用的TCR并抗 滤波电抗器 平波电抗器 启动电抗器都属于用户级 并抗 串抗 消弧线圈 接地变 限抗多用于电力系统中 大的电力用户也有使用 从物理学上讲 电抗器与电容器作用相反 电容器是无功发电机 充电电源 是无功电源 而电抗器是无功用电器 是消耗无功功率的 铁心并联电抗器介绍 并联电抗器 并联电抗器在电力系统中 用于补偿线路容型充电功率 降低线路损耗提高功率因数 削弱空载或轻载时长线的容升效应 稳定系统电压 并联电抗器根据电压等级和使用的方式不同 可分为高压并联电抗器和低压并联电抗器 低压并联电抗器主要是指用于电力系统中 接在6 66kV电网侧的并联电抗器 我公司目前铁心并联电抗器产品主要是低压并联电抗器产品 电压等级主要为35kV及以下产品 铁心并联电抗器介绍 并联电抗器所在系统图见下图 铁心并联电抗器介绍 并联电抗器按照结构形式分为空心式和铁心式 铁心并联电抗器按照冷却介质分为 干式铁心并联电抗器 冷却介质是空气 和油浸式铁心并联电抗器 冷却介质是变压器油 2种 铁心并联电抗器介绍 铁心并联电抗器的使用环境 油浸式铁芯并联电抗器产品特点 散热效率高 特别适用于高电压 大容量补偿的场所 户外直接使用 紫外线不会对产品的绝缘寿命产生影响 无磁污染 磁力线通过铁心形成闭合磁路 一般不会对周围产生电磁干扰 损耗小 一般低于同容量空心并联电抗器35 左右 运行费用低 噪音小 磁滞伸缩引起的振动和噪音 通过变压器油和油箱 进行一定的衰减 有效的减小了噪音 铁心并联电抗器介绍 干式铁芯并联电抗器产品特点 无磁污染 磁力线通过铁心形成闭合磁路 一般不会对周围产生电磁干扰 损耗小 运行费用低 由于漏磁小 磁场主要集中在铁心以内 涡流损耗及附加损耗小 总损耗低于同容量的空心电抗器损耗30 左右 可靠性高 线圈 铁心采用环氧浇注 防潮性好 机械强度高 漏磁场小 无局部过热 可户内使用 防紫外线照射 抗老化 所以铁心电抗器的故障率远低于空心电抗器 无油 防火及维护费用低 可用于对安全放火要求较高的场所 占地面积小 一般只有空心电抗器的1 3左右 综合投资费用低 铁心并联电抗器介绍 铁芯并联电抗器用途 补偿容性充电功率 吸收无功功率 降低线损 提高功率因数 削弱空载或轻载时长线的电容效应 弗兰梯 效应 稳定电网的运行电压 改善供电质量 减少潜供电流 加速潜供电弧的熄灭 有利于消除发电机的自励磁 铁心并联电抗器介绍 我公司铁芯并联电抗器目前供货范围油浸式铁心并联电抗器 BKS 容量 电压等级 电压等级 6kV 35kV容量范围 1000kvar 60000kvar适用环境 户外 户内国网招标常规型号 BKS 10000 20000 60000 35环氧浇注干式铁心并联电抗器 BKSC 容量 电压等级 电压等级 6kV 35kV容量范围 1000kvar 15000kvar适用环境 户内国网招标常规型号 BKSC 10000 6000 10BKSC 10000 12000 35 铁心并联电抗器介绍 铁心并联电抗器介绍 并联电抗器型号含义 例如 BKSC 10000 10表示10kV等级容量为10000kvar的环氧浇注式干式铁心并联电抗器 BKS 60000 35表示35kV等级容量为60000kvar的油浸式铁心并联电抗器 铁心并联电抗器介绍 铁心并联电抗器的主要性能参数1 额定容量指在额定的频率与主分接电压下输出无功功率的惯用值 单位为kvar Mvar 2 损耗值包括负载损耗 铁心损耗和杂散损耗3 温升指在电抗器器工作下 温度达到稳定值时 电抗器比环境温度高出的部分 要求电抗器器温升愈低愈好 国家电网要求值 油浸式 顶层油温升50K 绕组温升60K干式 绕组温升60K 铁心并联电抗器介绍 4 绝缘电阻指 电抗器器带电部分与接地部分直接的电阻值 绝缘电阻不仅关系到电抗器的性能 而且关系到电抗器使用时的安全问题 绝缘电阻 施加电压 产生的漏电流 一般可用仪器测量 应在10M 以上 5 额定频率指电抗器正常工作时的需要的频率 电网频率 国内均为50Hz 海外有60Hz的 6 绝缘水平 指电抗器能够承受住运行中各种过电压与长期最高工作电压作用的水平 1min工频试验电压 全波与截波雷电冲击试验电压 