干式变压器优化设计论文（共8篇）
1.干式变压器优化设计论文 篇一
、干式变压器产品结构及优点：
铁心：铁芯选用进口优质冷轧硅钢片，全料接缝结构，芯柱采用F级无维粘绑扎，铁芯表面采用绝缘树脂漆密封防潮防锈，降低了空载损耗，空载电流和铁芯噪声，夹件和紧固件经特殊表面处理，使产品外观质量有了进一步提高执行标准。
绕组：有以下几种:(1)缠绕式
(2)环氧树脂加石英砂填充浇注
(3)玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构)
(4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)
高压绕组：一般采用多层圆筒式或多层分段式结构
低压绕组：一般采用层式或箔式结构
二、干式变压器执行标准：
1)、IEC60076-11:2004干式电力变压器
2）、GB1094.1-1996电力变压器
3）、GB1094.11-2007干式电力变压器
4）、GB/T10228-2008干式电力变压器技术参数和要求
5）、JB/T10088-2004
6KV-500KV级电力变压器声级
三、干式变压器型号说明：
SC(B)
□—M—□/□
S:表示
三相变压器
C:表示
树脂浇注式
B:表示
箔绕线圈
□:表示
性能水平代号
□/□：表示
额定容量KVA/电压等级
四、干式变压器使用条件：
海拔不超过1000m；
环境温度：最高气温＋40℃；最高日平均气温＋30℃；最高年平均气温＋20℃；户外最低气温-30℃；户内最低气温-5℃
五、干式变压器防护方式：
根据使用环境特征及防护要求，干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP23防护外壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降，选用时要注意其运行容量的降低。
2.干式变压器优化设计论文 篇二
随着我国城市建设规模的扩大, 地价的上涨, 高层建筑和地下设施的增多, 以及城市用电负荷的不断增加, 人们对电力变压器在防火、环保、占地和节能等方面的要求不断提高。干式变压器与传统油浸式变压器相比, 在这些方面有着不可比拟的优势, 例如干式变压器不带油, 不存在油对环境的污染、火灾及爆炸的危险;使用干式变压器安装费用低, 线路损耗少, 供电成本低。正是因为这些优势, 使得干式变压器迅速得到了广泛的应用。本论文主要结合110k V干式变压器, 对其测控系统进行设计探讨, 以期从中找到对于干式变压器测控系统的设计应用方案, 并以此和广大同行分享。
2 干式变压器测控系统应用现状
对干式变压器, 其安全运行和使用寿命, 很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘材料的耐受温度使绝缘破坏, 是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。所谓的使用年限, 一般都是以绕组热点“热寿命”的到期而终结。此外还有过压、欠压、过载等因素。为确保干式变压器具有20年的正常设计寿命, 需要对变压器的运行温度进行实时监测及报警, 并适时控制风冷装置进行强迫风冷。同时还应对运行电压、运行电流进行实时监测。
干式变压器冷却方式分为自然空气冷却 (AN) 和强迫空气冷却 (AF) 。自然空冷时, 变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时, 变压器输出容量可提高50%, 适用于断续过负荷运行, 或应急事故过负荷运行。由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大, 处于非经济运行状态, 故变压器通常不处于长时间连续过负荷运行。
对于普通的干式变压器, 目前市场上已出现多种样式的温度控制器, 如膨胀式、电子式、及由单片机控制的智能电阻式温控器等。以单片机控制的智能电阻式温控器为例, 该种温控器主要是在变压器绕组顶端表面的绝缘介质上钻一小孔, 将传感器如Pt100热电阻预埋在测温孔中, 来测量绕组的温度, 并进行纯数字循环显示, 根据设定温度点自动启停风机对绕组进行风冷, 同时还提供简单的报警、记录等功能。
3 110KV干式变压器测控系统设计
3.1 测控系统的结构组成
110k V干式变压器的测控系统主要由6部分组成:传感器、A/D、D/A模块、PLC主机、输入输出模块、可控硅控制器及触摸显示屏等。
