直流輸電中的換流變壓器

上篇第一章?lián)Q流變構(gòu)造一、換流變概述電工程中至關重要的關鍵設備，是交、直流輸電系統(tǒng)中換流、逆變兩端接口的核心設備。直流輸電系統(tǒng)的接線方式有多種，目前常見的接線方式如圖1-1所示。1-1流橋分別由Yy與Yd聯(lián)結(jié)的換流變壓器供電。兩個單極疊加在一起構(gòu)成一個雙極。每極所用的換流變壓器可以由下述方式實現(xiàn)，兩臺三相雙繞組變壓器〔Yy聯(lián)結(jié)，一個Yd聯(lián)結(jié)〕或三臺單相三繞組變壓器〔Y接，一個D接〕或六臺單相雙繞組變壓器〔三個Yy單相，三個Yd單相。由建設，備用變?nèi)萘吭叫≡浇?jīng)濟。當直流輸送容量較大時可承受每級兩組根本換流單元的接線方式，此種接線方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。如目前在建的±800kv工程2。80

HY〕60

HD〕400〔LY〕200〔LD〕1-2圖1-3 單相雙繞組換流變壓器外形圖1-4 單相三繞組換流變壓器外形圖1-5 云廣±800kV工程高端〔800kV〕換流變壓器外形二、繞組的常見類型組→網(wǎng)繞組→閥繞組。網(wǎng)繞組n個雙餅構(gòu)成n/2個糾結(jié)單元。糾結(jié)繞制和換位示意見以下圖。圖1-6 軸向糾結(jié)開放示意圖圖1-7 軸向糾結(jié)換位示意圖〔明位〕圖1-8 軸向糾結(jié)換位示意圖〔底位〕1-101-10導線截面示意圖1-9階梯導線示意圖閥繞組閥繞組多承受特別的內(nèi)屏-屏線在不同位置進展斷開來調(diào)整匝間電容。1-11內(nèi)屏連續(xù)式開放示意圖1-12屏線引出示意圖1-13屏線連接示意圖構(gòu)造與一般變壓器一樣，不再贅述。三、鐵心及夾件系統(tǒng)的構(gòu)造肯定厚度放置減震膠墊，以降低鐵心磁滯伸縮而引起的噪聲。1-14鐵心構(gòu)造示意圖氣強度的前提下引線布置可盡量靠近夾件，從而減小變壓器尺寸。1-15夾件系統(tǒng)構(gòu)造示意圖〔上部〕氣強度的前提下引線布置可盡量靠近夾件，從而減小變壓器尺寸。1-15夾件系統(tǒng)構(gòu)造示意圖〔上部〕1-16夾件系統(tǒng)構(gòu)造示意圖〔下部〕圖1-17 拉板與下夾件腹板咬合示意圖四、油回路線圈端部絕緣構(gòu)造布置的油路及線圈自身的油路設計自下而上流1-18。1-18換流變油路示意圖五、換流變與一般變壓器的主要差異變壓器的差異主要表現(xiàn)在以下幾方面：閥繞組承受的直流電壓對絕緣設計的影響直流疊加電場的作用以及以極性反轉(zhuǎn)為代表的直流躍變電壓的作用是換流變壓器絕緣設計中應考慮的主要問題。直流電場主要集中在絕緣紙中，此時，絕緣的弱點在紙板中。在構(gòu)造置來改善電場的集中程度，同時要留意紙板的沿面爬電。圖1-19 穩(wěn)態(tài)直流電壓作用下主絕緣中等位線分布圖1-20。2U 曲線①為反轉(zhuǎn)前電壓分布③ 曲線②為反轉(zhuǎn)后瞬間電壓分布U② 曲線③為兩倍反極性階躍電壓的分布①-U電極 紙 變壓器油 電極1-20大范圍內(nèi)變化，增加了不穩(wěn)定性。因此換流變壓器的主絕緣較一般變壓器而言要承受更多的紙板，另一個設計難點，這些部位的絕緣構(gòu)造格外簡單，介質(zhì)種類多，影響壞的部位主要集中在這里。直流偏磁問題網(wǎng)側(cè)線圈的電流中產(chǎn)生直流重量，使換流變壓器產(chǎn)生直流偏磁現(xiàn)象，計時必需賜予充分的考慮。高次諧波對損耗和溫升的影響換流變壓器繞組負載電流中的諧波重量將引起較高的附加損耗，何確定由諧波引起的損耗是確定換流變壓器負載損耗和溫升的中心問題。