采用换位导线绕组 提高变压器抗短路能力
发布时间:2019-07-13 17:15:37来源:
电力设备采用换位导线绕组提高变压器抗短路能力张淑珍>,张洪发2(1武汉高压研究所,湖北武汉430074;2.天津石化公司,天津300271)变压器的抗短路能力。文幸详细介铰了换位导线的特性、用途和在我B的应用情况。
中分类号:TM403.2前言由于换位导线应用范围广、技术水平篼、品种规格多,因此受到诸多变压器制造厂的青睐,在变压器制造业中呈现出生机勃勃的生命力。采用换位导线,特别是用自粘半硬换位导线绕制的变压器绕组,可大大提篼变压器的抗短路能力,使其在电网运行中具有独特的优越性。
1换位导线在我国的应用我国是从20世纪80年代开始引进换位导线的,90年代中后期换位导线开始被大量采用。在电网运行中,采用换位导线绕组的篼电压、大容量变压器具有很多优点:结构紧凑、绕组绕制工艺性强、电气强度高、机械性能好、导线环流损耗低等,这些优点是其他导线绕组变压器无法比拟的,因此,它从诞生的开始就表现出了极强的生命力,并在实际应用中得以不断完善、发展和创新。为了适应不同用户的要求,目前国内已开发出多种性能、规格、品种的换位导线,如自粘性换位导线、半硬换位导线、多节串连换位导线、网状绝缘换位导线等。
自1996年起,随着国家“九五”计划的启动,黄河小浪底、青海丹江口、四川二滩、云南大朝山等一大批特大型水力发电建设工程开始启动,此时市场急需一种抗短路能力强的特大型变压器,自粘性换位导线就在这种形势下应运而生。随着换位导线在大型变压器绕组中的普遍应用和制造水平的日臻成熟,电力部门对变压器在损耗、抗短路能力方面的性能要求也越来越高。半硬换位导线是一种能较大幅度提高变压器绕组机械强度,能抵御突发短路对绕组产生的电动力,并能对绕组起到较好保护作用的新型线材。目前,我国可较为熟练的对裸线及漆包扁线制造出从110~220N/rmn2多种硬度的半硬线。多节串连(即由多节不同线规尺寸、不同绝缘厚度的换位导线段通过单根线有组织的焊接串连,打制成一根换位导线)换位导线可将特大型变压器的篼压调压绕组的加强段、正常段采用不同线规及绝缘,这样可比较大限度地减少变压器体积,降低变压器制造成本,提篼变压器的安全裕度。超大型线规半硬自粘换位导线的单根线厚度达2 5mm,组合后篼度为57mm,但绕组直径仅为¢1060mm,是目前国内比较大的换位导线。网状绝缘换位导线技术已经成熟,此种换位导线的优点:①可较大幅度提篼绕组散热能力,从而降低产品运行温度,保障安全;②可较大程度减少导线几何尺寸,从而减少绕组尺寸,达到减轻产品总重,获得较高经济效益的目的。
2换位导线在提高变压器绕组机械强度方面的重要性变压器运行事故表明,短路事故是引起变压器损坏的主要原因之一,在20世纪90年代中期,据有关方面统计,我国变压器的短路事故占变压器总事故的一半以上。电力变压器在电网运行中不可避免的会遭到各种短路事故的冲击,变压器经受外部短路时所产生的电动力往往会造成绕组变形或诱发绕组事故。
如果变压器能承受住短路电流的冲击,那么系统在自动重合闸后变压器就可以在电网中继续运行。否则,变压器就可能因此受到损坏,需要修理或报废,造成极大的经济损失。变压器在遭受突发短路时,其高、低压侧绕组都将承受很大的短路电流,首当其冲的是低压绕组,此时短路电流会产生与其平方成正比的电动力作用于变压器绕组。因此,提篼变压器绕组特别是低压绕组的机械强度尤为重要。采用半硬铜热粘合漆包换位导线绕制变压器绕组是提篼绕组抗短路能力的一个十分有效的方法。
