kV電抗器解讀課件

750kV，100Mvar并聯(lián)電抗器介紹

750kV，100Mvar并聯(lián)電抗器1

單相油浸式并聯(lián)電抗器

主要品種為750kV，500kV、330kV并聯(lián)電抗器，少量為220kV63kV并聯(lián)電抗器，單相額定容量主要有140，100，70，60，50，40，30，20Mvar三相油浸式并聯(lián)電抗器

主要品種為高壓220kV~63kV及以下低壓并聯(lián)電抗器，三相額定容量主要有80，60，50，40，30，20Mvar等平波電抗器主要品種為高壓500kV~63kV平波電抗器單相油浸式并聯(lián)電抗器2

PKDFP—500—3000—290平波電抗器一臺(tái)PKDFP—500—3000—23

我國(guó)自行設(shè)計(jì)的第一條聯(lián)網(wǎng)工程———西北—華中聯(lián)網(wǎng)背靠背直流工程靈寶換流站PKDFP-120-3000-120平波電抗器我國(guó)自行設(shè)計(jì)的第一條聯(lián)網(wǎng)工程——4BKD-100000/750單相并聯(lián)電抗器

2004年10月生產(chǎn)，2005年4月一次通過(guò)所有的出廠和型式試驗(yàn)項(xiàng)目BKD-100000/7505介紹內(nèi)容：一、750kV并聯(lián)電抗器性能參數(shù)和要求二、750kV并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介三、750kV并聯(lián)電抗器工藝措施：四、試驗(yàn)介紹內(nèi)容：6一、性能參數(shù)和要求1、BKD-100000/750并聯(lián)電抗器的主要參數(shù)1.1型號(hào)：BKD-100000/7501.2名稱：?jiǎn)蜗嗖⒙?lián)電抗器1.3額定容量：100Mvar1.4額定電壓：800/√3kV1.5額定電流：216.5A1.6頻率：50Hz1.7相數(shù)：?jiǎn)蜗?.8聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：I1.9中性點(diǎn)接地方式：經(jīng)小電抗接地1.10額定阻抗：2133.3Ω1.11冷卻方式:油浸自冷（ONAN）一、性能參數(shù)和要求71.14總損耗根據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)：≤170kW1.15阻抗允許偏差：在額定電壓和額定頻率下，并聯(lián)電抗器額定電抗允許偏差為±5％，每相電抗與三相電抗平均值間的允許偏差不超過(guò)±2％1.16勵(lì)磁特性：在1.5×800/√3kV電壓下磁化特性為線性，在1.4至1.7倍額定電壓下磁化特性連線斜率不低于原斜率的50%。1.17過(guò)勵(lì)磁能力：并聯(lián)電抗器在額定頻率下的過(guò)勵(lì)磁能力見(jiàn)下表。并聯(lián)電抗器額定頻率下的過(guò)電壓允許時(shí)間過(guò)電壓倍數(shù)1.151.21.251.31.41.5額定運(yùn)行下允許時(shí)間20min3min1min20s8s1s1.14總損耗根據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)：≤170kW過(guò)電壓倍數(shù)81.18局部放電視在放電量：其測(cè)量方法按IEC現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行,在試驗(yàn)電壓為時(shí)高壓線端的視在放電量：≤100pC1.19額定電壓及額定頻率下的電流諧波分量：當(dāng)施加正弦波形的額定電壓時(shí),每相電流的三次諧波分量最大峰值不大于基波電流峰值的3%。1.20油箱機(jī)械強(qiáng)度：油箱能承受真空殘壓為13Pa和正壓98kPa的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，無(wú)損傷和不允許的永久變形。1.21密封要求：整臺(tái)電抗器能承受在儲(chǔ)油柜油面上施加30kPa靜壓力其試驗(yàn)時(shí)間持續(xù)24h，無(wú)滲漏。1.22振動(dòng)限值：在額定持續(xù)電流下，油箱壁機(jī)械振動(dòng)幅度限值為： 平均值≤50μm（峰-峰）； 最大值≤80μm（峰-峰）； 底部≤25μm（峰-峰）。1.18局部放電視在放電量：其測(cè)量方法按IEC現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定91.23噪聲水平（1）電抗器的噪聲水平的測(cè)試符合IEC60076-10規(guī)定。（2）在額定容量下運(yùn)行，距油箱2m處測(cè)量的噪聲水平不大于74dB(A)。1.24總重量：127t1.25運(yùn)輸重量：96t(帶油)1.26外形尺寸(mm)：9385×8020×124151.27運(yùn)輸尺寸（㎜）：4824×4010×3538