在该系统的测量部分, 绕组温度采用先进的红外温度传感器进行非接触式测量:铁芯温度采用Ptl00热电阻插入铁芯叠片中进行接触式测量;另外根据需要在变压器室内也安装Pt100测温传感器, 对室温进行监控, 这样会使变压器处于更加良好的工作环境, 从而减少故障的产生。电压测量选用电压互感器, 电流测量选用电流变送器。
在系统的控制部分, 选用SEIMENS的S7-300PLC对采样信号进行快速、可靠的处理, 组态软件为s IMATICSTEP7;采用单相可控硅控制器与PLC软件编程相结合, 实现对冷却风机的调压调速控制。
在系统的显示输出部分, 显示器选用SEIMENS的TP2706触摸式人机界面 (HMI) , 组态软件为SIMATICPor Tool。HMI和PLC之间采用MPI (多点) 通讯方式, 通过对HMI画面上所设元件属性和与PLC的数据交换地址的定义, 实现HM I上相关元件对应的暂存器对PLC存储单元的读写。
该测控系统将红外温度传感器与PLC和触摸显示屏结合在一起, 并采用PLC和触摸屏的相应软件对各采样值进行控制、处理, 在温度的实时显示、数据记录、报警等方面具有很大的优越性。
3.2 开关量输入输出回路设计
1) 开关量输入回路。对变压器测控中的开关量的监测是变压器保护装置中的一个重要环节, 对外部开关量状态反应的正确与否直接关系到保护装置能否对外部故障做出及时反应, 这是因为保护逻辑程序的执行依赖于外部开关量状态字的状态。装置的开关量输入回路主要完成状态信号的输入, 包括断路器断合, 变压器瓦斯保护, 压力释放等输入。
开关量信号首先经过滤波, 然后经过隔离, 进入PLC模块的输入口, 以反映开关量的状态, 并做出相应的逻辑运算或判断。
2) 开关量输出回路。开关量输出部分主要包括跳闸出口、重合闸出口及各种信号出口。开关量输出部分是对断路器实现控制的出口通道, 由于PLC模块开关量口输出的是3.3V的低电压微电流信号, 不足以直接驱动断路器实现各种操作, 因此开关量输出回路需要将PLC模块输出的小信号放大为大功率信号, 从而驱动断路器。另外, 为了防止断路器操作过程中产生的瞬时脉冲对微机保护装置的反馈干扰, 还必须对出口通道进行隔离。测控装置的开出回路采用光电耦合器与继电器相结合的方法来实现开出信号的隔离与放大。出口回路的稳定与可靠直接影响到整个保护装置的性能。在硬件电路设计上, 我们在数字输出和继电器之间选用光电耦合器TLP-521来提高出口回路的抗干扰能力。
3.3 测控系统抗干扰设计
由于输入输出通道直接与外部设备相连, 对于干式变压器测控系统而言, 因此无论是数字量的输入输出通道, 还是模拟量的输入输出通道, 都是干扰窜入的渠道。
1) 模拟通道抗干扰技术。使用隔离放大器来实现对模拟信号的隔离, 隔离放大器内的电磁隔离器可将信号磁耦合, 隔断通路的线路连接, 从而切断干扰源。使用电流传输代替电压传输, 选用电流输出的传感器来测量被测对象, 在输出端接入精密电阻, 将电流信号变换成ADC可识别的电压信号输入。在交流信号输入通道中加入前置模拟低通滤波器, 减少高频信号的影响。
2) 数字通道抗干扰技术。对数字通道的抗干扰技术通常主要采用光电耦合器隔离内与外的联系, 使用光电耦合器避免了电信号的直接连接, 隔离了干扰的传递途径, 能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声的干扰, 从而使过程通道的信噪比大大提高。
4 结语
3.干式变压器优化设计论文 篇三
封装形式不同，干式变压器能直接看到铁芯和线圈，而油式变压器只能看到变压器的外壳；
2、引线形式不同
干式变压器大多使用硅橡胶套管，而油式变压器大部分使用
瓷套管；
3、容量及电压不同
干式变压器一般适用于配电用，容量大都在1600KVA以下，电压在10KV以下，也有个别做到35KV电压等级的；而油式变
压器却可以从小到大做到全部容量，电压等级也做到了所有
电压；我国正在建设的特高压1000KV试验线路，采用的一定
是油式变压器。
4、绝缘和散热不一样
干式变压器一般用树脂绝缘，靠自然风冷，大容量靠风机冷
却，而油式变压器靠绝缘油进行绝缘，靠绝缘油在变压器内
部的循环将线圈产生的热带到变压器的散热器（片）上进行
散热。
5、适用场所
干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大
型建筑、高层建筑上易采用；而油式变压器由于“出事”后
可能有油喷出或泄漏，造成火灾，大多应用在室外，且有场
地挖设“事故油池”的场所。
