直流输电中的换流变压器

上篇第一章换流变构造一、换流变概述电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。直流输电系统的接线方式有多种，目前常见的接线方式如图1-1所示。1-1流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现，两台三相双绕组变压器〔Yy联结，一个Yd联结〕或三台单相三绕组变压器〔Y接，一个D接〕或六台单相双绕组变压器〔三个Yy单相，三个Yd单相。由建设，备用变容量越小越经济。当直流输送容量较大时可承受每级两组根本换流单元的接线方式，此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv工程2。80

HY〕60

HD〕400〔LY〕200〔LD〕1-2图1-3 单相双绕组换流变压器外形图1-4 单相三绕组换流变压器外形图1-5 云广±800kV工程高端〔800kV〕换流变压器外形二、绕组的常见类型组→网绕组→阀绕组。网绕组n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见以下图。图1-6 轴向纠结开放示意图图1-7 轴向纠结换位示意图〔明位〕图1-8 轴向纠结换位示意图〔底位〕1-101-10导线截面示意图1-9阶梯导线示意图阀绕组阀绕组多承受特别的内屏-屏线在不同位置进展断开来调整匝间电容。1-11内屏连续式开放示意图1-12屏线引出示意图1-13屏线连接示意图构造与一般变压器一样，不再赘述。三、铁心及夹件系统的构造肯定厚度放置减震胶垫，以降低铁心磁滞伸缩而引起的噪声。1-14铁心构造示意图气强度的前提下引线布置可尽量靠近夹件，从而减小变压器尺寸。1-15夹件系统构造示意图〔上部〕气强度的前提下引线布置可尽量靠近夹件，从而减小变压器尺寸。1-15夹件系统构造示意图〔上部〕1-16夹件系统构造示意图〔下部〕图1-17 拉板与下夹件腹板咬合示意图四、油回路线圈端部绝缘构造布置的油路及线圈自身的油路设计自下而上流1-18。1-18换流变油路示意图五、换流变与一般变压器的主要差异变压器的差异主要表现在以下几方面：阀绕组承受的直流电压对绝缘设计的影响直流叠加电场的作用以及以极性反转为代表的直流跃变电压的作用是换流变压器绝缘设计中应考虑的主要问题。直流电场主要集中在绝缘纸中，此时，绝缘的弱点在纸板中。在构造置来改善电场的集中程度，同时要留意纸板的沿面爬电。图1-19 稳态直流电压作用下主绝缘中等位线分布图1-20。2U 曲线①为反转前电压分布③ 曲线②为反转后瞬间电压分布U② 曲线③为两倍反极性阶跃电压的分布①-U电极 纸 变压器油 电极1-20大范围内变化，增加了不稳定性。因此换流变压器的主绝缘较一般变压器而言要承受更多的纸板，另一个设计难点，这些部位的绝缘构造格外简单，介质种类多，影响坏的部位主要集中在这里。直流偏磁问题网侧线圈的电流中产生直流重量，使换流变压器产生直流偏磁现象，计时必需赐予充分的考虑。高次谐波对损耗和温升的影响换流变压器绕组负载电流中的谐波重量将引起较高的附加损耗，何确定由谐波引起的损耗是确定换流变压器负载损耗和温升的中心问题。有载调压范围大，动作更频繁电力变压器要大得多。的运行。一、温度传感器油面温度掌握器油面温度掌握器是一种利用感温介质热胀冷缩来指示油浸式变来输出温度开关掌握、报警、跳闸信号及温度模拟信号。技术要求油面温度掌握器的使用条件：工作的环境温度：-40~+60°C；温度的测量范围：0ºC~150ºC，0ºC~160ºC；工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；测量精度等级为：1.5级；对温包的技术要求：温包的额定耐受压力值为：1.6MPa，1min；￠22.5mmX150mm；温包的安装螺纹为M27X2或G1B；2500V，1min的工频耐压试验；5米；20ºC~140ºC范围内任意设定而不超差；温度掌握器的开关接点动作误差不超过±2ºC；10ºC~14ºC范围内绝缘电阻：在环境温度为40ºC，相对湿度为90%条件下，测20MΩ；100Hz0.2mm的三2ºC；温度掌握器防尘，防水密封性能，在无特别指明时为IP55绕组温度掌握器组温度值是由变压器内顶层油温度值与热模拟单元给出附加温升值装置，用来输出温度开关掌握、报警、跳闸信号及温度模拟信号。