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有載調(diào)壓變壓器的絕緣說(shuō)明
來(lái)源：http://www.xryd998.net/ 作者：變壓器廠(chǎng)家 日期：2019/07/18 21:40
有載變壓器的主縱絕緣問(wèn)題
這部分內(nèi)容不去探討有載變壓器具體的絕緣尺寸和絕緣結(jié)構(gòu)，而是著重于探討決定具體絕緣尺寸和絕緣結(jié)構(gòu)的電位或梯度數(shù)值。這里只將收集到的一些資料，稍加整理，羅列出來(lái)，并作一些粗略的探討以供參考。
怎樣決定有載變壓器主縱絕緣尺寸
有載變壓器和無(wú)載變壓器一樣，其主縱絕緣，除承受長(zhǎng)期工作電壓、短時(shí)工頻過(guò)電壓外，還必須承受操作過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓。后兩項(xiàng)月前在變壓器廠(chǎng)家是以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工頻試驗(yàn)和沖擊試經(jīng)來(lái)考核。變壓器的主縱絕緣就由以上四方面確定。
1.長(zhǎng)期工作電壓對(duì)絕緣的要求
在長(zhǎng)期工作電壓作用下，絕緣不得產(chǎn)生游離，更不得有局部放電和擊穿發(fā)生。沈陽(yáng)變壓器研究所對(duì)變壓器匝絕緣游離電壓的試驗(yàn)結(jié)果，游離電壓熄滅值比起始值要低15~30%。雖然試驗(yàn)證明，匝絕緣在有定游離的狀態(tài)下，長(zhǎng)期運(yùn)行也沒(méi)有損壞，但以安全運(yùn)行角度出發(fā)，匝絕緣的長(zhǎng)期工作電壓推薦至少應(yīng)比數(shù)值低10~15%。
2.短時(shí)工頻過(guò)電壓
又稱(chēng)工頻電壓升高，電網(wǎng)突然失去負(fù)載等情況會(huì)出現(xiàn)這種過(guò)電壓，一般可達(dá)額定電壓的1.3~1.5倍，作用時(shí)間不足一秒至數(shù)秒。這種過(guò)電壓對(duì)330千伏及以下變壓器的絕緣，尚未發(fā)現(xiàn)危害實(shí)例，對(duì)500千伏級(jí)及以.上變壓器絕緣的影響，需進(jìn)一步研究。
3.工頻試驗(yàn)
分為兩類(lèi)。第一類(lèi)全絕緣線(xiàn)圈是外施高壓，和二倍額定電壓的匝絕緣感應(yīng)高壓試驗(yàn)，線(xiàn)圈各點(diǎn)對(duì)地和對(duì)其它線(xiàn)圈的絕緣都要承受住外施高壓。第二類(lèi)半絕緣線(xiàn)圈采用感應(yīng)高壓，線(xiàn)圈對(duì)地、對(duì)其它線(xiàn)圈以及線(xiàn)圈本身各點(diǎn)間的絕緣，應(yīng)承受住感應(yīng)試驗(yàn)時(shí)在該處出現(xiàn)的電位或梯度。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所擬定的試驗(yàn)線(xiàn)路，很容易按匝數(shù)和感應(yīng)倍數(shù)計(jì)算出各點(diǎn)間的電位差。舉一例說(shuō)明如下:
某有載變壓器的電壓比為110土10%/38.5士5%/11千伏，系單獨(dú)調(diào)壓線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，正反接調(diào)壓，線(xiàn)圈排列由外向內(nèi)為調(diào)一高一中一低。高壓為端部出線(xiàn)，連接組為Y/Y/A-12-11。
工頻試驗(yàn)電壓為感應(yīng)高壓，試驗(yàn)接線(xiàn)圖為常用線(xiàn)路單相試驗(yàn)，B、C相并聯(lián)將A端頂至200千伏。試驗(yàn)在最大分接進(jìn)行。
A-地:200kV
A-0:200X2/3=133.3kV
0一地:200/3=66.7kV
開(kāi)關(guān)一地:66.7+10/110X133.3=78.8kV
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定0－地:工頻85kV
因此各點(diǎn)間絕緣由工頻試驗(yàn)決定的水平應(yīng)為:
A-地:200kV
A-0:133.3kV(即A一本相分接引線(xiàn))A-B相K:133.3+(10/110)X66.7≈140kV (即A-異相分接引線(xiàn))
開(kāi)關(guān)一地:85kV