6、对负荷的承受能力不同
一般干式变压器应在额定容量下运行，而油式变压器过载能
力比较好。
7、造价不一样
对同容量变压器来说，干式变压器的采购价格比油式变压器
价格要高许多。
干式变压器型号一般开头为SC（环氧树脂浇注包封式）、SCR（非环氧树脂浇注固体绝缘包封式）、SG（敞开式）
干式变压器与油浸式变压器的区别
“当然相同的是都是电力变压器，都会有作磁路的铁芯，作电路的绕组。而最大的区别是在“油式”与“干式”。也
就是说两者的冷却介质不同，前者是以变压器油（当然还有
其它油如β油）作为冷却及绝缘介质，后者是以空气或其它
气体如SF6等作为冷却介质。油变是把由铁芯及绕组组成的器身置于一个盛满变压器油的油箱中。干变常把铁芯和绕组
用环氧树脂浇注包封起来，也有一种现在用得多的是非包封
式的，绕组用特殊的绝缘纸再浸渍专用绝缘漆等，起到防止
绕组或铁芯受潮。（又因为两者因工艺、用途、结构方面的分类方法不同派生出不同的类别，所以我们从狭义的角度来
说）
就产量和用量来说，目前干变电压等级只作到35kV,容量相
对油变来说要小，约作到2500kVA.又由于干变制造工艺相对
同电压等级同容量的油变来说要复杂，成本也高。所以目前
从用量来说还是油变多。但因干变的环保性，阻燃、抗冲击
等等优点，而常用于室内等高要求的供配电场所，如宾馆、办公楼、高层建筑等等。如果你只是变压器用户，了解这些
应该够了”
各有各的优缺点，油变造价低、维护方便，但是可燃、可爆
。干变由于具有良好的防火性，可安装在负荷中心区，以减
少电压损失和电能损耗。但干变价格高，体积大，防潮防尘
性差，而且噪音大。
油变琢渐退出,用干变,干变可以拆开运输放便,清洁,易维护,按装不需机座,没有渗油池.等优点
从外表上是比较好区分的；
油浸式变压器与干式变压器的最大区别就是有没有“油”，而由于油是液体，具有流动性，油浸式变压器就一定是有外
壳的，外壳内部是变压器油，油中浸泡着变压器的线圈，从
外面是看不到变压器的线圈的；而干式变压器没有油，就不
用外壳了，能直接看到变压器的线圈；还有一个特性就是油
浸式变压器上面有油枕，内部存放着变压器油，但现在新式
油浸变压器也有不带油枕的变压器生产；
油浸式变压器为了散热方便，也就是为了内部绝缘油的流动
散热方便，在外部设计了散热器，就象散热片一样，而干式
变压器却没有这个散热器，散热靠变压器线圈下面的风机，该风机有点象家用空调的室内机；
油浸式变压器由于防火的需要，一般安装在单独的变压器室
内或室外，而干式变压器肯定安装在室内，一般情况下安装
4.在线干式检漏系统设计论文 篇四
压差传感器一端连接稳定的气压口即高压口，一端连接被测件滤清器的出口即低压口，当测量开始时，打开气动阀1和2，关闭气动阀3，压差传感器两端压强相同，输出的电压恒定。一段时间后关闭气动阀2，滤清器会有少量的泄漏气体导致传感器低压口和高压口形成压强差，引起输出的电压变化，采集卡实时采集压差传感器的电压变化并传输到PC机中计算和显示。
1.2数据采集硬件设计
本文采用的高精度微压差传感器是由美国丹纳赫Setra公司开发，采用差分形式，量程为-500Pa～+500Pa，按线性关系输出电压，精度为0.08%FS，能达到4Pa的微小测量。数据采集卡采用NI公司的USB-6229高性能采集，该采集卡可多路同时采集数据，但是分时工作，具有USB2.0串口。传感器的输出端口与数据采集卡的模拟信号输入端口相连接，数据采集卡与PC机通过USB接口连接，实现数据从传感器到PC机的传输[1]。
1.3控制电磁阀硬件设计
5.干式变压器的运行与维护 篇五
(1) 干式变压器在进行交流耐压试验前, 必须将温控器传感插头从线包上取出, 试验完成后将传感插头按原样放回。
(2) 干式变压器配置的专用温控器带有超温报警和超温跳闸保护功能, 投运前要按要求进行设定。
(3) 干式变压器运行前应检查试验, 参数合格, 符合《电力变压器运行规程》后, 检查线路全部安全装置确实可靠, 方可投入运行。
(4) 干式变压器投运后, 应先空载运行24 h, 检查无异常现象后方可投入使用。
2 干式变压器定期检查试验项目
(1) 检查铁心引线及所有金属部件是否有腐蚀现象。如果发现腐蚀仅为局部现象, 则将锈蚀除去, 涂上硅树脂绝缘漆。如果发现大面积腐蚀, 则须检查室内空气的成分, 并针对具体情况采取相应措施。
(2) 检查绕组绝缘表面有无积尘、表面碳化和划痕, 有则应清除。
(3) 用清洁柔软的布擦净引线、导线夹、绝缘子、接线板和其他主绝缘部分, 注意切勿用苯、汽油和丙酮之类的稀料。对那些不便擦到的绝缘部分, 可用气吹或吸尘器清除。