铁心并联电抗器介绍 13 额定输出电流指制造厂按电抗器的规定运行条件对电抗器标称的额定电源电压和额定频率下的输出电流 14 额定输出电压指制造厂按电抗器的规定运行条件对电抗器标称的额定电源电压 频率下输出额定电流值时的输出电压 15 声级水平 噪音水平 声级水平是指额定电压与额定频率下电抗器处于空载激磁条件时在规定轮廓回线上测得的声压级水平 A 加权值 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 21 铁心并联电抗器介绍 我公司铁芯并联电抗器目前主要市场是国家电网公司物资采购招标 目前具有资质条件 型式试验报告共3份 具有10kV干式铁心并联电抗器和35kV油浸式铁心电抗器的资质 10kV干式铁心并联电抗器2份 型号为BKSC 6000 10和BKSC 10000 10 35kV油浸式铁心并联电抗器1份 型号为BKS 60000 35 20kV和35kV干式铁心并联电抗器资质在策划中 目前尚不具备资质 业绩 16年国网5批和17年1 2 3批次均有中标 合计中标金额在4000万左右 已投运产品7台 目前尚没有运行满1年运行业绩 预计18年6月能取得干式铁心并联电抗器运行业绩 铁心并联电抗器介绍 市场和资质 干式铁心并联电抗器主要是由铁心和线圈组成的 如右图所示 铁心可分为铁心柱与铁轭两部分 铁心柱通常是由铁饼与气隙组成 线圈与铁心柱套装 并由端部垫块固定 铁心柱则由螺杆与上下铁轭夹件固定成整体 三相电抗器常采用三心柱结构 干式铁心电抗器的线圈通常采用浇注方式 三 铁心并联电抗器结构介绍 干式 三 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 我公司生产的BKS 60000 35千伏电抗器样机 油浸式铁心并联电抗器的基本结构 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 变压器油 目前油浸式电抗器中使用的油是从石油中提炼出来的天然矿物油 变压器油 1 油的绝缘特性纯净的变压器油具有良好的绝缘性能 耐电强度很高 一般可达到120 200kV cm 比空气大4 7倍 它和固体绝缘一起使用 还能得到更好的耐压效果 油是一种液体绝缘 流动性好 当油被击穿以后 绝缘强度可以得到恢复 不会留下永久性的放电通道 另外 油可以浸满器身内部所有空间 赶走空气 可以提高整体绝缘的绝缘强度 变压器油还具有良好的传热 散热性能 利用油的流动把电抗器内部的热量带走 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 26 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 变压器油 2 变压器油有什么作用 不同牌号的变压器油能混合使用吗 答 变压器油有什么作用 1 绝缘作用 2 散热作用 3 消弧作用 变压器油具有一定的绝缘强度 在油浸式电抗器中主要当绝缘介质使用 变压器油是从石油中提炼出来的 产地不同的变压器油一般因油基不同而不能混合使用 各地变压器油的油基和工艺过程都不一定相同 变压器油的化学成分为饱和碳氢化合物 其油基有石蜡基 芳香基 环烷基 混合基等几种 不同油基的油有不同的老化速度 因此不能混用 混用后的油 老化速度更加快 同一油基不同油号的油可以混合使用 凝固点介于原来两种油号之间 粘度要增高 而闪点要降低 酸值要增高 而耐电强度在用一阶段后要降低 不同工艺过程的油混合后会出现绝缘电阻和吸收比的反常现象 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 27 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 28 绕组 定义 电抗器的电路部分 用纸包 漆包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 29 铁心 由心柱和铁轭两部分组成 心柱 包含铁心饼和气隙 用来套装绕组 铁轭将心柱连接起来 使之形成闭合磁路 