1.23噪聲水平101.28套管技術(shù)指標(biāo)：套管最小爬電距離：a）并聯(lián)電抗器：高壓側(cè)：24000mm；中性點(diǎn)：3906mmb）中性點(diǎn)接地電抗器：高壓側(cè)：3906mm；接地側(cè)：1260mm1.28套管技術(shù)指標(biāo)：112.關(guān)鍵技術(shù)2.1并聯(lián)電抗器磁場(chǎng)分析及局部過(guò)熱問(wèn)題的解決為了有效地解決高壓并聯(lián)電抗器局部過(guò)熱這一關(guān)鍵問(wèn)題，我們通過(guò)多年的研究和工程實(shí)踐，我們總結(jié)了一套用大型計(jì)算程序精確計(jì)算，并與通過(guò)實(shí)測(cè)驗(yàn)證的產(chǎn)品進(jìn)行比較的成功經(jīng)驗(yàn)。為確保750kV并聯(lián)電抗器無(wú)局部過(guò)熱,我們分別采用有限元（FEM）和積分方法對(duì)并聯(lián)電抗器磁場(chǎng)的進(jìn)行了二維和三維的分析，對(duì)于并聯(lián)電抗器的主磁通和阻抗的計(jì)算，兩者的計(jì)算結(jié)果一致。通過(guò)對(duì)并聯(lián)電抗器磁場(chǎng)的計(jì)算和分析，電抗器鐵心中的磁密較低，不僅保證了電抗器有很好的線性度，而且也很好地控制了電抗器鐵心中的損耗；線圈中的漏磁分布也十分合理，塔型線圈有效地避開(kāi)了橫向漏磁通較密集區(qū)域，在采用換位導(dǎo)線的情況下，線圈中的渦流損耗較低。2.關(guān)鍵技術(shù)12

并聯(lián)電抗器的局部過(guò)熱是由于漏磁通穿越結(jié)構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生的渦流所至，要徹底解決并聯(lián)電抗器的局部過(guò)熱問(wèn)題，就必須了解漏磁場(chǎng)在并聯(lián)電抗器中的分布，并能較準(zhǔn)確地計(jì)算處在漏磁場(chǎng)中各結(jié)構(gòu)件的渦流損耗密度，從而計(jì)算其熱點(diǎn)的溫升值。為此，早在九十年代初，我司與西安交通大學(xué)聯(lián)合就并聯(lián)電抗器漏磁場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上提出了大量消除并聯(lián)電抗器局部過(guò)熱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施，為了驗(yàn)證改進(jìn)后的效果，對(duì)葛州壩電廠的一臺(tái)500kV,50Mar并聯(lián)電抗器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并熱點(diǎn)分布測(cè)試，測(cè)試方法采用電阻元件和光纖元件兩種方法。測(cè)量結(jié)果與計(jì)算值基本吻合。說(shuō)明了我們采用的計(jì)算方法正確，采取措施得當(dāng)。以下是10萬(wàn)并聯(lián)電抗器磁場(chǎng)分布圖并聯(lián)電抗器的局部過(guò)熱是由于漏磁通穿越結(jié)構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生的渦132.2電抗器電場(chǎng)問(wèn)題的解決由于該產(chǎn)品采用層式線圈結(jié)構(gòu)，其沖擊分布十分均勻，梯度小，其絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮其在900kV工頻感應(yīng)下的電場(chǎng)分布。我們利用電場(chǎng)分析程序進(jìn)行了電場(chǎng)分析，對(duì)產(chǎn)品的絕緣進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，線圈外屏蔽更為合理，改善電場(chǎng)的分布。合理布置絕緣角環(huán)的位置和尺寸，降低角環(huán)的沿面場(chǎng)強(qiáng)，并并適當(dāng)放大了絕緣裕度，以提高其絕緣的可靠性。以下是與BKD-100000/750電抗器的在工頻感應(yīng)下的電場(chǎng)分布計(jì)算的部分結(jié)果。