(4) 定期检查变压器器身上所有紧固螺栓是否松动, 如有松动及时紧固。
(5) 用红外测温方法带电检查所有导电部分连接处有无腐蚀、氧化过热现象, 如发现过热现象, 应查找原因并采取适当维修措施。
(6) 定期 (1～3年) 测量变压器绕组绝缘电阻值, 应符合规程要求且不低于上一次测量值的70%。
3 干式变压器日常检查项目
(1) 干式变压器巡视检查应每天至少1次, 在高温大负荷期间应增加巡视次数, 并监测三相电流, 使三相电流保持平衡。
(2) 注意监听变压器声音是否正常, 如有异常, 及时处理。
(3) 监视温控器的温度。干式变压器三相绕组温度差值不应超过10℃, 否则, 应启动冷却风机。
6.干式变压器的运行维护技术 篇六
关键词：干式变压器,维护,检查
变压器是一种将交流电压升高或降低，又能够保持频率不变的静止电气设备。输送同样功率的电能时，电压越高，电流就越小，输送线路上的功率损耗就越小，线路截面积可以减小，这样可以节省金属导线的用量。因此，发电厂必须用电力变压器将电压升高，才能将大量的电能送到远处的用电地区，输电距离越远，电压就应越高。用电时又必须经变压器再把电压降下来，以适应各种用电设备和安全用电的需要。变压器还可以用来改变交流电流、阻抗和相位。变压器在国民经济各部门及日常生活中得到了广泛的应用。
干式变压器是变压器的一种。二十世纪下半叶，干式变压器在世界范围内得到了迅速的发展。随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷的不断增加，干式变压器在我国得到了广泛的应用。近年来，随着城乡电网的建设和改造、西部大开发步伐的加快，使得干式变压器面临着新的发展机遇。
1 干式变压器的种类及概况
一般电力变压器内部都充以绝缘油，用以绝缘和散热，而干式变压器是不充绝缘油的。因此，干式变压器体积小，具有难燃、安全、耐潮性能强、绝缘性能稳定、损耗低、噪声小、运行可靠、维护检修简便等优点，广泛地用于高层建筑、机场、车站、码头、地铁、医院、学校、隧道等场所。
干式变压器的容量在4000kVA以下时，采用自然冷却方式。
国产干式变压器有SCL1系列、SC系列、SG3系列和SCZ系列等。
从上世纪八十年代末开始，干式变压器从国外纷至沓来。近几年来每年以高达20%以上的增长率迅猛增加，2002年我国全国产销量约为20000MVA，成为世界上干式变压器产销量最大的国家之一。根据有关部门的不完全统计，全国干式变压器生产厂家有五十多家，但是，其发展很不平衡；产销量为前五名的厂，约占全国总的产销量的62%；前十名厂约占全国总的产销量的80%（此数据大致符合市场营销中，的营销者占据市场的规律）；年产量在100MVA以上的厂家有二十多家。面对如此激烈的市场竞争，年产量在100MVA以下的厂家，求得生成和发展是极其艰难的。
从干式变压器的类型来看，当前世界市场中，存在着以欧洲为代表的树脂浇注干式变压器（CRDO）及以美国为代表的浸漆型干式变压器（OVDT）两种类型。与欧洲相似，我国以及一些新兴工业国家（如日本、韩国等），由早期采用浸漆型干式变压器发展到采用真空树脂浇注干式变压器；而以美国为代表的北美市场，在引进树脂浇注干式变压器技术的同时，其浸漆型干式变压器也获得了很大的发展。据变压器行业统计，我国环氧树脂浇注干式变压器占领市场总量的90%左右。
从全球范围看，我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平，并且拥有自主的知识产权，具有很强的竞争力。加入WTO之后，随着开放程度的进一步提高，这一领域出现了更为广阔的市场空间。
浇注型干式变压器与油浸变压器、浸清漆型干式变压器相比，维护和检查简单，可靠性高，不易发生故障。但是，变压器是电气线路中的主要设备，一旦发生故障而断电，有关的用电设备就会停止工作，造成极大的影响。因此，为了保证变压器正常运转，切实的进行日常的维护和检查是十分重要的。同时，即使是很小的故障也可事先发现，避免事故。
2 投入运行前的检查及试运行
2.1 投入运行前的检查
干式变压器与变电室的墙壁或者其他变压器之间的距离应该大于300mm。距离大，有利于散热，有利于减弱噪声反射波和本体噪声波的叠加效应。
干式变压器一般安装在户内。为了能够在满负荷下长期运行，必须充分地通风和换气。通常，自冷式变压器每损耗1kW的功率，需要3m3/min以上的空气通风量通风。
检查绕组有没有开裂，接线端子、铁心、夹紧装置等部分有无损伤、闪动。
检查有无雨水、灰尘及导电性杂质附着。清扫变压器本体、外壳。