铁心用厚0 30 0 50mm的硅钢片叠成 片上涂以绝缘漆 以避免片间短路 铁心作用 提供磁路 支撑作用 并保证电抗值线性关系 铁心并联电抗器结构介绍 油浸式 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 30 油箱 油浸式电抗器的器身浸在变压器油的油箱中 油是冷却介质 又是绝缘介质 油箱侧壁有冷却用的管子 散热器或冷却器 机械支撑 冷却散热 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 31 绝缘套管 将线圈的高 低压引线引到箱外 是引线对地的绝缘 担负着固定的作用 瓷质 套管外形常做成伞形 电压愈高 级数愈多 油浸式电抗器 组 附件 基础知识 粗略了解电抗器外部组配件 前言 1 储油柜 胶囊 吸湿器 油位计 2 气体继电器3 压力释放阀 速动油压继电器4 套管5 油面 绕组 温度控制器6 散热器 冷却器 风扇 油泵7 阀门 放气塞 油样活门8 开关9 控制柜 端子箱10 其它 充氮灭火装置 各种类型的在线监测仪 下图是典型油浸式电抗器的外形图 所用主要组件为 储油柜 储油柜的定义 电抗器运行时由于温度变化 其内部变压器油也因此产生体积上的变化 为了保证电抗器在最低温度时其绝缘 电气部分依然被油浸泡 保护 最高温度时油又不溢出 因此设置一个与油箱相通的可容纳此种体积变化的容器就是储油柜 储油柜的分类 储油柜按其内部变压器油是否与空气接触分为敞开式和密封式 密封式储油柜按其内部隔离空气和电抗器的材料分为胶囊式 隔膜式和波纹管式 波纹管式储油柜按其波纹管与变压器油的相对位置分为外油式和内油式 储油柜 密封式 敞开式 波纹管式 隔膜式 内油式 外油式 胶囊式 储油柜 我们以储油柜的发展为线索来看看储油柜结构及其配件 油位表 胶囊 等的变化和发展 最早我们使用的就是敞开式储油柜 其结构最为简单 就是储油柜本体 一个圆柱体的铁质桶装容器 油位表 一般为玻璃管式 有些加装了吸湿器 具体结构见下图 优点 结构简单 便宜 不考虑玻璃管的损毁与电抗器同寿命缺点 不能抽真空 变压器油与空气直接接触 易分解老化 变压器油受阳光照射 也易老化分解 储油柜 密封式储油柜 胶囊式或隔膜式 密封式储油柜就是针对敞开式的缺点做了如下改进 1 增加胶囊或隔膜防止变压器油与空气直接接触 2 将玻璃管式油位计更换为磁铁式油位 避免了变压器油受阳光照射分解 3 增加抽真空系统 此三种改动可分别实施 互不影响 我公司自行生产的大部分为胶囊式的储油柜 偶尔有外购和修理的隔膜式储油柜 隔膜式储油柜的生产厂家主要为 沈阳东电有些厂家资料上称胶囊为隔膜带 胶囊式 隔膜式 储油柜 由上两幅插图 我们可以看出 第二代储油柜的主要部件如下 油位计 带高 低油报警 胶囊 隔膜 放气塞 排污管 进油管 吊攀和人孔 吸湿器 图上未显示 在以上这些部件里 胶囊 因我公司很少使用隔膜式储油柜 故不对其做详细介绍 吸湿器 油位计又各自独立 由专业的生产厂家生产 对于我公司来说 属于外购组件 配套件 此处分别介绍如下 胶囊 橡胶材质的袋子 密封试验压力国内为20kPa 30min 进口为0 1巴 6h我公司主要的配套厂家 上海九天 西北凯迪使用过的进口胶囊 法国马思汉 吸湿器 结构如左图所示 其主要结构为装有变色硅胶 浸渍氯化钴的硅胶 的玻璃筒 我公司主要的配套厂家 河间市宏利达 江苏武进庙桥使用过的进口吸湿器 意大利COMEM 德国Messko 储油柜 磁铁式油位表 我公司使用的磁铁式油位表由浮球 子 式油位表由表头 摆杆 浮球组成 有时浮球和摆杆固定成一体 通过浮球 子 随储油柜内油位的上下浮动带动齿轮及磁铁等传动系统带动指针摆动相应角度来指示油位的高低 具体结构简图如右图 一般按表盘大小分为250 200 175 我公司储油柜主体一般使用175 250 轴向摆动 油位计 有高 低报警 储油柜 波纹管式储油柜 其分为外油式和内油式 外油式以沈阳天工为代表 其结构如下附图 储油柜 内油式以沈阳海为为代表 其结构如下附图 储油柜 由上两图我们看出 波纹式储油柜也主要有柜体 波纹软管 油位计 排气管等部分组成 