2.2電抗器電場(chǎng)問(wèn)題的解決14

引線絕緣主要需要考慮以下幾個(gè)方面：引線到引線的絕緣，引線到油箱的絕緣，引線到鐵心夾件的絕緣。這些絕緣距離是否合理直接并聯(lián)電抗器的整體經(jīng)濟(jì)性。我們通過(guò)在高壓套管均壓環(huán)上用絕緣覆蓋，引線到鐵心夾件之間設(shè)有擋板。，器身與油箱合理布置，均勻分布引線附近電場(chǎng)等措施，避免引線電場(chǎng)的集中，保證絕緣強(qiáng)度。

在電場(chǎng)量化計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采取設(shè)計(jì)、工藝措施保證產(chǎn)品局放。引線絕緣主要需要考慮以下幾個(gè)方面：引線到引線的絕緣，153.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主體采用單相層式并聯(lián)電抗器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)過(guò)程中充分吸收了我公司傳統(tǒng)500kV高抗設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。（1）鐵心結(jié)構(gòu)：?jiǎn)沃觾膳攒棧F心柱中有氣隙墊塊，鐵心大餅為輻射形疊片，用特殊澆注工藝澆注成整體。并聯(lián)電抗器鐵心的壓緊主要通過(guò)特制的碟形彈簧來(lái)壓緊鐵心柱的，因?yàn)?00赫茲的脈動(dòng)力是鐵心餅間產(chǎn)生的，在此處壓緊效果最理想。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16kV電抗器解讀ppt課件17kV電抗器解讀ppt課件18（2）線圈結(jié)構(gòu)：線圈采用換位導(dǎo)線繞制，多層圓筒式結(jié)構(gòu)，線圈為層式梯形結(jié)構(gòu)，電場(chǎng)分布均勻，具有良好的電氣性能。每層都設(shè)有層間的豎直冷卻油道，使得油路通暢散熱好，冷卻效果良好，避免線圈溫升過(guò)高。線圈首、末兩端均設(shè)置有靜電屏，沖擊梯度小，電位分布均勻，具有良好的耐沖擊能力，絕緣性能高。線圈引出線的焊接采用高頻焊接，焊點(diǎn)處經(jīng)過(guò)特殊處理以減少局部放電。為了提高電抗器的絕緣性能，我們還采取如下措施降低局放：1）進(jìn)行電抗器的波過(guò)程計(jì)算，調(diào)節(jié)縱向電容，留有足夠絕緣裕度。2）改善電場(chǎng)分布、降低電場(chǎng)強(qiáng)度，包括電極、接地極的圓整化。3）采用冷壓焊工藝、改善電極形狀，減少金屬異物傳播及產(chǎn)生的幾率。4）采用煤油氣相干燥工藝，真空注油工藝，并提高真空度。（2）線圈結(jié)構(gòu)：195）用引進(jìn)法國(guó)絕緣件加工中心的設(shè)備加工絕緣件，絕緣件周邊圓整化，降低場(chǎng)強(qiáng)。

5）用引進(jìn)法國(guó)絕緣件加工中心的設(shè)備加工絕緣件，絕緣件周邊圓整20（3）器身結(jié)構(gòu)：器身采用薄紙筒、小油隙結(jié)構(gòu)，耐電場(chǎng)強(qiáng)度高。器身在上、下端部主絕緣位置采用了軟角環(huán)和絕緣成型件，合理布置絕緣角環(huán)、成型件的位置和尺寸，使其設(shè)計(jì)與電場(chǎng)等位線相吻合，降低角環(huán)、成型件的沿面場(chǎng)強(qiáng)，提高耐電強(qiáng)度。在器身絕緣中合理布置絕緣件位置，分隔油隙,改善場(chǎng)強(qiáng)分布，提高了電氣性能。器身和鐵軛間設(shè)有相間隔板，通過(guò)可調(diào)整的楔形墊塊將相間隔板撐緊。其絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮其在工頻960kV下的電場(chǎng)分布,我們利用電場(chǎng)分析程序進(jìn)行了電場(chǎng)分析后，對(duì)該產(chǎn)品的絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。并適當(dāng)放大了絕緣裕度，以提高其絕緣的可靠性。（3）器身結(jié)構(gòu)：21

（4）引線結(jié)構(gòu)在750kV出頭根部，通過(guò)特制的夾緊裝置將其固定，防止出頭的晃動(dòng)和拉伸而損壞到線圈的根部，在750kV出頭與油箱之間設(shè)有隔板。高壓引線由穿纜式油紙電容式套管引出，根據(jù)工程需要裝設(shè)套管式電流互感器。中性點(diǎn)出頭與高壓出頭在同一側(cè)引出后，將其從鐵軛上部引至低壓側(cè)，再通過(guò)套管引出。