技术要求绕组温度掌握器的使用条件：工作的环境温度：-40~+60°C；温度的测量范围：0ºC~150ºC，0ºC~160ºC；工作电压：AC.250V，DC.220V或DC.110V；测量精度等级为：2.0级；对温包的技术要求温包的额定耐受压力值为：1.6MPa，1min；￠22.5mmX150mm；温包的安装螺纹为M27X2或G1B；2500V，1min的工频耐压试验；5米；20ºC~140ºC范围内任意设定而不超差；绕组温度掌握器的开关接点动作误差不超过±2ºC；10ºC~14ºC范围内绝缘电阻：在环境温度为40ºC90%条件下，测得的绕组温度掌握器开关接点与接地端子之间的电阻值不应小于20MΩ；100Hz0.2mm2ºC；2-12-168个接线柱的气体继电器〔QJ12-80A、QJ13-80A〕IP55；二、气体继电器点动作，并发出报警信号或给出切除变压器信号。常用型号及规格2-1序号型号及规格附注1QJ4-25〔TH〕无信号接点，带单跳闸接点2QJ12-80A〔TH〕单信号接点，双独立跳闸接点3QJ13-80A〔TH〕双独立信号接点，双独立跳闸接点〔〔QJ12-80A〕2-38个接线柱的气体继电器接线原理图〔QJ12-80A〕2.技术要求80继电器分两个出口接线，正、负电源线不得合用一根电缆。工作的环境温度：-30~+50°C；安装方式：继电器管路轴线应与变压器箱盖平行，允许通往图2-2 带双出线口6个接线柱的气体继电器接线原理图4%；工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；管路内径：25，80mm；继电器的接点在表2-2规定的工作条件下，应能承受不少于1000次的通断试验，且试验后接点无烧痕和不良接触现象发生；2-2直流2200.5时间常数S≤5x10-2s沟通2505功率因数cosφ≤0.6VV工作电流A说明250ml时，报警接点应动作。当继电器内油流流速超过1.0m/s(QJ-25型)或1.5m/s(QJ-80型)时，跳闸接点应动作。流速偏差≤0.1m/s。2500V，1min的工频耐压试验。继电器应有取气塞，视察窗，探针，接线盒。油速标尺等。90°C的条件下，200kPa24小时。以继电器油流流速反方向冲击三次，继电器内的零部件不得产生变形，位移和损伤。抗震惊力量：地震：2g(峰值)/5Hz；振动：1g(峰值)/16-720Hz；冲击：10g(峰值)/10ms;继电器防尘，防水密封性能，在无特别指明时一般为IP54。三、油流继电器的油泵运行状况，同时也可监视油泵是否反转、阀门是否翻开、管路是否有堵塞等状况，当油流量削减到肯定数值时发出报警信号。主要构造油流继电器主要由联管和流量指示器本体两局部组成。流量指。图2-4 油流继电器构造示意图工作原理当变压器油泵启动时就有油流循环，油流量到达额定油流量约3/4时挡板被冲动，而和挡板在同一轴上的磁铁也随着旋转，旋转着85°位置时，使微动开关的常开接点闭合，发出正常工作信号，指针指向“流淌”位置。假设油流量削减到额定油流量的约1/2时，挡板翻开，发出故障报警信号。技术要求a.工作的环境温度：-30~+40℃；b.相对湿度：当空气温度为+2590%；c.工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；d.管路内径：80、150、250、300、350mm。油流继电器的接点在表2-3规定的工作条件下，应能承受不10002-3直流2200.5时间常数S≤5x10-2s沟通2505功率因数cosφ≤0.6V工作电流A说明V工作电流A说明油流继电器应有温度计座、放油阀等。四、压力释放阀变压器消灭内部故障时，由于绕组过热，使一局部变压器油汽化，变形或爆裂并给出切除变压器信号。常用型号及规格图2-5 油流继电器型号字母说明图2-6 YSF