检查温度计、接地线等电气连接是否正常。
对于风冷式干式变压器，要检查风扇的绝缘电阻和风扇接线是否正常，核对风扇旋转方向是否正确，监听风扇运行时有无异常声响和振动。
检查并且校对仪表指示是否正确，保护装置的动作是否正常。
如有必要应进行绝缘电阻测量。用1000V或2500V兆欧表测量，并且将检测结果记录存档。运行中的变压器，以其绝缘电阻的允许值作为绝缘是否老化的大致标准。如果测得的绝缘电阻低于规定的值，则应该弄清楚绝缘电阻下降的原因，是由绕组表面和端子支架上的灰尘引起，还是绕组绝缘老化引起。
检查连接线是否接在接线端子上产生过高的机械拉力和力矩。当电流大于1000A时，母线和变压器端子之间必须有一段软连线。软线的作用是，用以补偿导体的热胀冷缩，有利于减弱噪声的传递。
2.2 试运行
变压器经过投入运行前的认真检查后，便可通电试运行。试运行期间，必须特别注意检查以下各点。
有无异常声响、噪声和振动。有无焦臭味等异常气味。有无因局部过热造成变色。通风换气是否良好。
此外，还应该注意以下几点。
第一，干式变压器虽然耐潮性强，但由于它一般为敞开式结构，还是容易受潮的，尤其是我国生产的干式变压器绝缘水平较低（较低绝缘等级）。因此，干式变压器在相对湿度70%以下运行才能获得较高的可靠性。干式变压器也应避免长期停运，以免严重受潮。当绝缘电阻值低于1000Ω/V (运行电压) 时，说明变压器严重受潮，应停止试运行。
第二，发电站升压用的干式变压器不同于油浸式变压器，禁止低压侧开路运行，以免因电网侧发生过电压或线路受到雷击，导致传递过电压而将干式变压器绝缘击穿。为了防止传递过电压危害，在干式变压器电压母线侧应加装一组过电压保护避雷器（如YSCS氧化锌避雷器）。
第三，干式变压器不同于油浸式变压器，当绕组表面受潮，绝缘电阻下降时，并不意味着这台干式变压器受潮，而是绕组表面的凝露和水珠构成一个大面积的泄漏电阻所引起的。尤其是对于一些树脂包封型的绕组来说，凝露和水珠只能停留在绕组表面而不可能渗透到绕组内部使绝缘受潮。根据经验，只要绝缘电阻值高于1000Ω/V (运行电压) ，干式变压器就可以合闸运行，泄漏电流一般小于1mA。一旦变压器投入运行，其散发的热量会使凝露消失，绝缘电阻值也自然上升。在正常运行条件下，变压器本体温度高于周围环境温度，在其表面不可能产生凝露。
对于表面有凝露的干式变压器，可在干燥的环境中放置几天，或用电热器、红外线灯泡加热干燥，也可以用短路法对变压器加热。一般经过数小时，绝缘电阻即可恢复正常。
3 检修维护注意事项
在带电情况下维修检查，往往会发生危险，必须充分注意安全。
3.1 在带电状态下的维修和检查
检查处于带电状态下的浇注型干式变压器时，绝对不可触及浇注型线圈的环氧树脂表面，因为在运行中其表面电位与其内部线圈导体上的电位大致相等，触及后会有危险。
通常在浇注型线圈环氧树脂表面醒目之处钉有写上“禁止运行中触及”的警告铭牌，必须严格遵守。
3.2 停电状态下的维修检查
停电维修和检查时，应核实变压器和有关用电设备已经切断电源。
应采取使开关电器不能重新关合、切断操作电源及联锁等安全措施。
接触带电部位时，一定要用与这一回路电压相适应的验电器检查，确认带电部位处于无电压状态。
为了避免电磁感应和静电感应引起的危险，应该在接线端子接好接地线后才能进行维修和检查工作。
3.3 其他注意事项
工具使用前和用毕后都要认真清点件数，以防遗留，并且要防止因工作失误或工具破损等而造成变压器损伤等事故。
4 日常的维护检查和定期检查
日常的维护检查就是从外观检查浇注型干式变压器的运转状态。万一发现有异常迹象，要迅速采取适当措施，避免发生事故。
干式变压器的日常检查与油浸式变压器相同，主要是凭五官检查声响、振动、异味及过热、通风等情况，并且注意观察电流表、温度计等指示。
运行人员应每天对干式变压器进行巡视和检查，并且把检查结果记录下来，对出现的异常现象在认真分析原因的基础上采取相应的措施。
日常检查中发现有异常部位和异常现象时，如果原因不明，应同制造厂联系，采取适当的措施。
隔一定周期后停电进行维修检查，是为了保证变压器的正常运行，主要是检查一些日常检查中查不到的带电部位。在正常运行状态时，尽管浇注部分不容易发生裂纹，仍然需要定期检查。
第一次定期检查是在运行刚开始后的2-3个月，以后每年至少一次。
5 刚开始运行后的检查
刚开始运行后, 必须特别注意下列各点:
有无异常声音、异常振动。
有无异常气味。
有无由于局部过热、有害气体等造成的变色。
房屋或柜内的温度是否特别高。