（4）引線結(jié)構(gòu)22kV電抗器解讀ppt課件23（5）油箱結(jié)構(gòu)：油箱采用桶式拱頂箱蓋結(jié)構(gòu)，適合采用大規(guī)格尺寸的鋼板，自動(dòng)焊接，加工及表面處理、涂漆方便，且便于超聲波檢驗(yàn)。適合現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性大大提高。油箱內(nèi)壁放置有屏蔽，能有效吸收漏磁、降低損耗，避免油箱局部過(guò)熱。油箱外形采用多邊形筒式加箱蓋結(jié)構(gòu)，能承受真空和正壓,無(wú)永久變形和損壞。

（5）油箱結(jié)構(gòu)：24（6）總裝結(jié)構(gòu)：并聯(lián)電抗器的油箱兩側(cè)帶有24組可拆卸的寬片散熱器，750kV套管選用國(guó)際知名品牌產(chǎn)品，此外，油箱上裝有可抽真空的隔膜袋式儲(chǔ)油柜，并裝有進(jìn)口測(cè)溫裝置，氣體繼電器，壓力釋放閥，油位表等保護(hù)裝置。保護(hù)設(shè)備的布置，各種標(biāo)識(shí)、安全防護(hù)設(shè)施及與用戶的接口等都進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)安全可靠，以人為本的設(shè)計(jì)理念。

（6）總裝結(jié)構(gòu)：254.選用組件

A1主要部件材料表序號(hào)名

稱國(guó)

別生產(chǎn)廠家及型號(hào)備

注1硅鋼片日本新日鐵

2換位導(dǎo)線中國(guó)西安蘭威

3扁銅線中國(guó)西安華隆

4絕緣紙板中國(guó)泰州魏德曼

5絕緣成型件瑞士魏德曼

6變壓器油中國(guó)新疆克拉瑪依45＃絕緣油

7密封件中國(guó)西北橡膠廠

8鋼材中國(guó)河南舞陽(yáng)

9油箱屏蔽中國(guó)西電公司

10其他需要說(shuō)明的主要材料

4.選用組件序號(hào)名稱國(guó)別生產(chǎn)廠家及型號(hào)備2611高壓套管英國(guó)或瑞典英國(guó)TRENCH或瑞典ABB12中性點(diǎn)套管撫順TRENCH

13套管電流互感器中國(guó)西電公司

14油位計(jì)中國(guó)沈陽(yáng)特種繼電器廠

15氣體繼電器德國(guó)德國(guó)EMB公司

16壓力釋放閥美國(guó)QUALITROL

17

18油溫度計(jì)瑞典AKM

19繞組溫度計(jì)瑞典AKM

20片式散熱器中國(guó)咸陽(yáng)電工機(jī)械廠

序號(hào)名

稱國(guó)

別生產(chǎn)廠家及型號(hào)備

注吸濕器西安鵬遠(yuǎn)開(kāi)關(guān)中國(guó)11高壓套管英國(guó)或瑞典英國(guó)TRENCH或瑞典ABB12中性點(diǎn)27序號(hào)名

稱國(guó)

別生產(chǎn)廠家及型號(hào)備

注21油箱、儲(chǔ)油柜等鋼鐵制品中國(guó)西電公司

22儲(chǔ)油柜膠囊中國(guó)西北橡膠廠

23控制柜中國(guó)西安鵬遠(yuǎn)開(kāi)關(guān)

24真空蝶閥中國(guó)西安鵬遠(yuǎn)開(kāi)關(guān)