3换位导线的种类换位导线由一定根数(奇数)的漆包扁铜线绕制而成。漆包扁铜线按宽面互相接触形成两列,经窄边方向做同一转向换位绞制而成的绕组线为换位导线,其示意图见。
换位导线示意图油浸式电力变压器应用换位导线时,漆包线经换位后采用纸作绝缘。干式变压器应用换位导线时,漆包线经换位后采用玻璃纤维带或NOMEK纸带作绝缘。采用硬化处理的导线或采用有热固化涂层或者两者并存的换位导线可以改善换位导线在短路状态下的机械整体性能。换位导线主要有以下几种类型:普通缩醛换位导线。裸铜扁线表面涂覆RVF缩醛漆,形成稳定的绝缘后,沿着宽面接触进行换位形成并列的两列。换位导线可以减少绕组绕制过程中的频繁换位,避免了由于人工换位时产生的不可避免的导体损伤。采用漆绝缘,可大幅度地减少绝缘尺寸,从而也大大降低了铁扼的尺寸。换位导线的单根线规一般都比较小,因此,比较纸包扁线也较大幅度地减少了涡流损耗。
自粘性(半硬)换位导线。自粘性换位导线亦称热粘合漆包换位导线,它是在普通换位导线的基础上增加具有自粘特性的EPOXY环氧涂层形成的。当换位导线绕制成绕组之后,在绕组干燥的同时,漆包线间的自粘涂层相互粘结在一起,使得单根漆包线由小截面的分散结构变为一个整体,通过干燥加热后,其粘结力在8 ~15N/imn2.单根线之间能永久地粘接成一个整体,从而大大提篼了整根换位导线及绕组的机械强度。而半硬导线则是根据变压器制造厂对导线硬度要求,在生产单根导线时,通过特殊的处理工艺提高了导线自身的机械强度。自粘和半硬换位导线都不同程度提高了绕组的抗突发短路能力,两者合用可以达到更理想的效果。目前国内大多数变压器产品的低压绕组都是采用这种自粘半硬换位导线作为主要绕组材料。
无纺布包换位导线。这种类型的换位导线主要应用在干式变压器中。由于干式变压器没有油循环冷却,因此漆包线本身的耐温等级必须要高,一般不低于155T(即F级),所以采用无纺布作为绝缘材料。
网状绝缘换位导线主要应用于变压器的低压绕组。由于变压器低压绕组的电流大而电压相对较低,因此使用网状绝缘来紧固导线,依靠漆包线本身的漆作为线间绝缘,而公共绝缘则选用特殊材料的网带,其散热效果是其他种类换位导线所无法相比的,同时还可以降低油道的尺寸,使变压器的制造成本进一步降低。
4换位导线的特点换位导线与普通扁线相比有许多优点,同时由于外形尺寸比较小,降低了变压器的制造费用。换位导线的主要的特点有:①由于采用了多根小截面的单线代替了一根大截面扁线,减少了离散场的损失。②与多根平行的自带绝缘单线相比,由于换位导线是漆包单线,而漆膜厚度较以往的纸绝缘厚度要薄许多,但是耐压却是纸绝缘的几倍,加上公共纸绝缘绝缘厚度比较薄,因此明显地减小了绕组的体积,有效地提高了空间的利用率。③由于单线之间的换位,使绕组具有较篼的机械强度。④由于绝缘厚度比较薄,所以具有较高的散热性。⑤由于漆膜和绝缘厚度薄,具有比较好的散热性,所以具有较高的热稳定性。⑥由于减少了人工换位,使绕组绕制工艺变得简捷,缩短了绕组的加工时间。对于换位导线来说,绕制一圈换位导线相当于绕制多圈单根平行扁线。
5换位导线的质置参数保证质量参数是生产优质换位导线的重要前提。
换位导线的主要质量参数为:①铜材。为了确保电气及机械性能,必须是纯度>99.95%以上的阴极电解铜,含氧量不高于20(yL.②单线尺寸。单线尺寸必须满足要求的尺寸和公差。因为较小的尺寸可降低导线横截面、增加电流密度,将会导致温度等问题;尺寸较大,将会导致几何学问题,如果绕组高于比较大值,在上下铁轭之间将无法进行调节。③漆包绝缘。