有載調(diào)壓范圍大，動作更頻繁電力變壓器要大得多。的運行。一、溫度傳感器油面溫度掌握器油面溫度掌握器是一種利用感溫介質(zhì)熱脹冷縮來指示油浸式變來輸出溫度開關掌握、報警、跳閘信號及溫度模擬信號。技術要求油面溫度掌握器的使用條件：工作的環(huán)境溫度：-40~+60°C；溫度的測量范圍：0oC~150oC，0oC~160oC；工作電壓；AC.250V，DC.220V或DC.110V；測量精度等級為：1.5級；對溫包的技術要求：溫包的額定耐受壓力值為：1.6MPa，1min；￠22.5mmX150mm；溫包的安裝螺紋為M27X2或G1B；2500V，1min的工頻耐壓試驗；5米；20oC~140oC范圍內(nèi)任意設定而不超差；溫度掌握器的開關接點動作誤差不超過±2oC；10oC~14oC范圍內(nèi)絕緣電阻：在環(huán)境溫度為40oC，相對濕度為90%條件下，測20MΩ；100Hz0.2mm的三2oC；溫度掌握器防塵，防水密封性能，在無特別指明時為IP55繞組溫度掌握器組溫度值是由變壓器內(nèi)頂層油溫度值與熱模擬單元給出附加溫升值裝置，用來輸出溫度開關掌握、報警、跳閘信號及溫度模擬信號。技術要求繞組溫度掌握器的使用條件：工作的環(huán)境溫度：-40~+60°C；溫度的測量范圍：0oC~150oC，0oC~160oC；工作電壓：AC.250V，DC.220V或DC.110V；測量精度等級為：2.0級；對溫包的技術要求溫包的額定耐受壓力值為：1.6MPa，1min；￠22.5mmX150mm；溫包的安裝螺紋為M27X2或G1B；2500V，1min的工頻耐壓試驗；5米；20oC~140oC范圍內(nèi)任意設定而不超差；繞組溫度掌握器的開關接點動作誤差不超過±2oC；10oC~14oC范圍內(nèi)絕緣電阻：在環(huán)境溫度為40oC90%條件下，測得的繞組溫度掌握器開關接點與接地端子之間的電阻值不應小于20MΩ；100Hz0.2mm2oC；2-12-168個接線柱的氣體繼電器〔QJ12-80A、QJ13-80A〕IP55；二、氣體繼電器點動作，并發(fā)出報警信號或給出切除變壓器信號。常用型號及規(guī)格2-1序號型號及規(guī)格附注1QJ4-25〔TH〕無信號接點，帶單跳閘接點2QJ12-80A〔TH〕單信號接點，雙獨立跳閘接點3QJ13-80A〔TH〕雙獨立信號接點，雙獨立跳閘接點〔〔QJ12-80A〕2-38個接線柱的氣體繼電器接線原理圖〔QJ12-80A〕2.技術要求80繼電器分兩個出口接線，正、負電源線不得合用一根電纜。工作的環(huán)境溫度：-30~+50°C；安裝方式：繼電器管路軸線應與變壓器箱蓋平行，允許通往圖2-2 帶雙出線口6個接線柱的氣體繼電器接線原理圖4%；工作電壓；AC.250V，DC.220V或DC.110V；管路內(nèi)徑：25，80mm；繼電器的接點在表2-2規(guī)定的工作條件下，應能承受不少于1000次的通斷試驗，且試驗后接點無燒痕和不良接觸現(xiàn)象發(fā)生；2-2直流2200.5時間常數(shù)S≤5x10-2s溝通2505功率因數(shù)cosφ≤0.6VV工作電流A說明250ml時，報警接點應動作。當繼電器內(nèi)油流流速超過1.0m/s(QJ-25型)或1.5m/s(QJ-80型)時，跳閘接點應動作。流速偏差≤0.1m/s。2500V，1min的工頻耐壓試驗。繼電器應有取氣塞，視察窗，探針，接線盒。油速標尺等。90°C的條件下，200kPa24小時。以繼電器油流流速反方向沖擊三次，繼電器內(nèi)的零部件不得產(chǎn)生變形，位移和損傷?？拐痼@力量：地震：2g(峰值)/5Hz；振動：1g(峰值)/16-720Hz；沖擊：10g(峰值)/10ms;繼電器防塵，防水密封性能，在無特別指明時一般為IP54。