通风、换气状态是否正常，风冷式浇注型变压器的风冷装置是否正常运转，风扇的旋转发现是否正确。
6 试验
干式变压器在维修后应该进行以下几项试验，以检查维修质量。
测量绕组直流电流。要求与相同部位的原测得值比较，其变化不应大于20%。
测量绕组绝缘电阻吸收比。与原测量结果相比应没有明显变化，吸收比不低于1.3。
交流耐压试验。按照出厂试验值的85%加压试验5min。
测量测温装置及二次回路的绝缘电阻。用2500V兆欧表测量，其绝缘电阻均不小于1MΩ。
综上所述，我们了解了干式变压器的概况，日常运行的维护及检修技术。在实际使用过程中，应根据干式变压器的具体特征，正确合理地进行维护和检修，使得干式变压器能够长期正常的稳定运行，让电力系统更好地造福于人类。
参考文献
[1]方大千方立编著《实用变压器维修技术》金盾出版社2005年3月
[2]陈家斌主编《变电运行与管理技术》中国电力出版社2004年第5期
[3]芮静康主编《常见电气故障的诊断与维修》机械工业出版社2007年第5期
7.浅谈干式变压器的谐波抑制 篇七
随着我国国民经济的快速发展,干式变压器以其环保、节能、电气性能优越的特点,在输配电的各个领域都有广泛的应用,如:发电机组所用的整流励磁变,地铁所用的牵引整流变,交-交变频供电系统所用的桥式整流变及大型冶金炼钢厂所用的电炉变等。干式变压器作为电网的一个重要组成元件,其对供电性能有很高的要求。目前,一些发达国家50%以上的负荷都是通过电力电子装置供电,国内的这一比例也达到了30%,然而在实现功率控制和变换的同时,所有电力电子装置都不可避免地会产生非正弦波形,形成谐波,它不但向电网注入谐波电流,使电压波形产生畸变,形成附加能量损失,还产生很强的电磁干扰[1,2],对于干式变压器,谐波会使涡流和集肤效应加剧,造成绝缘损坏,大大降低使用寿命,还会使绕组产生震动,制造额外噪声。这些都对电力系统的安全、稳定与经济运行造成极大的影响。本文主要结合干式变压器的特点探讨了各种谐波抑制的方法和优缺点。
2 从干式变压器结构方面抑制谐波
2.1 采用Yd11或Dy11的连接组别
电网中的谐波成分主要为三次谐波及其它奇数次谐波。在三角形接法的绕组中,三相相位的三次谐波电流可以流通,如果铁心中有三次谐波磁通,那么将会在三角形连接的各相中感应一个三次谐波电势,形成谐波环流,这一环流将趋向于把铁心中的三次谐波去磁,从而使主磁通中基本无三次谐波。
2.2 采用三柱式铁心结构
采用三柱式结构会使三柱中三次谐波磁通相位及大小相同,它们在铁心中找不到通路只能从铁心周围的空气流通,因此即使绕组中没有三次谐波电流,三次谐波磁通仍然很小。
2.3 增加谐波抑制绕组
在主变压器中增加谐波抑制绕组,其目的在于改变谐波磁阻,以防止二次侧谐波影响一次侧。采用此种方法的变压器,二次侧还配有有源谐波发生器,它与变压器的谐波抑制绕组相连,使绕组的输出转化为谐波抑制磁势,与主变压器磁路中的负载谐波磁势向量相抵消,使二次侧谐波磁势小于设定值,达到阻止二次侧谐波向一次侧蔓延的目的。这种变压器减小了抑制装置自身的功率损耗,可靠性强,投资低,具有很高的性价比。
2.4 增加二次绕组的相数
设整流变的二次绕组输出为m脉波,且整流器的触发控制角为0,则整流直流电压平均值通用公式为:,VS——相电压有效值。
谐波中的第n次谐波电压的有效值:
定义电压纹波系数RF(ripple factor)-λv为全部谐波分量的有效值VH与直流电压平均值VD的比值,则由以上
定义脉动系数Sn为最低次频率谐波分量幅值与直流电压平均值VD的比值,则
,式中n=Km为谐波阶次,当K=1时n=m为最低次谐波。
表1列出了脉波数m,定义电压纹波系数λv,脉动系数Sn之间的关系,由表1中数据可以很清楚的看出随着m的增加,λv、Sn变化很明显。这充分地说明了增加脉波数对变压器输出电压质量有显著的改善。目前我国地铁常用的牵引整流变就是24脉波的干式变压器,随着变压器技术水平的不断进步,有理由相信在不久的将来,36脉波乃至48脉波变压器会逐渐成为主流,变压器的供电性能将会得到更大的提升。
3 配置外部设备抑制谐波
3.1 在主变压器前增加隔离变压器
隔离变压器二侧电压相同,变压器不起变压作用,在电路中只有磁的联系,没有电的直接联系,起到隔离作用。通过y/△接线的隔离变压器后,能够阻止一部分谐波(主要是三次谐波)的传输。其优点的设置简单,且有防止系统接地等其它优点,但是由于隔离变压器仅能过滤3的倍数次的谐波,在一些对电压品质要求比较高的场合是显然不适用的,且在变压器输出容量较大的情况下,相当于多配一台大容量变压器,经济性不是很高,目前很少单独为了滤波而加装隔离变压器。