与胶囊式或隔膜式储油柜相比是将不锈钢波纹管作为容积补偿元件和隔离密封元件代替橡胶制成的胶囊或隔膜 在彻底隔绝空气及湿气的条件下 实现对电抗器绝缘油的体积补偿 特点 1 无需采用吸湿器 2 工作寿命长 无老化 抗破损 免维护注意事项 波纹式储油柜还应检查波纹管是否处于压合固定状态 检查是否压合 主要是看油位指示是否在充气压合状态或最低位置 气体继电器 定义 气体继电器 俗称瓦斯继电器 是油浸式变压器 电抗器所用的一种保护装置 当运行中的变压器 电抗器内部发生故障而使变压器油分解产生气体或造成油流冲动 从而使气体继电器接点动作 接通指定的控制回路 并及时发出信号或自动切除电抗器保护电抗器 电抗器安全的一种继电器 气体继电器内部结构简图 工作原理 电抗器正常工作时 继电器内充满变压器油 电抗器在运行中出现轻微故障时 因变压器油分解而产生的气体将聚集在继电器容器的上部 迫使继电器浮子下降 当降至预定高度时 接通轻瓦斯报警接点发出报警信号 若电抗器因为内部渗漏等原因使油面下降 同样会发出报警信号 如果电抗器内部发生严重故障 将会出现油的涌浪 在管路内产生油流 冲击继电器的挡板运动 如果油流速超过预设值 会使重瓦斯跳闸接点接通 发出跳闸信号 将电抗器从线路中切除 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 42 气体继电器 报警信号 气体聚集250 300ml跳闸信号 0 7 1 5m s 可调 出厂整定值一般为1 0m s 国外气体继电器的工作原理与国内基本相同 不同的是其是上下浮子结构的 上浮子管轻瓦斯 下浮子管重瓦斯 业主一般对气体继电器的要求在接点的数量上 我公司普通用气体继电器为一个报警接点 2个跳闸接点 使用公共端 如业主要求使用充氮灭火装置 应使用一个报警接点 2个跳闸接点 独立的 用户特殊要求可以选用2个报警接点 独立的 2个跳闸接点 独立的 使用过的进口气体继电器 德国EMB 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 43 压力释放阀 定义 压力释放阀是用来保护电抗器设备过压力的安全装置 当运行中的变压器 电抗器发生故障 油箱内的压力达到整定限值时 压力释放阀迅速动作 发出信号 或直接将变压器 电抗器从线路上切除 保护变压器 电抗器安全的一种装置 避免出现油箱箱壁的变形 引起电抗器爆炸和火灾 压力释放阀的结构 按弹簧的相对位置分为内簧式和外簧式 内簧式虽然国内企业大多不生产和使用 但国外还有生产和使用 其结构示意图见右 由图可以看出 其工作弹簧为于阀座内部 变压器油中 其结构简单 尺寸较小 但维护不便 国内企业大部分使用的是外簧式的压力释放阀 其结构示意图见下 1 标志杆 2 护罩 3 弹簧4 膜盘 5 螺杆 6 阀座7 密封圈 8 胶套 9 接线盒10 铭牌 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 44 压力释放阀 安装压力释放阀就是在油箱内压力升高到压力释放阀的开启压力时 压力释放阀在2ms内迅速开启 使油箱内的压力很快降低 当压力降到压力释放阀的关闭压力值时 压力释放阀又可靠关闭 使油箱内永远保持正压 有效地防止外部空气 水气及其他杂质进入油箱 在压力释放阀开启同时 有一颜色鲜明的标志杆向上动作且明显伸出顶盖 表示压力释放阀已动作过 在压力释放阀关闭时 标志杆仍然滞留在开启的位置上 必须手动才能复位 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 45 定义 速动油压继电器 也称压力突发继电器 是指运行中的电抗器 电抗器发生故障 油箱内的压力在单位时间内的升高速度达到整定限值时 继电器迅速动作 及时发出信号 保护电抗器 电抗器安全的一种继电器 速动油压继电器 速动油压继电器壳体内部由隔离波纹管14分为两部分 空气室和油室 在空气室内装有工作膜盒4 平衡器12 微动开关5 电抗器正常运行时 波纹管14 只受到正常的净油压 当内部故障使油箱内油压力以一定速率增加时 隔离波纹管将受到压缩 