三、油流繼電器的油泵運行狀況，同時也可監(jiān)視油泵是否反轉(zhuǎn)、閥門是否翻開、管路是否有堵塞等狀況，當油流量削減到肯定數(shù)值時發(fā)出報警信號。主要構(gòu)造油流繼電器主要由聯(lián)管和流量指示器本體兩局部組成。流量指。圖2-4 油流繼電器構(gòu)造示意圖工作原理當變壓器油泵啟動時就有油流循環(huán)，油流量到達額定油流量約3/4時擋板被沖動，而和擋板在同一軸上的磁鐵也隨著旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著85°位置時，使微動開關的常開接點閉合，發(fā)出正常工作信號，指針指向“流淌”位置。假設油流量削減到額定油流量的約1/2時，擋板翻開，發(fā)出故障報警信號。技術要求a.工作的環(huán)境溫度：-30~+40℃；b.相對濕度：當空氣溫度為+2590%；c.工作電壓；AC.250V，DC.220V或DC.110V；d.管路內(nèi)徑：80、150、250、300、350mm。油流繼電器的接點在表2-3規(guī)定的工作條件下，應能承受不10002-3直流2200.5時間常數(shù)S≤5x10-2s溝通2505功率因數(shù)cosφ≤0.6V工作電流A說明V工作電流A說明油流繼電器應有溫度計座、放油閥等。四、壓力釋放閥變壓器消滅內(nèi)部故障時，由于繞組過熱，使一局部變壓器油汽化，變形或爆裂并給出切除變壓器信號。常用型號及規(guī)格圖2-5 油流繼電器型號字母說明圖2-6 YSF

-35〔55、70、85〕/130型壓力釋放閥構(gòu)造示意圖12圖2-7 YSF12-35〔55、70、85〕/130型壓力釋放閥接線原理圖技術要求a.環(huán)境溫度：-30~+60°C；安裝方式：壓力釋放閥可安裝在油箱蓋上，上升座或油箱上部側(cè)壁上；工作電壓；AC.250V，DC.220V或DC.110V；2-4的規(guī)定，帶有機械〔J〕標志桿應滯留在開啟后的位置，手動復位。裝有信號開關〔K〕的釋放閥，當釋放閥開啟后，信號接點應牢靠接通并自鎖，手動復位；2-4〔單位為千帕〕〕55±529．537．53370±5422-4的規(guī)定；當作用在壓力釋放閥內(nèi)膜盤上的壓力到達開啟壓力時，釋放2ms；當環(huán)境溫度在-30~+100°C2-4規(guī)定；482-4規(guī)定；的真空試驗，其滲漏率應不超過1.33PaL/s，且其鑄件不得變形和損壞；2-4規(guī)定的密封壓力值的靜壓2小時應不滲漏；壓力釋放閥的接點在表2-5規(guī)定的工作條件下，應能承受不10002-5電源類型電源類型工作電壓V 工作電流A直流溝通2200.52505說明時間常數(shù)S≤5x10-2s功率因數(shù)cosφ≤0.62500V，1min的工頻耐壓試驗；壓力釋放閥動作500次后，測量的第一次開啟壓力，關閉壓2-4的要求。密封性能符合技術要求i的要求；抗震驚力量：壓力釋放閥在震驚頻率為4Hz~20Hz，加速度為2g~4g時,壓力釋放閥內(nèi)的電接點不應動作；壓力釋放閥防塵，防水密封性能，在無特別指明時一般為IP55。五、強油風冷卻器掌握箱強油風冷卻器掌握箱是用于掌握承受強迫油循環(huán)降溫方式的變架及內(nèi)外雙重板組合式機柜。構(gòu)造特點比鋼板焊接構(gòu)成的箱體穩(wěn)定性好，剛性高，重量輕；由于箱體承受了內(nèi)外雙層板構(gòu)造，可阻隔大量太陽輻射熱能，使機柜內(nèi)溫度保持恒定；由于箱體內(nèi)板承受的是鋁合金板，使機柜的重量變輕，電磁屏蔽效果好；由于箱體外板承受的是不銹鋼板，使機柜的強度增高，耐腐蝕性強；箱體具有高于Ip55的戶外防護等級。