3.2 配置滤波器
传统的LC无源滤波器当系统含有高次谐波时,LC滤波器会形成低阻通路,抑制谐波电流流入负载,达到改善供电品质的目的。
适当的选择滤波器的C和L可以使C对高频谐波电流的阻抗很小,分流绝大部分谐波电流,L对高频电流的阻抗大而抑制了流入负载的谐波电流,对于基波电流,C的阻抗大,因而流入C的基波电流小,对系统电流的影响不大,L对低频电流阻抗小,L上的基波压降小,也不影响变压器的供电性能。
通常选择LC的谐振频率为:(谐波电流频率),即,ω2LC>>1则谐波电流衰减率,从式中可以看出LC越大ω1越低,如果谐波电流频率ω越高,则LC对谐波电流的衰弱作用越强。根据实际情况,选择足够大的LC就可以把系统中的谐波电流降至允许范围以内。LC滤波器具有结构简单,成本低,体积小的特点,但是其缺点也是很明显的,它的滤波效果随系统运行情况而变化,当系统阻抗和频率波动时,滤波效果变差。正由于其原理上的缺点,现在正逐步被有源滤波器所替代。
有源滤波器的基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流来抵消谐波电流,使系统中仅剩下基波分量。这种滤波器能对变化的谐波电流进行实时补偿且补偿性能不受电网阻抗的影响[3]。正由于它的优良特性,有源滤波器正日益得到广泛应用。
3.3 采用PWM整流器
PWM整流器与传统整流器的不同之处在于其用到了全控型器件,因此其性能有了质的提升。PWM整流器可以控制交流电源电流为畸变很小的正弦化电流,且功率因数为1;其体积,重量比传统整流器大大减小,动态响应速度显著提升。PWM整流器根据主电路中的开关器件的多少可以分为单开关型和多开关型;根据输入电源的相数可以分为单相PWM整流电路和三相整流电路;根据输出要求可以分为电压源和电流源型。由于变压器的大功率高电压的特性,在实际情况下通常使用的是三电平PWM整流电路,其每个主开关器件关断时所承受的电压仅为直流测电压的一半且对于同样的基波与谐波要求而言,开关频率要低很多。但是其缺点也是很明显的:电路结构复杂,控制难度大,且需要检测和控制的点比较多,提高了控制成本,器件的增多也降低了系统的可靠性。目前PWM整流器的发展方向主要是新的电路拓扑结构和如何提高动稳态性能。在电路拓扑结构方面,在传统三电平结构上出现了五电平乃至七电平结构,随着功率器件性能的提高,将来会出现更好的电路拓扑结构。在动稳定性方面可利用一系列先进的控制技术,如:模糊控制,神经网控制,状态回馈控制等,来提升动态性能。相信随着PWM整流技术的不断发展和普及应用,其发展前景一定会更加广阔。
3.4 利用无功补偿装置
变压器是一种典型的阻感负载。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的[4]。把含有谐波的非正弦电路中的功率因数定义为,式中P,S分别为有功功率和视在功率,为基波因数,cosφ为基波功率因数。从上式可以看出电流畸变或电路中含有谐波时将导致无功功率增大,功率因数降低,从而使变压器容量的可利用率下降,这对所在配电网络是极不利的,因此必须装设补偿装置,以补偿其谐波和无功功率[1]。传统的无功补偿装置是静止无功补偿器SVC,它是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量,从而改变输电系统的导纳。由于SVC容量补偿范围很大,几乎需要100%容量的电容器和超过100%容量的晶闸管控制电抗器,铜和铁的消耗很大,成本消耗很大,现在已经逐渐被新型的静止无功发生器SVG所取代。SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的。根据调节方式的不同,SVG可分为电压型和电流型。
与传统的SVC装置相比,SVG的调节速度更快,运行范围宽,此外SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC所使用的要小,大大缩小了装置的体积和成本[5]。
4 结束语
谐波问题是关系到电力系统稳定运行的重大问题,干式变压器作为输配电线路中的重要元器件,首当其冲受到谐波的严重影响。如何将谐波影响降到最小,并且采取的措施性价比最高,是摆在工程技术人员面前的一道难题。相信随着变压器技术和工艺水平的不断提升和电力电子技术的融合与发展,电网中的谐波危害会逐步降低,电力系统的可靠性和稳定性会达到一个新的高度。
参考文献
[1]王兆安,杨君,刘进军.谐波抑制和无功功率补[M].北京:机械工业出版社,1999.