而使其内腔压力迅速增加 使得工作膜盘4伸长 达到整定值时 微动开关5动作 发出信号 1 试验孔盖 2 放气塞 3 隔离器板 4 工作膜盒 5 微动开关 6 外壳 7 试验杆 8 端子盖 9 引出线管10 端子 11 空气室 12 平衡器 13 油室 14 隔离波纹管 15 安装法兰 16 弹簧 17 定程器18 杆支架 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 46 速动油压继电器 速动油压继电器的动作压力值整定在25kPa 20 当电抗器内部增长速度在100kPa 速动油压继电器的动作时间在0 2 0 3s 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 47 套管 定义 供一个或几个导体穿过诸如墙壁或箱体等隔断 起绝缘和支持作用的器件 套管的分类 见下表 由于其它类型的套管我公司不常使用 以下 我们主要讲讲油浸纸电容式套管和液体 变压器油 绝缘非电容式套管 也就是我们常说的纯瓷套管 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 48 套管 电容式套管结构如下 1 接线头2 均压罩3 压圈4 螺栓 弹簧 5 储油柜6 上节瓷套7 电容芯子8 变压器油9 密封垫圈10 测量端子11 密封垫圈12 下节瓷套13 均圧罩14 吊环15 放油塞此为示意图仅供参考 注意 套管起吊请严格按使用说明书中起吊方式进行操作 主要见右图套管如果储存时间较长 应竖直放置 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 49 套管 纯瓷套管结构一般比较相同 具体见下图 左为穿缆式 右为导杆式 压盖2 封环3 放气塞4 导电杆5 绝缘环6 电缆7 密封垫圈 压盖2 放气塞3 瓷套4 密封垫圈5 衬垫6 导电杆 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 50 套管 纯瓷套管与电容式套管相比 其结构简单 便于维护 但由于其本身结构所限 电压等级并不很高 一般45kV为其最高电压 纯瓷套管大多是采购瓷套和导电杆后电抗器生产厂家 包括我公司 自行装配生产 成本较低 但其存在的局放问题还没有办法有效的控制 于是有专业的生产厂家专门生产无局放套管以满足电抗器厂家的生产需要 其具体结构与我公司结构基本相同 只是在法兰连接部分不同 相关标准 GB T4109 2008交流电压高于1000V的绝缘套管GB T772高压绝缘子瓷件技术条件GB5273电抗器 高压电器和套管的接线端子JB T9673绝缘子产品包装 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 51 套管 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 52 温度控制器 因为电抗器的使用寿命同运行时的温度有极大的关系 因此需要使用温度计来监视电抗器的运行温度 电抗器所用温度计不仅要有监视温度的功能 还带有电器接点用于控制电抗器冷却系统及发出报警 跳闸信号 因此称为温度控制器 从原理上说电抗器所使用的温度控制器都属于压力式温度计 我们此次所用的温度控制器是复合式的 不仅能测量 监视 变压器油顶层或绕组温度 带有电器接点用于控制电抗器冷却系统及发出报警 跳闸信号 还能输出一路或两路Pt100 或4 20mA 信号提供给远方控制屏上的数显使用 油面温度控制器油面 温包内充温度控制器主要由指示仪表 表头 温包和毛细管三部分组成 这三部分组成一个密闭的系统有感温液体 当被测温度发生变化时 由于 热胀冷缩 效应 温包内的感温液体的体积也随之变化 这一体积的变化量通过毛细管传递至表头内的弹性原件内 使得弹性原件发生一相应的位移 该位移通过机构放大后 即可带动表头指针指示为被测温度 原理图见右 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 53 弹性原件位移时可触发微动开关 