主要功能強油風冷卻器掌握系統(tǒng)是承受可編程序掌握器PLC對強油風冷卻器的投切進展掌握.其具有如下掌握功能；冷卻器的風機,油泵是由兩路獨立的電源供電，兩路電源互為備用；冷卻器的風機和油泵的投切可分為手動或自動掌握兩種。當冷卻器的風機和油泵投入方式選擇開關轉(zhuǎn)到手動投入位置時，即刻將該臺冷卻器的風機和油泵投入工作；同樣，當將冷卻器的油泵的投入是按變壓器油面溫度或繞組溫度及負荷自動逐臺投入；當對冷卻器的風機和油泵的投切承受自動掌握方式時，工作冷卻器和備用冷卻器經(jīng)肯定時間自動輪換；由于強油風冷卻器掌握系統(tǒng)是承受可編程序掌握器PLC來代此,大大提高了掌握系統(tǒng)的牢靠性和敏捷性。便于現(xiàn)場掌握方式的改變。六、套管網(wǎng)側(cè)首頭套管網(wǎng)側(cè)首頭套管為油紙電容式套管，根本構(gòu)造見以下圖圖2-8 網(wǎng)側(cè)首頭套管外形圖閥側(cè)套管加硅橡膠傘套，內(nèi)部充SF6氣體。圖2-9 閥側(cè)套管外形圖一、滲漏焊線的補焊φ3.2mm焊條，從距漏處5mm5mm防搖擺焊法，以防將滲處擴大。焊，直至補焊時無油燃火焰，再用抹布擦干凈補焊處觀看，確認無滲油為止。如仍有滲油時，可用刨錘尖敲擊漏處，將滲點擠住，再次按上述方法進展補漏。當油管、箱壁等因材質(zhì)不好、夾層等緣由產(chǎn)生裂紋補焊時，應首求同上。內(nèi)部絕緣件或漆膜。二、冷卻器蝶閥更換處理冷卻器蝶閥在運行中的常見問題多為蝶閥關閉不嚴和蝶閥軸芯：其一，蝶閥外部的閥軸防雨罩，在安裝中沒有嚴格依據(jù)操作標準進展，使得閥軸的限位擋圈、緊固螺母等生銹，或者閥軸區(qū)域污染進其二，蝶閥板的密封墊斷裂，因斷裂的墊條影響，使得閥板無法正常關閉；其三，蝶閥制造質(zhì)量存在問題，蝶閥閥板的傳動軸偏差較大，關區(qū)域，實現(xiàn)蝶閥的正常開關。對其次、三種狀況，則需要對蝶閥進展更換處理。處理的具體程序如下：關閉變壓器主體與問題冷卻器之間的前端閥門；排放變壓器油至問題蝶閥位置以下；使用吊車吊掛問題蝶閥的冷卻器，拆卸問題蝶閥。拆卸過程器油，松動冷卻器支架、下部連通管、下部蝶閥等連接件；檢查蝶閥產(chǎn)生問題的緣由，觀看與其連接部位各通道是否影響閥板的正常開關，確認問題并處理；清理各連接處的密封面，安裝需更換的蝶閥，緊固各松動螺栓；檢查各密封面，確認后，緩慢開啟冷卻器與變壓器主體上部連接的閥門。同時，開啟冷卻器頂部的放氣塞，待放氣塞排出變壓器油后關閉放氣塞。靜置30分鐘后，再次開啟放氣塞排氣，關閉放氣排氣；驗收及投運。三、開關分接頭接觸部位接觸故障處理方法故障和觸頭灼燒性故障兩種。觸頭做相應處理。譜分析可以檢查、推斷。切換不同步產(chǎn)生的觸頭灼燒性故障，將使有載開關的保護繼電器動作，使變壓器退出運行。處理此類問題，變壓器必需排油，對問題部位進展檢測，確定產(chǎn)生問題的緣由，依據(jù)產(chǎn)生的處理。處理該類問題，一般均由開關的廠家負責，廠家在實際處理時，將依據(jù)問題的性質(zhì)實行局部更換觸頭、整體更換范圍開關、整體更換選擇開關等措施進展處理。四、有載開關非同期切換的調(diào)整題，則可能消滅切換拒動、切換失敗、產(chǎn)品退出運行等狀況。安裝或檢修時，可能消滅非同期切換的問題，具體的調(diào)整措施如下：1.三相一體的開關調(diào)整斷開電機的保護開關以防止電動驅(qū)動的無意啟動。將手動搖把插入機構(gòu)掌握箱上護板的電動機構(gòu)軸端通過轉(zhuǎn)動軸將分接開關和電動機構(gòu)的檔位調(diào)整到校準位置，且指示位置肯定要一樣。安裝聯(lián)軸節(jié)，把電動機構(gòu)和傳動軸聯(lián)結(jié)起來向一個方向轉(zhuǎn)動手動搖把直到切換開關動作〔打響〕切換開關打響后即向同一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動手搖把，同時開頭計A和轉(zhuǎn)動方向。