25

26

序號(hào)名稱國(guó)別生產(chǎn)廠家及型號(hào)備注21油箱、28三、750kV并聯(lián)電抗器工藝措施：3.1鐵心加工鐵心卷料豎直立放防止變形，加工時(shí)采用專用設(shè)備翻身。變壓器鐵心片采用高導(dǎo)磁硅鋼片，在本廠喬格線上進(jìn)行剪切，剪切過(guò)程中嚴(yán)格控制每級(jí)片數(shù)、級(jí)厚和總厚，剪切毛刺控制在0.02mm以內(nèi)，尺寸公差控制在0～0.5mm之間。剪切后預(yù)疊，保證疊裝后鐵心尺寸。鐵心片加工后采取防銹、防塵和防磕碰保護(hù)措施。電抗器鐵心餅片的剪切在新型微剪機(jī)上進(jìn)行，采用真空澆注常溫固化工藝。成型后進(jìn)行研磨，以確保其尺寸。3.2絕緣加工絕緣件嚴(yán)格按工藝要求加工，層壓紙板制造使用3500t熱壓機(jī)，大型絕緣件在兩臺(tái)數(shù)控加工中心上制造，保證加工尺寸和質(zhì)量。開(kāi)發(fā)了成型紙筒干燥浸油工藝，防止紙筒變形。加工后絕緣件進(jìn)行覆蓋保證絕緣件的清潔度。三、750kV并聯(lián)電抗器工藝措施：293.3冷作件的加工制造油箱采用氣體保護(hù)焊等，并開(kāi)發(fā)了著色試漏工藝，對(duì)所有焊縫單面焊后進(jìn)行著色試漏，用超聲波抽檢鋼板及焊接是否存在缺陷，保證焊接質(zhì)量。同時(shí)引進(jìn)分片焊裝，再整體組裝工藝。整體在焊接平臺(tái)上進(jìn)行組裝焊接，使用專用工裝控制焊接尺寸，嚴(yán)格按工藝文件進(jìn)行操作，保證裝焊尺寸。附件及聯(lián)管系統(tǒng)的焊裝，使用工裝保證單、部件焊接尺寸，并進(jìn)行整體預(yù)裝，保證聯(lián)管的順利裝配。為了保證油箱的機(jī)械強(qiáng)度及無(wú)滲漏現(xiàn)象，整體完工后按工藝進(jìn)行油箱機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，并進(jìn)行試漏率測(cè)試。油箱前處理是影響表面涂裝質(zhì)量至關(guān)重要的因素，為了保證油箱表面涂裝質(zhì)量，采用整體打磨、清洗、噴砂、涂裝的工藝，對(duì)油箱的焊縫、棱角進(jìn)行全面打磨，打磨后用油箱沖洗設(shè)備對(duì)油箱進(jìn)行全面清洗，清洗后吹干，在噴砂房?jī)?nèi)進(jìn)行噴砂處理。噴砂完畢在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行噴漆，油漆采用厚漿型油漆，在噴漆房?jī)?nèi)進(jìn)行噴漆和烘干。確保油箱外觀質(zhì)量和防腐要求。3.3冷作件的加工制造303.4線圈制造線圈在專用繞線機(jī)上繞制，使用活絡(luò)繞線模，保證線圈內(nèi)徑尺寸。線圈繞制過(guò)程中，采用專用收緊裝置收緊線餅，控制線圈幅向尺寸，保證線圈繞制緊密。線圈“S”彎采用進(jìn)口專用液壓“S”彎工具進(jìn)行折彎成型，節(jié)距統(tǒng)一、導(dǎo)線過(guò)渡圓滑、尺寸準(zhǔn)確、匝絕緣不容易損傷；導(dǎo)線剪切采用進(jìn)口專用液壓剪鉗，斷面整齊、無(wú)金屬異物產(chǎn)生。從剪切、焊接、整形處理到包扎絕緣整個(gè)過(guò)程嚴(yán)格按本公司工藝文件執(zhí)行。線圈在真空烘房?jī)?nèi)進(jìn)行干燥處理，并具有400t壓床對(duì)線圈進(jìn)行壓裝、調(diào)整，保證線圈處理質(zhì)量。3.5器身引線裝配線圈組裝及器身引線裝配在空調(diào)房?jī)?nèi)進(jìn)行，確保產(chǎn)品清潔度。線圈組裝使用大型線圈組裝架，組裝完畢進(jìn)行真空干燥處理。器身引線裝配使用新型器身引線裝配架，線圈套裝時(shí)使用專用電動(dòng)吊架、吊具起吊套裝。引線采用組裝工藝，其連接使用冷擠壓技術(shù)。保證引線裝配質(zhì)量。器身采用氣墊車和250t、400t行車運(yùn)輸和起吊，平穩(wěn)可靠。3.4線圈制造313.6器身干燥處理及總裝配器身裝配完畢進(jìn)入汽相干燥進(jìn)行器身干燥處理，干燥過(guò)程嚴(yán)格按工藝文件規(guī)定執(zhí)行。器身干燥出爐后進(jìn)行器身整理及壓緊，整理完畢再次進(jìn)爐進(jìn)行表面干燥處理，處理后下箱罩蓋裝