曹诗玉换流变原理及维修

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1、换流变压器的原理与维修技术宜昌超高压管理处曹诗玉2007年8月500kV换流变(ABB)500kV换流变主要参数(ABB)型号TCH146DR3相连接方式为：YNy0YNd11调压方式网侧带负荷自动调压调压档数（档）31额定功率(MVA)297.5额定电压(kV)网侧525/√3最高电压550/√3阀侧Y220/√3，△220额定电流(A)A,B982a,bY2449，△2449√3冷却方式强迫油循环风冷接地方式网侧直接接地本体油箱油量106800L冷却器油量1450L本体总油量114200L总重378500kg制造商ABB主要内容1）换流变的功能与特点2）换流变的结构原

2、理及型式3）换流变套管4）换流变有载调压开关5）换流变的运行6）换流变的状态检修7）换流变的更换8）换流变的排油与注油9）换流变的技术管理1换流变的功能与特点直流输电系统中换流器所包含的变压器称为换流变压器，换流变压器是直流输电系统中的关键设备之一。在整流换流器中换流变压器为换流设备提供交流电能，换流器将交流电能转换为直流电能并通过直流输电线路传输；在逆变换流器中换流变压器接受逆变换流器将直流电能转换为交流的电能，并将其输送到其它交流供电网路中。1.1换流变作用提供相位角差为30°的AC电压以降低网路的低次谐波，特别是5次和7次谐波。作为直流输电系统两端换流站AC系统电压、

3、电流的交换设备。换流变压器的阻抗可以增加AC系统的阻抗，有限制系统的短路电流和抑制换相过程中阀的峰值电流升高的作用。与换流器和其它设备共同实现AC网路与DC网路的联络。通过换流变压器可以实现对AC和DC系统电压较大范围的分档调节。1.2换流变的特点换流变在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通电力变压器有着不同的特点。换流变由于直流偏磁电流和谐波电流使得换流变压器的噪声增大。换流变与普通换流变最大的不同是阀侧绕组除承受交流电压外，还承受直流电压的作用。绝缘设计上要考虑直流耐压和极性反转作用。1.2.1短路阻抗为了限制阀臂及直流母线短路时的故障电流以免损坏换流

4、阀的晶闸元件，换流变应有足够大的短路阻抗。短路阻抗不能过大，否则会使运行中的无功损耗增加，需要相应增加无功补偿设备，并导致换相压降过大。大容量换流变的短路阻抗通常为12-18%。1.2.2绝缘换流变阀侧绕组同时承受交流电压和直流电压。阀侧绕组除承受交流电压产生的应力外，还要承受直流电压产生的应力。直流全压启动及极性反转所产生的冲出。由于上述原因，换流变的绝缘结构比普通的交流变压器复杂得多。直流电压和交流电压作用下绝缘特性是不同的。1.2.3谐波换流变运行中有特征谐波电流和非特征谐波电流流过。其漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大。对于有较强漏磁通过的部件要采用磁屏蔽措施。

5、数值较大的谐波磁通所引起的磁致伸缩噪音，一般处于听觉较为灵敏的频带。1.2.4有载调压为了补偿换流变交流侧电压的变化以及将触发角运行在适当的范围内以保证运行的安全性和经济性，要求有载调压开关的调压范围较大。直流输电系统在降压模式时，要求的调压范围高达20-30%。1.2.5直流偏磁通过变压器绕组的电流中的直流分量会影响铁心的磁化曲线，并产生偏离坐标轴零点的偏移量，这种现象称为直流偏磁。运行中由于交直线路的耦合、换流阀触发角的不平衡、接地极的电位升高以及换流变交流网侧存在2次谐波等原因将导致换流变阀侧及交流网侧绕组的电流中产生直流分量，使换流变产生直流偏磁现象。直流偏磁电流使

6、铁心饱和，导致换流变损耗、温升及噪音都有所增加。1.2.6换流变噪声大换流变压器的噪声主要由铁心、线圈、油箱（包括磁屏蔽等）及冷却装置的振动产生的。直流偏磁电流和高次谐波电流引起换流变压器本体噪音增加。直流偏磁电流引起铁心周期性饱和，硅钢片的磁致伸缩引起铁心振动加剧，发出强烈的低频噪声，它的频率只有正常激磁情况下的电力变压器噪声频率的一半，可以把这种低频的噪声作为判断换流变压器发生直流偏磁的征兆。负载电流产生的漏磁引起绕组和油箱（包括磁屏蔽等）的振动。换流变压器绕组中流过的高频谐波电流，会引起换流变压器绕组在高频下振动，使换流变压器的噪声显著增加。1.2.6试验（出厂试验）

7、换流变除了要进行与普通交流变一样的型式试验与例行试验之外，还要进行直流方面的试验。直流试验主要有：直流耐压试验、直流电压局部放电试验、直流电压极性反转试验等。例行试验：必须在每台变压器上进行，它包括联结组标号检定、电压比测量、绕组电阻测量、空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量（几个主要的分接）、绝缘油试验、操作冲击试验、雷电全波冲击试验、包括局部放电测量和声波探测测量的外施直流电压耐受试验、包括局部放电测量的极性反转试验、外施交流电压耐受试验和局部放电测量、长时感应电压试验和局部放电测量、绝缘电阻测量。型