分接變換操作完成向相反方向轉(zhuǎn)動手搖把，直到切換開關打響計數(shù)從切換開關打響到分接變換指示器的指針到達中心標志線所走的格數(shù)。登記所走格數(shù)B和轉(zhuǎn)動方向假設兩個方向上的計數(shù)全都，分接開關和電動機構(gòu)便是正確聯(lián)軸了假設數(shù)字A和B不相等，應進展調(diào)整。用A和B的差數(shù)被2除得C，拆開聯(lián)軸節(jié)，將電動機構(gòu)和垂直傳動軸脫開，用手動搖把向A和B兩者中數(shù)值較大的方向轉(zhuǎn)動電動機構(gòu)，使分接變換指示器指針走C格將電動機構(gòu)和分接開關重聯(lián)軸，檢查聯(lián)軸的對稱狀況，依據(jù)10〕進展調(diào)整在其他位置進展幾次手動操作，以資核對將指示器的指針位于綠色區(qū)域的中心位置是否對稱檢查分接開關和電動機構(gòu)指示的分接位置是否始終將開關動作到原工作位置應三一樣步電動操作。具體的同步要求是依據(jù)電力設計院的設計要消滅不同期切換問題時，將發(fā)出報警信號，甚至使設備退出運行。檢；其次，應檢查同步保護線路是否正常。五、在線濾油機的滲油處理具體狀況進展操作，一般處理過程如下：關閉濾油機進油管和回油管路的截止閥2升拆卸滲油部位的螺栓解體滲油密封面，檢查滲油緣由，依據(jù)問題實行更換密封墊、清理密封面、更換損壞件等措施進展處理密封處理面開進油管和回油管的截止閥用回油管的放氣塞給油罐放氣在開關頭部用吸油管的放氣塞給進油管〔吸油管〕放氣進展試運行并再次放氣開關儲油柜進展補油。六、充SF6的閥側(cè)套管補氣先將氣瓶內(nèi)的SF6氣體充入“SF6充氣回收裝置”中，連接收路先對管路和SF6空后，連續(xù)抽真空數(shù)分鐘，然后向SF6充氣回收裝置充入SF6氣體，氣瓶內(nèi)的剩余壓力不得小于0.1MPa。利用“SF6充氣回收裝置”對閥側(cè)套管抽真空，當?shù)竭_裝置極限真空以后，連續(xù)抽真空數(shù)分鐘后，利用裝置對閥側(cè)套管充SF6氣體。七、硅橡膠套管的清理方法用干凈的棉質(zhì)毛巾蘸滿清水，然后擰干，使毛巾保持潮濕，輕輕擦拭硅橡膠外表。毛巾清洗要徹底，不得殘留塵粒，以免劃傷硅橡膠外表。用于擦拭的毛巾要常常更換。擦拭傘面上面時，要用另一支手托住下面，用力不能過猛。特別應當留意：確定不能使用含皂類或外表活性劑的洗滌用品進展清洗，避開清理過后在硅橡膠外表由于外表活性劑的殘留而產(chǎn)生極性。確定不能使用具有溶解力的溶劑，如：酒精、丙酮、甲苯等，以免硅橡膠發(fā)生溶漲變形。假設硅橡膠外表沾附有經(jīng)上述方法清理不掉的污垢，說明該硅橡膠已經(jīng)老化，建議更換。一、套管的存儲與預試時要作防潮措施。將套管尾部用塑料密封好，內(nèi)部放上枯燥劑。到達現(xiàn)場后，首先進展套管的外部檢查：確認套管的包裝箱無破損。套管在包裝箱內(nèi)無攢動。包裝箱內(nèi)及套管外表無油跡、瓷套無裂紋前方可吊出套管。套管安裝前的預試：10kV下測試套管主體的介損、電容。在10kV2kV1分鐘。將試驗數(shù)據(jù)與套管的出廠試驗數(shù)據(jù)進展核對，介損偏差在130%、電容偏差5%之內(nèi)，可以安裝使用。二、冷卻器的存儲箱及冷卻器進、出口的密封狀態(tài)。冷卻器的擺放不應超過兩個落高。到達現(xiàn)場后，首先對冷卻器的外觀實施檢查：查看冷卻器的包裝箱無嚴峻損壞。查看冷卻器的進、出口的密封是否損壞。冷卻器的翅片管的倒片率應在1%以內(nèi)。把冷卻器平放在地面上，冷卻器無肉眼可見的