关于无载调压电力变压器改有载调压的技术实践与分析
发布时间:2019-07-13 17:18:29来源:
由于历史原因,我国电网运行中的变压器,仍有数量不少是20世纪90年代以前生产的“7”型无励磁调压变压器(简称无载调压变压器-以下同),这些设备虽然主要技术经济指标和安全因素均还可以,但调压性能已不能适应当前电力工业的发展和供电电压质量更高的技术要求。为了充分挖掘这一庞大的社会资源,走内涵技术改造的发展路线,通过多年实践,总结出以下两种比较成熟和可行的改造方式供大家选用,并将其技术特性作简单介绍。
即在原变压器铁心直径及窗口尺寸不变的情况下,应用近年国内外先进技术如:线圈采用折流板设计,能实现在自冷或风冷变压器内部导线导向冷却方式,消除了冷却油道死油区,缩小了冷却油道尺寸,还能降低线圈对油温升;线圈绝缘垫块,采用加密预压、倒圆角磨边、恒压干燥等先进的新工艺,提高了垫块绝缘强度,进而有可能缩小线段油道距离,增加段间电容量,比较终达到降低线圈进线端线段电位梯度,提高了变压器的耐雷水平;在主绝缘结构方面采用了硬纸筒,瓦愣纸板油道设计,变压器绝缘后期处理工艺上采用了真空干燥、真空进油、绝缘油真空脱气等。
(上接32页)表一:各代表档距下不同转角时的厂/3值:由表一可以看出,档距相差越大、转角越小,偏差越大,所以分坑时,应使横担方向和铁塔所受合力方向一致,以消除偏差角i.实际工作中,可用导线应力弧垂表中相应代表档距下的应力代替平均气温下的应力来解角,也就是用安装气象代替平均气温,这样近似算法可免去解应力状态方程的烦琐。显著提高了变压器整体绝缘水平。综合采用了以上先进设计和工艺,能有效地缩小了高低压线圈轴向和幅向尺寸,终于在原铁心窗口内能空出调压线圈的位置。再在变压器整体设计时,适当地降低铁心磁通密度和线圈导线电流密度,重绕高低压线圈和增加专用调压线圈。油箱外壳仅在A相端直线部分加长600780mm,以便安装有载调压开关(后面尺寸是采用组合型有载调压开关时选用)。油箱其他附件的安装尺寸可基本保持不变。高低压绝缘套管、冷却系统等附件经大修试现将我厂近年改造情况粗略列出如下:验合格后均可继续使用(若增容改造时需适当增加冷却器数量)。
经上述技术改造后,原生产于20世纪80年代期间属于“7”型国产无载调压变压器(包括三线圈),不仅不会减少容量,甚至还可以普遍增加一个容量等级并改造成为“8”型有载调压变压器。至于20世纪90年代初生产的“7”型无载调压变压器,因已部分采用了新工艺新技术,只能在同容量等级改为“8”型有载调压变压器。
委托单位改造年代改造前型号改造后型号台数广州供电力分公司广'州供电力分公司汕头供电力分公司鹤山供电力分公司江门供电力分公司珠三角地K每年20多台改造后变压器除了铁心、油箱及附件外,内部线圈及绝缘结构全部更新,故完工后均按国家标准规定的新制造变压器要求做全部出厂试验项目。其主要经济技术指标均优于“8”型标准,部分指标(如空载损耗)达到或优于“9”型要求。
改造后的调压范围一般为110±8x1.25%kV(个别为110±8xi.5%kV)c对于20世纪80年代开始引进国外的无载调压变压器和90年代中后期国产“8”型和“9”型无载调压变压器,因制造时已经大部分或全部采用了上述先进的设计和工艺,内部铁心窗口已无潜力可挖。220kV无载调压变压器内部结构改造工程浩大,不宜采取彻底改造的方式,但可采用后述“主”“调”分体局部改造方进行有载调压改造。
即在现场吊罩(或吊心)将原无载调压变压器(简称变压器主体-以下同)高压中性线分相解开用套管引出油箱体外,再与工厂专门设计制造的中性点有载调压变压器(简称调压变-以下同)的调压线圈串联,调压变的低压(即励磁)线圈与变压器主体并联组合成为有载调压变压器组(简称变压器组-以下同)实现有载调压运行。
这样保留了原变压器主体无励磁调压的调压范围又增加了调压变的有载调压功能。