漆膜厚度对于确保击穿电压及总的几何尺寸来说是相当重要的。而漆的种类对于绝缘油性能来说也是相当重要的。漆可能污染变压器油和/或降低在铜材表面的附着力。对于自粘性环氧树脂的抗短路电流强度来说,玻璃温度(即固化温度)是相当重要的,必须高于100°C.④中间衬纸。为了防止在导线表面接触及震动过程中发生损坏漆包绝缘的情况,为了确保两排单束线股不互相接触,彻底分开两排单束线股是非常必要的。中间衬纸的篼度与单线数;VT及单根漆包扁线厚度的关系为=S2(/VT-1)/2.⑤换位节距。通常换位节距人D由供货商决定,但须保证能将换位导线以比较佳方式绕成内侧的绕组直径A,同时在绕组的绕制及加压时应保证换位导线的机械性能。在圆周长度内至少应完成一次换位,即换位节距4VDiri>//VT.⑥包纸方式。包纸方式对于确保整个系统的击穿电压,保证对接及搭接(包括公差)的整个系统是相当重要的。几乎每个变压器制造商都有自己的系统,当绝缘纸对接时,保证每一层的间隙公差;在绝缘纸错开时,保证搭接的百分比和公差。⑦外形尺寸。外形尺寸对变压器设计非常重要,见。外形尺寸问题与单线尺寸问题相似。绝缘线束的尺寸可以在面积范围内用外螺纹螺旋测微器测量,类似于德国标准DIN863.⑧单股线间的短路耐受情况。在换位导线的任意两个单线之间应能耐受300V的交流或直流试验电压,否则绕组的质量将出现问题,无法使用。
6结语现在,我国生产的换位导线几何尺寸精确,导线间组合紧密,s弯形状过渡圆滑,漆膜保护良好,异常畸变极小,包纸紧密且平整均匀,由于有了可靠的短路报警装置,电气性能得到了很大改善。同时,我国微型和巨型换位导线的生产也得到了解决,并联漆包线的根数比较多可达63根(此前为47根),拓展了变压器厂对换位导线在变压器、电抗器中的应用范围。换位导线在我围的普谝应用。为变压器在电网安全运行提供了强有力的保障。
换位导线外形尺寸作奢简介:-),女,工程师,工作;工作。
从事高电压专业技术研究师,多年从事电力技术管理(责任编辑罗翠兰)综合倍息邓岛电力集团加快:糸此电网建设步我云南电力集团有限公司近日在云南昭通市召开会议,决定加快滇东北电网建设步伐。
昭通地处金沙江下游,水能资源和煤炭资源居云南第一,电力产业开发前景无限。云南省政府近期与三峡总公司签署了合作意向书,提出举全省之力支援金沙江水电开发,昭通电力迎来了前所未有的发展机遇。据此,云电集团公司决定加快昭通电网的建设速度,电网建设与电源点的开发配套。目前昭通在建的大电厂就有溪洛渡、向家坝水电站和镇雄火电站3家,将来还要开发若干大型电源项目。届时,金沙江中下游的总装机容量将达到3850万kW,到2020年,落点昭通市的电源装机容量预计将达到2000万kW以上,占全省发电装机容量的1/3左右,昭通市将成为云南省主要的能源基地。为了适应电源开发的需求,云电集团在昭通加快电网建设已势在必行。
云电集团当前将认真抓好的主要工作是加快110kV水富变工程建设,力争明年6月前竣工投运;下达大(关)??永(善)n回线路设计任务书并加快建设步伐,确保溪洛渡电站施工用电可靠性;加快220kV盐津变、镇雄变工程建设。云电集团全力支持昭通供电局加快昭通市的主干电网建设,在今后2至3年内建成4座220kV变电站、12座110kV变电站,并充分做好建设500kV变电站的前期准备工作,比较终形成以500kV为核心,220kV为主干,110kV为网络的电网架构,以稳固、完善的电网支持昭通境内三个巨型水电站和镇雄火电站的建设。云电集团今后几年将对昭通的投资重点倾斜,实现昭通电网的跨越式发展。