-35〔55、70、85〕/130型压力释放阀构造示意图12图2-7 YSF12-35〔55、70、85〕/130型压力释放阀接线原理图技术要求a.环境温度：-30~+60°C；安装方式：压力释放阀可安装在油箱盖上，上升座或油箱上部侧壁上；工作电压；AC.250V，DC.220V或DC.110V；2-4的规定，带有机械〔J〕标志杆应滞留在开启后的位置，手动复位。装有信号开关〔K〕的释放阀，当释放阀开启后，信号接点应牢靠接通并自锁，手动复位；2-4〔单位为千帕〕〕55±529．537．53370±5422-4的规定；当作用在压力释放阀内膜盘上的压力到达开启压力时，释放2ms；当环境温度在-30~+100°C2-4规定；482-4规定；的真空试验，其渗漏率应不超过1.33PaL/s，且其铸件不得变形和损坏；2-4规定的密封压力值的静压2小时应不渗漏；压力释放阀的接点在表2-5规定的工作条件下，应能承受不10002-5电源类型电源类型工作电压V 工作电流A直流沟通2200.52505说明时间常数S≤5x10-2s功率因数cosφ≤0.62500V，1min的工频耐压试验；压力释放阀动作500次后，测量的第一次开启压力，关闭压2-4的要求。密封性能符合技术要求i的要求；抗震惊力量：压力释放阀在震惊频率为4Hz~20Hz，加速度为2g~4g时,压力释放阀内的电接点不应动作；压力释放阀防尘，防水密封性能，在无特别指明时一般为IP55。五、强油风冷却器掌握箱强油风冷却器掌握箱是用于掌握承受强迫油循环降温方式的变架及内外双重板组合式机柜。构造特点比钢板焊接构成的箱体稳定性好，刚性高，重量轻；由于箱体承受了内外双层板构造，可阻隔大量太阳辐射热能，使机柜内温度保持恒定；由于箱体内板承受的是铝合金板，使机柜的重量变轻，电磁屏蔽效果好；由于箱体外板承受的是不锈钢板，使机柜的强度增高，耐腐蚀性强；箱体具有高于Ip55的户外防护等级。主要功能强油风冷却器掌握系统是承受可编程序掌握器PLC对强油风冷却器的投切进展掌握.其具有如下掌握功能；冷却器的风机,油泵是由两路独立的电源供电，两路电源互为备用；冷却器的风机和油泵的投切可分为手动或自动掌握两种。当冷却器的风机和油泵投入方式选择开关转到手动投入位置时，即刻将该台冷却器的风机和油泵投入工作；同样，当将冷却器的油泵的投入是按变压器油面温度或绕组温度及负荷自动逐台投入；当对冷却器的风机和油泵的投切承受自动掌握方式时，工作冷却器和备用冷却器经肯定时间自动轮换；由于强油风冷却器掌握系统是承受可编程序掌握器PLC来代此,大大提高了掌握系统的牢靠性和敏捷性。便于现场掌握方式的改变。六、套管网侧首头套管网侧首头套管为油纸电容式套管，根本构造见以下图图2-8 网侧首头套管外形图阀侧套管加硅橡胶伞套，内部充SF6气体。图2-9 阀侧套管外形图一、渗漏焊线的补焊φ3.2mm焊条，从距漏处5mm5mm防摇摆焊法，以防将渗处扩大。焊，直至补焊时无油燃火焰，再用抹布擦干净补焊处观看，确认无渗油为止。如仍有渗油时，可用刨锤尖敲击漏处，将渗点挤住，再次按上述方法进展补漏。当油管、箱壁等因材质不好、夹层等缘由产生裂纹补焊时，应首求同上。内部绝缘件或漆膜。二、冷却器蝶阀更换处理冷却器蝶阀在运行中的常见问题多为蝶阀关闭不严和蝶阀轴芯：其一，蝶阀外部的阀轴防雨罩，在安装中没有严格依据操作标准进展，使得阀轴的限位挡圈、紧固螺母等生锈，或者阀轴区域污染进其二，蝶阀板的密封垫断裂，因断裂的垫条影响，使得阀板无法正常关闭；其三，蝶阀制造质量存在问题，蝶阀阀板的传动轴偏差较大，关区域，实现蝶阀的正常开关。对其次、三种状况，则需要对蝶阀进展更换处理。处理的具体程序如下：关闭变压器主体与问题冷却器之间的前端阀门；排放变压器油至问题蝶阀位置以下；使用吊车吊挂问题蝶阀的冷却器，拆卸问题蝶阀。拆卸过程器油，松动冷却器支架、下部连通管、下部蝶阀等连接件；检查蝶阀产生问题的缘由，观看与其连接部位各通道是否影响阀板的正常开关，确认问题并处理；清理各连接处的密封面，安装需更换的蝶阀，紧固各松动螺栓；检查各密封面，确认后，缓慢开启冷却器与变压器主体上部连接的阀门。同时，开启冷却器顶部的放气塞，待放气塞排出变压器油后关闭放气塞。