此种改造方式除大城市市区中心变电站受安装场地限制不宜采用外,其他110、220kV变电站采用这种改造方式均无任何障碍。如能结合变压器主体定期大修工程进行,更可不增加检修工期就能完成任务。我厂20世纪90年代开始为珠三角地区供电部门设计改造十多台有载调压变压器组均受到用户好评。
调压变的主要技术参数选择一般根据运行电压波动幅度而定,但为了适应与标准一致,而统一选用±8X1.25%(士10%)的调压范围。特殊情况也可采用±8x1.5%(±12%)的调压范围。
调压变调压线圈额定电流1UN应略大于或等于变压器主体高压侧线圈额定电流I1N,避免因调压变影响变压器主体额定出力,调压变实际所需容量为:2AUn??调压变比较大调压范围(%)Sjn变压器主体高压侧额定容量按国家标准系列容量等级中选择接近或大于实际所需容量(S‘u)为调压变的额定容量。
1.5%=12%或±8x1.25%=±10%也是其变压器主体与调压变压器容量配合百分比(%)。
调压变的励磁线圈是为建立其主磁通所需,为接线方便其电压取自变压器主体低压侧,为了调压变压器线圈电压与变压器主体高压侧相位一致,调压变励磁线圈接线组别也应与变压器主体相同。
调压变的绝缘水平只要能满足变压器主体中性点半绝缘水平要求即可,过去国产UOkV变压器中性点半绝缘水平为35kV(现改为40kV),新颁布的变压器国家标准,中性点死接地运行方式的220kV变压器中性点绝缘水平也只要求35kV,故对调压变的绝缘水平均按40kV设计。
有载变压器组虽然电器接线上与普通的有载调压电力变压器没有区别,但由于变压器主体、调压变采用了分体结构,各自单独的电磁系统,两者之间没有磁场耦合联系不存在电磁感应过电压的可能,静电电容感应过电压也因没有直接的电容耦合联系,当冲击过电压作用于变压器主体高压线圈端部时,其电磁波只能从一个线圈向另一个线圈的方式多次传递,才能达到调压变调压线圈上来,这样其过电压幅值就必然会下降至忽略不计的程度,但为防止变压器主体高压线圈末端自由振荡过电压对变压器主体及调压变的危害,在变压器主体、调压变之间连线上,可以分相安装相应电压等级的避雷器保护。但调压变已有足够的绝缘水平(40kV),且调压线圈级间又有较大纵向电容,也可以在常规中性点接地刀闸前安装避雷器保护,但要取消原先的放电间隙,以防间隙放电时产生高频过电压对变压器主体及调压变纵绝缘击穿。
另外有载调压变压器组,不论容量多大,电压等级多高,其中采用的有载调压开关只要常规技术参数符合要求,无需加装电位联结电阻保护。
因为有载调压开关极性切换过渡瞬间的悬浮电压是按下式可得:UN??变压器高压侧额定电压2AU‘m??分接线圈全电压Qv??变压器高压线圈与调压线圈之间的电容C.E调压线圈与变压器相壁之间的电容有载调压变压器组,是属于“主”、“调”分体结构,高压线圈对调压线圈之间的电容Cw=0,故上式前项为零,悬浮电压U可忽略不计。
经我厂多年电力变压器改造以及广大用户反映,综上所述两种大型无载调压电力变压器改造为有载调压变压器方式,在电网技术升级换代起到了很好的作用。
罗拓(1975-),男,汉族,广东信宜人,助理工程师,工学学士,从事电力变压器技术开发和改造工作。
简明电讯故障电流限制器新研发方案早在20多年前,美国电力研究院就开始研究和开发故障电流限制器。故障电流限制器的新方案是使用高温超导体。一种方案是:利用超导屏蔽层,围绕屏蔽铁芯,使之免受正常线圈磁场的影响。这样,铁芯看起来就像一个空气芯。当发生故障时超导层被激励大大加强线圈的感抗而限制通过电流。另一方案是:使用差式限流器,采用普通线圈做高压线圈,高温超导体做二次线圈,使故障电流仅仅通过普通线圈。当故障电流发生的一瞬间,篼温超导体处于超导状态,其故障电流通过时,两个线圈间的电感耦合使一次感应系数增加了60倍,这种超导限流不仅保护了系统,而且也减轻了断路器的负担。摘选自《电信息》2003年8月15日