输出电信号控制电抗器冷却系统以控制电抗器温升或发出报警 跳闸信号 同时表头内的Pt100 或4 20mA 信号远传至控制室二次仪表 提供给远方控制室或控制屏上的数显使用 同步显示电抗器顶层油温 温度控制器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 54 温度控制器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 55 温度控制器 绕组温度控制器 绕组温度控制器是采用附加温升的原理而设计 它是在温度指示控制器的基础上 加装对应铜油温差的电热元件 模拟显示电抗器线圈的温度 由于增加铜油温差的方式略有不同 我将其分为两大类第一类 以AKM为代表的 电抗器绕组温度计的温包插在变压器油箱顶层的油孔内 当电抗器负荷为零时 绕组温度计的读数为变压器油的温度 当电抗器带上负荷后 通过电抗器电流互感器取出的与负荷成正比的电流 经变流器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件 电热元件产生的热量 使弹性元件的位移量增大 因此在电抗器带上负荷后 弹性元件的位移量是由电抗器顶层油温和电抗器负荷电流二者所决定 绕组温度计指示的温度是电抗器顶层油温与线圈对油的温升之和 反映了被测电抗器绕组的温度 原理图见下 1 电流互感器2 感温部件3 毛细管4 变流器5 电热元件 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 56 温度控制器 第二类 以Messko Trasy型 为代表的 其它工作原理与前面我们讲过的相同 只是通过电流互感器取出的与负荷成正比的电流 经变流器调整后流经温包内附设的一组电热元件 电热元件产生的热量的温度 叠加到温包获得的变压器油面温度 反映了被测电抗器绕组的温度 原理图见下 1 电流互感器2 电热元件3 感温部件4 毛细管 相关标准 JB T6302 2005电抗器用油面温控器JB T8450 2005电抗器绕组用温控器JB T7631 2005电抗器用电子温控器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 57 温度控制器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 58 光纤测温系统随着电力行业的发展 对电抗器监测的要求不断的提高 由于 热模拟 方法固有的缺陷 在测量绕组温度上 有两种不同的发展方向 一 提高附加温度的精度 通过计算机技术直接叠加 有资料称之为计算法 二 采用光纤技术直接测量电抗器绕组温度 这里我们主要介绍第二种方法 原理 由于各生产厂家不同 光纤测温系统的原理略有差异 但都是利用光的某些特性针对温度做特定的改变 测量其改变量从而确定温度的大小 其精度一般在1度左右 生产厂家 美国Luxtron 加拿大FISO 加拿大OPSENS结构 各生产厂家由于原理 选用原材料的不同 在光纤测温系统的结构上也不完全相同 但总体结构都可分为 内部光纤 外部光纤 贯通器 显示器四大部分 内部光纤头部有感温材料 尾部是与贯通器连接的接头 一般将内部光纤头部夹在绝缘垫块中间 然后将绝缘垫块组放置在线圈需测量的位置 贯通器负责连接内外部光纤 并穿过电抗器箱壁 外部光纤 头部是与贯通器连接的接头 尾部是与显示器连接的接头 显示器 负责接收光纤传过来的光信号 并将其转化为温度值显示出来 由于其防护等级不高 如安装在电抗器箱壁上 需使用防护等级至少在IP54的盒子 温度控制器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 59 温度控制器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 60 散热器 定义 靠自身油自然循环冷却的冷却装置 分类 电抗器上使用的散热器分为管式散热器和片式散热器两大类 管式散热器由于制作复杂 散热效率低已不再电抗器上使用 只有在过去生产的旧电抗器上可以见到 这里就不作介绍 