[2]翁利民.电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究综述[J].电力电容器,2004(3):6-10.
[3]王兆安,刘进军.电力电子装置谐波抑制及无功补偿技术的进展[J].电力电子技术,1997(1):100-104.
[4]陈丽敏,史立生.电力电子装置谐波抑制、无功补偿及有源功率因数校正技术综述[J].电气传动自动化,1998(3):3-6.
8.干式变压器的防雷接地措施探讨 篇八
干式变压器:依靠空气对流进行冷却,一般用于局部照明、电子线路。在电力系统中,一般如汽机变压器、锅炉变压器、除灰变压器、除尘变压器、脱硫变压器等都是干式变压器,变比为6000V/400V和10KV/400V,用于带额定电压380V的负载。简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。其结构特点有:
(一)铁芯。
采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片采用45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过。
(二)绕组。
可以分为大致的以下几种:一是缠绕式;二是环氧树脂加石英砂填充浇注;三是玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构);四是多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式 (一般多采用高压绕组,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)
(三)高压绕组。
一般采用多层圆筒式或多层分段式结构。
(四)低压绕组。
一般采用层式或箔式结构。形式分为:一是开启式。是一种常用的形式,其器身与大气直接接触,适应于比较干燥而洁净的室内,(环境温度20度时,相对湿度不应超过85%),一般有空气自冷和风冷两种冷却方式。二是封闭式。器身处在封闭的外壳内,与大气不直接接触。(由于密封,散热条件差,主要用于矿用它属于是防爆型的)。三是浇注式。用环氧树脂或其它树脂浇注作为主绝缘,它结构简单、体积小,适用于较小容量的变压器。
干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关,若有需要,可向生产厂索取干变的过负荷曲线。
随着低噪(2500kVA以下配电变压器噪声已控制在50dB以内)、节能(空载损耗降低达25%)的SC(B)9系列的推广应用,使得我国干式变压器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。但是干式变压器由于长年放置户外的旷野等地或者是高压输电线路的附近,因此经常遭受到雷击,那么对该类变压器进行一定的雷电防护是非常有价值的,但在防护的过程中发现,变压器的防雷接地部分显得尤为的重要。
二、干式变压器的不同位置处防雷接地保护措施
(一)在干式变压器高压侧装设避雷器。
根据SDJ7-79《电力设备过电压保护设计技术规程》规定:配电变压器的高压侧一般应采用避雷器保护,避雷器的接地线和变压器低压侧的中性点以及变压器的金属外壳三点应连接在一起接地。这也是颁布DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐的防雷措施。然而,大量研究和运行经验均表明,仅在高压侧采用避雷器保护时,在雷电波作用下仍有损坏现象。一般地区年损坏率为1%,在多雷区可达5%左右,个别100雷暴日的雷电活动特殊强烈地区,年损坏率高达50%左右。究其主要原因,乃是雷电波侵入配电变压器高压侧绕组所引起的正、逆变换过电压造成的。
(二)在干式变压器低压侧加装氧化锌避雷器。
这种保护方式的接线为:变压器高、低避雷器的接地线、低压侧中性点及变压器金属外壳四点连接在一起接地(或称三点共一体)。运行经验和试验研究表明,对绝缘良好的配电变压器,仅在高压侧装设避雷器时,仍有发生正、逆变换过电压造成的雷害事故。这是因为高压侧装设的避雷器对于正变换或逆变换过电压都是无能为力的。正、逆变换过电压作用下的层间梯度,与变压器的匝数成正比,与绕组的分布有关,绕组的首端、中部和末端均有可能破坏,但以末端较危险。低压侧加装避雷器可以将正、逆变换过电压限制在一定范围之内。
(三)高、低压侧接地分开的保护方式。
这种保护方式的接线为高压侧避雷器单独接地,低压侧不装避雷器,低压侧中性点及变压器金属外壳连接在一起,并与高压侧接地分开接地。研究表明,这种保护方式利用大地对雷电波的衰减作用可基本上消除逆变换过电压,而对正变换过电压,计算表明,低压侧接地电阻从10Ω降至2.5Ω时,高压侧的正变换过电压可降低约40%。若对低压侧接地体进行适当的处理,就可以消除正变换过电压。该保护方式简单、经济,但对低压侧接地电阻要求较高,有一定的推广价值。干式变压器防雷保护措施多种多样,除以上列举的以外,还有在配电变压器铁心上加装平衡绕组抑制正逆变换过电压;在干式变压器内部安装金属氧化物避雷器等。
三、结语