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�(lì)磁變壓器
閱讀�6366�(shí)間:2018-01-29 10:32:35

�(lì)�變壓�是一種專門為發(fā)電機(jī)�(lì)磁系�(tǒng)提供三相交流�(lì)�電源的裝置,�(lì)磁系�(tǒng)通過(guò)可控�將三相電源轉(zhuǎn)化為�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子直流電�,形成發(fā)電機(jī)�(lì)�磁場(chǎng),通過(guò)�(lì)磁系�(tǒng)�(diào)節(jié)可控硅觸�(fā)�,達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)端電壓和�(wú)功的目的�

�(jiǎn)�

  通常接于�(fā)電機(jī)出口端,因發(fā)電機(jī)出口電壓較高,而勵(lì)磁系�(tǒng)額定電壓較低,故需一�(gè)降壓變壓器�
  �(fā)電機(jī)用勵(lì)磁變壓器的安�、穩(wěn)定運(yùn)�,是自并�(lì)�(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提,是�(fā)電機(jī)組穩(wěn)定發(fā)電、滿�(fù)荷發(fā)電的先決條件,是�(lì)磁系�(tǒng)可靠�(yùn)行的�(guān)��
  �(lì)磁系�(tǒng)所需電功率由�(fā)電機(jī)出口取得,勵(lì)磁變壓器的作用是將發(fā)電機(jī)出口電壓�22kV)降為電力可控硅的輸入電壓(850 V�、在�(fā)電機(jī)�(jī)端和�(lì)磁繞組之間提供電氣隔�,同�(shí)也用作電力可控硅的整流阻��

特點(diǎn)

  �(lì)磁變壓器,按絕緣方式劃分主要有四種型�
 ?�?)環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器�
 ?�?)無(wú)堿玻璃纖維纏繞浸干式變壓��
 ?�?)MORA型干式變壓器�
 ?�?)油浸變壓器�
  油浸變壓器是傳統(tǒng)變壓�,目前逐步被干式變壓器所代替�
  干式變壓器具有防�、防爆及�(huán)保性能�(yōu)越等特點(diǎn),成為勵(lì)磁變壓器主流�(yīng)��
  世界上臺(tái)�(huán)氧干式變壓器由西德AEG公司�1964年制��
  �(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的特�(diǎn)�
 ?�?)絕緣強(qiáng)度高,澆注用�(huán)氧樹脂具�18�22kV/mm的絕緣擊穿場(chǎng)�(qiáng),且與電壓等�(jí)相同的油浸變壓器具有大致相同的雷電沖擊強(qiáng)��
 ?�?)抗短路能力�(qiáng)�
 ?�?)防�(zāi)性能突出,環(huán)氧樹脂阻燃并能自行熄�,不致引�(fā)爆炸�
 ?�?)環(huán)境性能�(yōu)越,�(huán)氧樹脂防�、防�,可以在惡劣�(huán)境條件下�(yùn)行�
 ?�?)維�(hù)工作量小�
  �6)運(yùn)行損耗低,運(yùn)行效率高,噪聲低�
 ?�?)體積小,重量輕,安裝調(diào)試方�
  MORA型干式變壓器的特�(diǎn)如下�
 ?�?)MORA型干式變壓器是近十年�(lái)德國(guó)MORA變壓器廠為適�(yīng)�(huán)保新概念和應(yīng)用新工藝、新材料而開�(fā)的新型變壓器�
 ?�?)MORA型干式變壓器高壓繞組分層扁繞在絕緣性能良好的陶瓷絕緣支架上。高低壓繞組以及繞組之間縱向及橫向均有冷卻風(fēng)道,變壓器具有良好的短時(shí)�(guò)載及抗短路能��
 ?�?)MORA型干式變壓器在真空狀�(tài)下對(duì)繞組�(jìn)行浸�(fù)合絕緣漆再�(jìn)行烘干,工藝�(jiǎn)��
 ?�?)變壓器繞組絕緣由玻璃纖維或NOMEX紙構(gòu)�,達(dá)到F或H�(jí)絕緣水平�
 ?�?)MORA型具有良好的阻燃特性�
 ?�?)MORA型在失效后可拆卸。繞組材料可循環(huán)再利用�
  �7)MORA型無(wú)須澆注設(shè)備與模具,初期投資可以大為節(jié)省,�(chǎn)品設(shè)�(jì)靈活性較��
  �8)MORA型運(yùn)行維�(hù)工作量稍�,修理相�(duì)容易�
  目前,歐洲及亞洲使用�(huán)氧樹脂澆注式變壓器居�,美�(guó)使用MORA型較��
  �(huán)氧樹脂澆注干式基�(zhǔn)沖擊水平可達(dá)250kV,MORA型為150kV�
  �(huán)氧樹脂澆注干式變壓器容量可達(dá)20MVA,MORA型僅能達(dá)�8�10MVA�

要求

  采用自并�(lì)�(lì)磁方式的�(fā)電機(jī),其�(lì)磁電源的�(lì)磁功率整流器由勵(lì)磁變壓器供電。勵(lì)磁變壓器的高壓側(cè)通常接于�(fā)電機(jī)�(jī)端母�,低壓側(cè)接晶閘管三相全控橋式整流�,勵(lì)磁功率欄流器的負(fù)載為有很人電�、對(duì)地絕緣的�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)�。勵(lì)磁變壓器�(fù)載及接線的特�(diǎn),以及電�(wǎng)和電廠對(duì)�(fā)電機(jī)�(lì)磁系�(tǒng)的特定要�,使自并�(lì)的水輪發(fā)電機(jī)�(lì)磁變壓器工作條件及技�(shù)要求與一般應(yīng)用的電力變壓器并不完全相同,主要包括如下方面�
 ?�?)勵(lì)磁變壓器繞組電流為非正弦電流,變壓器的設(shè)�(jì)需要考慮繞組中諧波電流的影響。由于發(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子時(shí)�(wèn)常數(shù)通常為若干秒�(jí),敝�(lì)磁功率整流裝置晶閘管電流及交流側(cè)(即�(lì)磁變低壓�(cè))線電流均呵看作為矩形波,存在著基波分量和諧波分�,諧波電流將增加變壓器的銅損和鐵損,并使�(fā)電機(jī)端電壓波形畸�。故�(lì)磁變壓器�(shè)�(jì)與制造時(shí)需要考慮變壓器繞組諧波電流的影響,包括變壓器的鐵芯磁密、容�、過(guò)�(fù)荷能力等均需要對(duì)諧波電流的影響�(jìn)行考慮。諧波電流將可能引起變壓器運(yùn)行的諧波噪聲,故在鐵芯與繞組的結(jié)�(gòu)及機(jī)械強(qiáng)度上,需要考慮降低諧波噪聲的措��
  �2)作為氳接接到發(fā)電機(jī)�(jī)端的�(lì)磁變壓器,需按發(fā)電機(jī)端電氣設(shè)備的技�(shù)要求�(jìn)行設(shè)�(jì)。按照GB1094.1《電力變壓器�1部分總則》的要求,在�(fā)電機(jī)�(fù)載時(shí),變壓器與發(fā)電機(jī)相連的端子�,應(yīng)能承�1.4倍額定電�,歷�(shí)5s。通常尚要求在�(fā)電機(jī)�(jī)端電壓為1.3倍額定電壓的�(guò)電壓下運(yùn)�60s。勵(lì)磁變壓器�(yīng)能在110%額定電壓下長(zhǎng)期連續(xù)�(yùn)行�
 ?�?)勵(lì)磁變壓器低壓繞組額定電壓�(yīng)按滿足發(fā)電機(jī)�(qiáng)�(lì)�(shí)的勵(lì)磁頂值電壓要求�(jìn)行設(shè)�(jì)選擇。發(fā)電機(jī)�(qiáng)�(lì)�(shí),對(duì)�(lì)磁功率整流器的輸出電壓有要求,為�(fā)電機(jī)�(lì)磁頂值電�。勵(lì)磁頂值電壓按�(fā)電機(jī)所在的電力系統(tǒng)要求選取�
 ?�?)變壓器容鼉�(yīng)能滿足發(fā)電機(jī)�(zhǎng)期連續(xù)�(yùn)行所要求的勵(lì)磁能力,在發(fā)電機(jī)�(lì)磁電流和電壓為發(fā)電機(jī)額定�(fù)載下�(lì)磁電流和電壓�1.1倍時(shí),能�(zhǎng)期連續(xù)�(yùn)��
 ?�?)勵(lì)磁變壓器的過(guò)載能力應(yīng)能滿足發(fā)電機(jī)�(qiáng)�(lì)的勵(lì)磁容量及持續(xù)�(shí)間的要求。勵(lì)磁變壓器在發(fā)電機(jī)�(qiáng)�(lì)磁時(shí),發(fā)電機(jī)在勵(lì)磁頂值電壓下�(yùn)行,�(lì)磁電流的�(wěn)�(tài)值也為勵(lì)磁頂值電�。此�(shí)�(lì)磁功率對(duì)�(lì)磁變壓器的負(fù)載能力有要求�
 ?�?)勵(lì)磁變壓器高壓、低壓繞組間需�(shè)置靜電隔離屏蔽并接地。在變壓器投入和高壓�(cè)暫態(tài)�(guò)電壓�(shí),通過(guò)�(lì)磁變壓器高壓、低壓繞組間的分布電�,在�(lì)磁變壓器低壓繞組上將�(chǎn)生過(guò)電壓。為減少此時(shí)�(lì)磁變壓器低壓�(cè)的過(guò)電壓,在�(lì)磁變壓器高壓、低壓繞組之間需�(shè)置靜電屏蔽并與變壓器鐵芯一起接地,以避免過(guò)電壓威脅�(lì)磁功率整流器的安�。靜電屏蔽尚可減少變壓器低壓繞組的高次諧波及�(guò)電壓�(duì)高壓繞組及電�(wǎng)的影�,提高勵(lì)
  磁變壓器的電磁兼容性�
  除此以外,勵(lì)磁變壓器作為電力變壓器的一種應(yīng)用類別,尚需滿足一般電力變壓器的技�(shù)要求。主要包括下列方面:
 ?�?)運(yùn)行溫升及絕緣耐熱等級(jí)�
 ?�?)承受短路能��
 ?�?)絕緣水��
 ?�?)對(duì)輔助�(shè)備的�(méi)置要�,包括電流互感器、溫度監(jiān)視設(shè)備等�
 ?�?)其他,如噪聲水�、局部放電水�、三相對(duì)稱性�
  �(shí)際工程應(yīng)用對(duì)�(lì)磁變壓器尚有一些與工程相關(guān)的技�(shù)要求,如�
 ?�?)勵(lì)磁變壓器類型及結(jié)�(gòu)�
 ?�?)組裝方式及防護(hù)等級(jí)�
 ?�?)在電廠�(xiàn)�(chǎng)的安裝方式及要求,包括與�(fā)電機(jī)母線的連接��
  為方便運(yùn)�,或適宜與發(fā)電機(jī)離相封閉母線相連接,大型發(fā)電機(jī)�(lì)磁變壓器通常采用單相變壓器組成三相變壓器組的�(jié)�(gòu)方式,并要求單相變壓器有相同的結(jié)�(gòu)和良好的互換��

�(jié)�(gòu)

  以下以環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器為例介紹�
  鐵心
  鐵心是變壓器的磁�,由硅鋼片及夾緊裝置等組成。鈣心材�(zhì)采用�(yōu)�(zhì)冷軋晶粒配向硅鋼��45°全斜接縫�(jié)�(gòu)心棒用絕緣帶傘扎,表面用特殊樹脂密封。鐵心必須是�(diǎn)接地,否則會(huì)形成�(huán)流增大損耗。變壓器的空載損耗主要是鐵心的損��
  降低變壓器的空載損耗主要措施:①降低變壓器鐵心�(chuàng)磁密;②選取�(yōu)�(zhì)鐵心硅鋼片材料;③減少鐵心片厚度④采用全斜接縫結(jié)�(gòu)�
  繞組
  繞組是干式變壓器的最重要組成部分,主要由�(dǎo)線(鋅線)和絕緣�(jié)�(gòu)(樹脂)組成�
  繞組的結(jié)�(gòu)決定額定容量、額定電壓和使用條件��
  變壓器的�(fù)載損耗由電阻損耗及繞組�(dǎo)線中的附加損耗等�(gòu)�。繞組計(jì)算應(yīng)滿足以下要求�
  �1)電氣強(qiáng)�。繞組絕緣必須滿足國(guó)家標(biāo)�(zhǔn)�(guī)定或用戶要求的工�、雷電沖擊試�(yàn)電壓要求,并留有一定裕��
 ?�?)耐熱�(qiáng)度。在�(fù)載運(yùn)行情況下,繞組溫升不允許超過(guò)絕緣材料耐熱等級(jí)所�(guī)定的溫升限值�
 ?�?)機(jī)械強(qiáng)度。干式變壓器繞組在短路電流作用下所�(chǎn)生的電動(dòng)力將使繞組位移以及短路阻抗變�,二者應(yīng)滿足�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)要求�
  �(duì)于澆注干式變壓器。高壓繞組用樹脂在模具內(nèi)澆注,低壓繞組端部用樹脂封裝�
  繞組材質(zhì)主要是銅材和鋁材。根�(jù)樹脂體系和導(dǎo)電材料本身的物理性質(zhì),玻璃纖維絲填充的樹脂體系的熱膨脹系�(shù)與銅的熱膨脹系數(shù)相近,故玻璃纖維絲填充的干式變壓器多用銅�(dǎo)體。硅微粉填充的樹脂體系的熱膨脹系�(shù)與鋁的熱膨脹系數(shù)相近,故硅微粉填充的干式變壓器多用鋁�(dǎo)體。鋁繞組干式變壓器存在機(jī)械強(qiáng)度差、對(duì)焊接�(zhì)量要求高等不��
  用于變壓器繞組的�(dǎo)體主要有兩大類:線形和箔��
  繞組型式主要有層式繞組和箔式繞組�
  高壓繞組線繞技�(shù)成熟,絕緣質(zhì)量可靠,自動(dòng)化程度高,使用率�(dá)70%以上�
  低壓箔式繞組工效�,節(jié)省材�,漏磁少,抗短路能力�(qiáng),使用率�90%以上�

選擇

  �(lì)磁變壓器就設(shè)�(jì)和結(jié)�(gòu)�(lái)�(shuō),與普通配電變壓器一樣,短路電壓�4%�8%。考慮到勵(lì)磁變壓器必須可靠,強(qiáng)�(lì)�(shí)要有一定的�(guò)載能力。且�(lì)磁電源一般不�(shè)�(jì)備用電源,因此宜選用維護(hù)�(jiǎn)�、過(guò)載能力強(qiáng)的干式變壓器。若從降低勵(lì)磁系�(tǒng)造價(jià)�(lái)�(shuō),采用油浸變壓器也是可行��
  �(dāng)�(lì)磁變壓器安裝在戶外時(shí),由變壓器副方到整流橋之間的饋線.由于有電抗壓降,不宜太�(zhǎng),特別是在勵(lì)磁電流很大的情況�,這一�(diǎn)必須考慮。還有不宜用單芯鎧裝電纜.而應(yīng)選用橡皮電纜。因?yàn)閱涡炬z裝電纜通以交流電時(shí),將在鋼甲中感應(yīng)到較高的電壓以及不能忽略的電流,并對(duì)通信電纜造成干擾�
 ?、賱?lì)磁變壓器性能和接線。應(yīng)明確要求�(lì)磁變壓器具備的性能和接�,如型式、額定容量(滿足�(lì)磁系�(tǒng)要求�、溫�、絕緣耐壓要求、變壓器三相組接線組�、絕緣等�(jí)、噪聲水平、局部放電水��
  ②技�(shù)要求。明確對(duì)�(lì)磁變壓器的詳�(xì)技�(shù)要求,選型中,有的水電廠要求�(lì)磁變壓器選用�(guó)�(nèi)知名廠家的產(chǎn)品�
 ?、蹖?duì)采用電氣制動(dòng)停機(jī)的機(jī)組,需明確�(lì)磁變壓器是否兼作制動(dòng)變壓��

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