片式散热器 由薄钢板压成有槽形油道的两片钢片组焊成一片散热片 由多片散热片和一组集油管焊接构成的 集油管上焊有塞子 起放气或放油的作用 我们以PC1300 22 520片式散热器为例来解释其型号含义如下 P 片式散热器 C 可拆式 1300指片散的中心距 mm 22为片散的散热片片数 520 片散宽度尺寸 我公司现在还大量使用鹅颈式散热器 其型号含义标准未有规定 我公司设计暂按 PCJ长片中心距 短片中心距 长片数 短片数 片宽来执行 直至有新标准规定 结构 散热片 集油管 放气塞 放油塞 吊环和联结法兰等零件组成 具体结构见右 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 61 风扇和油泵 片散用风扇 机 电抗器行业所用风机一般为轴流风机 按其风的进出方式 分为吹风式和吸风式 风机使用时主要关心其风量和噪音两个参数 在多组散热器使用一个风机进行侧吹是需要考虑以下全压的大小 生产厂家提供的技术参数中的功率值一般为输出功率 出口产品使用时除了上述技术参数外 还应考虑电压 频率和环境温度 片散用油泵片散用油泵主要是升降油泵或轴流泵 与片散 风机一起构成ONAN ONAF OFAF的三种冷却方式 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 62 冷却器 定义 强迫油循环冷却的冷却装置分类 冷却器按其冷却介质一般分为强迫油循环风冷却器 以下简称风冷却器 和强迫油循环水冷却器 以下简称水冷却器 两大类 风冷却器按其冷却管的材质分为铝管风冷却器 钢管风冷却器和复合管风冷却器 复合管风冷却器又分为钢铝复合管风冷却器和铜铝复合管风冷却器 水冷却器按冷却单元的型式分为管式水冷却器和板式水冷却器 我们通常所说水冷却器是管式的 所以经常省略管式二字 管式水冷却器按其冷却管的材质分为钢管水冷却器和钢铜复合管水冷却器和纯铜管水冷却器 纯铜管水冷却器因其造价较高 基本不采用 管式水冷却器按其冷却管根数分为单管水冷却器和双重管水冷却器 板式水冷却器 我们现在电抗器行业使用的就只有螺旋板式水冷却器 螺旋板式水冷却器由于使用量较少 不做具体介绍 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 63 冷却器 风冷却器主要组成部分 冷却器本体 风机 油泵 油流继电器 端子箱 分控箱 具体见左图 相关标准 JB T8315 2007电抗器用强迫油循环风冷却器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 64 冷却器 水冷却器 一般由几个通过管路连接在一起的单独的水冷却器单元组成的水冷却器组 除了水冷却器本体外 其还有些配套的部件 单元 主要有 油流指示器 水流指示器 渗漏报警器 端子箱 控制柜 一般要求成套提供 相关标准 JB T8316 2007电抗器用强迫油循环水冷却器 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 65 阀门 放气塞 油样活门 分类 电抗器上所用的阀门主要是蝶阀和铜 铸铁 阀 蝶阀按其材质分为铸铁 钢板 不锈钢 铸铝 按其是否可以直接抽真空分为真空阀和非真空阀 真空阀阀片上一般有密封胶条 非真空蝶阀一般是阀片对阀体的硬密封 关闭之后 允许有微量的渗油 标准规定0 5MPa 80 5min 10g 我公司使用的钢板 非真空 阀居多 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 66 铜 铸铁 阀我公司主要使用的为截止阀 所有的铸铁阀 西变组件的铜阀 闸阀 宁波埃美柯 和球阀 虽然这些阀门的结构不太一样 但功用和所装配的位置基本相同 阀门 放气塞 油样活门 2020 1 25 山东泰开电力电子有限公司 67 端子箱 端子箱结构和功能较为简单 只是将电抗器上附件的信号 电流互感器的二次侧电流接入 以备远方控制室使用 一般用户要求集中在以下几个方面 1 壳体材料 现一般要求不锈钢材质 2 防护等级 一般为IP54 可达到IP5