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电力变压器无载调压改为有载调压的技术实践和分析靴子

时间:2020年03月26日

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,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。

2彻底改造方式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:①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。②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,最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。③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,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后,有效地缩小了高低压线圈轴向和幅向尺寸,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验合格,均可继续使用(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),不仅不会减小容量,甚至还可以普遍增加一个容量等级,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。表1列出了某厂近年的改造情况。

表1改造情况简表委托单位改造年代改造前型号改造后型号台数广州电力分公司广州电力分公司汕头电力分公司鹤山电力分公司江门电力分公司珠三角地区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±8)x1.25%kv%个别为%110±8)x1.5%kv)。

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,但可采用下述主、调分体局部改造方式%中性点加装有载调压变压器)进行有载调压改造。

3局部改造方式在现场吊罩(或吊心)将原无载调压变压器(简称主变压器,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%简称调压变压器,下同)的调压线圈串联,调压变的低压(即励磁)线圈与主变压器并联组合成为有载调压变压器组%简称变压器组,下同),实现有载调压运行。这样既保留了原主变压器无励磁调压的调压范围,又增加了调压变的有载调压功能。

该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。如能结合主变压器定期大修工程进行,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了十多台有载调压变压器组。

4调压变的主要技术参数选择4.1调压范围一般根据运行电压波动幅度而定,但为了与标准一致,统一选用*8x1.25%%*10%)的调压范围。特殊情况也可采用*8x1.5%%*12%)的调压范围。

4.2额定电流和额定容量调压变调压线圈额定电流!n应略大于或等于主变压器高压侧线圈额定电流!1n,避免因调压变影响主变压器额定出力,调压变实际所需容量为:压器高压侧额定容量。

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为调压变的额定容量(sn)。即:sn"s.主变压器与调压变压器容量配合百分比。

4.3接线组别调压变的励磁线圈是为建立其主磁通所需,为接线方便,其电压取自主变压器低压侧,为了调压变压器线圈电压与主变压器高压侧相位一致,调压变励磁线圈接线组别也应与主变压器相同。

4.4绝缘水平调压变的绝缘水平只要能满足主变压器中性点半绝缘水平要求即可,过去国产110 kv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,中性点接地运行方式的220 kv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。

4.5过电压保护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,但由于主变压器、调压变采用了分体结构,各自单独的电磁系统,两者之间没有磁场费合联系,不存在电磁感应过电压,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主变压器高压线圈端部时,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可忽略不计的程度。但为防止主变压器高压线圈末端自由振荡过电压对主变压器及调压变的危害,在主变压器、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开关前安装避雷器保护,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而使主变压器及调压变纵绝缘击穿。

另外,不论有载调压变压器组容量多大,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,无需加装电位连接电阻保护。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计算:!!m为分接线圈全电压;cw为变压器高压线圈与调压线圈之间的电容;e为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,悬浮电压可忽略不计。

5结语经多年电力变压器改造以及广大用户的反映,前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中起到了很好的作用。

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