静置30分钟后，再次开启放气塞排气，关闭放气排气；验收及投运。三、开关分接头接触部位接触故障处理方法故障和触头灼烧性故障两种。触头做相应处理。谱分析可以检查、推断。切换不同步产生的触头灼烧性故障，将使有载开关的保护继电器动作，使变压器退出运行。处理此类问题，变压器必需排油，对问题部位进展检测，确定产生问题的缘由，依据产生的处理。处理该类问题，一般均由开关的厂家负责，厂家在实际处理时，将依据问题的性质实行局部更换触头、整体更换范围开关、整体更换选择开关等措施进展处理。四、有载开关非同期切换的调整题，则可能消灭切换拒动、切换失败、产品退出运行等状况。安装或检修时，可能消灭非同期切换的问题，具体的调整措施如下：1.三相一体的开关调整断开电机的保护开关以防止电动驱动的无意启动。将手动摇把插入机构掌握箱上护板的电动机构轴端通过转动轴将分接开关和电动机构的档位调整到校准位置，且指示位置肯定要一样。安装联轴节，把电动机构和传动轴联结起来向一个方向转动手动摇把直到切换开关动作〔打响〕切换开关打响后即向同一方向连续转动手摇把，同时开头计A和转动方向。分接变换操作完成向相反方向转动手摇把，直到切换开关打响计数从切换开关打响到分接变换指示器的指针到达中心标志线所走的格数。登记所走格数B和转动方向假设两个方向上的计数全都，分接开关和电动机构便是正确联轴了假设数字A和B不相等，应进展调整。用A和B的差数被2除得C，拆开联轴节，将电动机构和垂直传动轴脱开，用手动摇把向A和B两者中数值较大的方向转动电动机构，使分接变换指示器指针走C格将电动机构和分接开关重联轴，检查联轴的对称状况，依据10〕进展调整在其他位置进展几次手动操作，以资核对将指示器的指针位于绿色区域的中心位置是否对称检查分接开关和电动机构指示的分接位置是否始终将开关动作到原工作位置应三一样步电动操作。具体的同步要求是依据电力设计院的设计要消灭不同期切换问题时，将发出报警信号，甚至使设备退出运行。检；其次，应检查同步保护线路是否正常。五、在线滤油机的渗油处理具体状况进展操作，一般处理过程如下：关闭滤油机进油管和回油管路的截止阀2升拆卸渗油部位的螺栓解体渗油密封面，检查渗油缘由，依据问题实行更换密封垫、清理密封面、更换损坏件等措施进展处理密封处理面开进油管和回油管的截止阀用回油管的放气塞给油罐放气在开关头部用吸油管的放气塞给进油管〔吸油管〕放气进展试运行并再次放气开关储油柜进展补油。六、充SF6的阀侧套管补气先将气瓶内的SF6气体充入“SF6充气回收装置”中，连接收路先对管路和SF6空后，连续抽真空数分钟，然后向SF6充气回收装置充入SF6气体，气瓶内的剩余压力不得小于0.1MPa。利用“SF6充气回收装置”对阀侧套管抽真空，当到达装置极限真空以后，连续抽真空数分钟后，利用装置对阀侧套管充SF6气体。七、硅橡胶套管的清理方法用干净的棉质毛巾蘸满清水，然后拧干，使毛巾保持潮湿，轻轻擦拭硅橡胶外表。毛巾清洗要彻底，不得残留尘粒，以免划伤硅橡胶外表。用于擦拭的毛巾要常常更换。擦拭伞面上面时，要用另一支手托住下面，用力不能过猛。特别应当留意：确定不能使用含皂类或外表活性剂的洗涤用品进展清洗，避开清理过后在硅橡胶外表由于外表活性剂的残留而产生极性。确定不能使用具有溶解力的溶剂，如：酒精、丙酮、甲苯等，以免硅橡胶发生溶涨变形。假设硅橡胶外表沾附有经上述方法清理不掉的污垢，说明该硅橡胶已经老化，建议更换。一、套管的存储与预试时要作防潮措施。将套管尾部用塑料密封好，内部放上枯燥剂。到达现场后，首先进展套管的外部检查：确认套管的包装箱无破损。套管在包装箱内无攒动。包装箱内及套管外表无油迹、瓷套无裂纹前方可吊出套管。套管安装前的预试：10kV下测试套管主体的介损、电容。在10kV2kV1分钟。将试验数据与套管的出厂试验数据进展核对，介损偏差在130%、电容偏差5%之内，可以安装使用。二、冷却器的存储箱及冷却器进、出口的密封状态。冷却器的摆放不应超过两个落高。到达现场后，首先对冷却器的外观实施检查：查看冷却器的包装箱无严峻损坏。查看冷却器的进、出口的密封是否损坏。冷却器的翅片管的倒片率应在1%以内。把冷却器平放在地面上，冷却器无肉眼可见的