開(kāi)關(guān)相間:78.8+(10/110)X66.7≈85kV如上述變壓器采用無(wú)范圍開(kāi)關(guān)的線(xiàn)性調(diào)壓方式，仍按上述接線(xiàn)在最大分接試驗(yàn)，則:K-地: 66.7+(20/110)X133.3>≈91kV超過(guò)中點(diǎn)對(duì)地的絕緣水平(85kV)，因此要另外考慮試驗(yàn)的分接。
從這里可以看出:
(1)工頻試驗(yàn)時(shí)各點(diǎn)電位和梯度除了和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓有關(guān)外，還和試驗(yàn)線(xiàn)路，試驗(yàn)分接有關(guān);
(2)正確、周密地考慮試驗(yàn)線(xiàn)路、試驗(yàn)分接很重要，對(duì)220kV及以上的有載變壓器尤為突出。
4.沖擊試驗(yàn)
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試驗(yàn)電壓用全波和截波兩種波形和電壓來(lái)模擬大氣過(guò)電壓作用，考核變壓器的絕緣。因此必須研究變壓器各種.運(yùn)行方式、各種分接時(shí)這兩種波對(duì)變壓器的作用。
有載變壓器通常調(diào)壓匝數(shù)較多，有些產(chǎn)品調(diào)壓匝數(shù)是一個(gè)獨(dú)立線(xiàn)圈，沖擊波在調(diào)壓線(xiàn)圈中引起的振蕩，產(chǎn)生了有載變壓器波過(guò)程的一些特殊問(wèn)題。沖擊試驗(yàn)電壓作用于有載變壓器，有載變壓器各點(diǎn)對(duì)地電位和各點(diǎn)間的梯度，也是決定有載變壓器絕緣的主要依據(jù)之一。
正確地估計(jì)有載變壓器的沖擊電位和梯度是設(shè)計(jì)有載變壓器要解決的任務(wù)之一。
按所擬定的結(jié)構(gòu)，對(duì)工頻試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)電壓作用的分析，便可列出變壓器各點(diǎn)對(duì)地最大電位和各點(diǎn)間最大梯度，再結(jié)合長(zhǎng)期工作電壓和短時(shí)工頻過(guò)電壓對(duì)絕緣的要求，便可決定所設(shè)計(jì)變壓器的主縱絕緣尺寸。
這部分內(nèi)容不去探討有載變壓器具體的絕緣尺寸和絕緣結(jié)構(gòu)，而是著重于探討決定具體絕緣尺寸和絕緣結(jié)構(gòu)的電位或梯度數(shù)值。這里只將收集到的一些資料，稍加整理，羅列出來(lái)，并作一些粗略的探討以供參考。
怎樣決定有載變壓器主縱絕緣尺寸
有載變壓器和無(wú)載變壓器一樣，其主縱絕緣，除承受長(zhǎng)期工作電壓、短時(shí)工頻過(guò)電壓外，還必須承受操作過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓。后兩項(xiàng)月前在變壓器廠(chǎng)家是以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工頻試驗(yàn)和沖擊試經(jīng)來(lái)考核。變壓器的主縱絕緣就由以上四方面確定。
1.長(zhǎng)期工作電壓對(duì)絕緣的要求
在長(zhǎng)期工作電壓作用下，絕緣不得產(chǎn)生游離，更不得有局部放電和擊穿發(fā)生。沈陽(yáng)變壓器研究所對(duì)變壓器匝絕緣游離電壓的試驗(yàn)結(jié)果，游離電壓熄滅值比起始值要低15~30%。雖然試驗(yàn)證明，匝絕緣在有定游離的狀態(tài)下，長(zhǎng)期運(yùn)行也沒(méi)有損壞，但以安全運(yùn)行角度出發(fā)，匝絕緣的長(zhǎng)期工作電壓推薦至少應(yīng)比數(shù)值低10~15%。
2.短時(shí)工頻過(guò)電壓
又稱(chēng)工頻電壓升高，電網(wǎng)突然失去負(fù)載等情況會(huì)出現(xiàn)這種過(guò)電壓，一般可達(dá)額定電壓的1.3~1.5倍，作用時(shí)間不足一秒至數(shù)秒。這種過(guò)電壓對(duì)330千伏及以下變壓器的絕緣，尚未發(fā)現(xiàn)危害實(shí)例，對(duì)500千伏級(jí)及以.上變壓器絕緣的影響，需進(jìn)一步研究。
3.工頻試驗(yàn)
分為兩類(lèi)。第一類(lèi)全絕緣線(xiàn)圈是外施高壓，和二倍額定電壓的匝絕緣感應(yīng)高壓試驗(yàn)，線(xiàn)圈各點(diǎn)對(duì)地和對(duì)其它線(xiàn)圈的絕緣都要承受住外施高壓。第二類(lèi)半絕緣線(xiàn)圈采用感應(yīng)高壓，線(xiàn)圈對(duì)地、對(duì)其它線(xiàn)圈以及線(xiàn)圈本身各點(diǎn)間的絕緣，應(yīng)承受住感應(yīng)試驗(yàn)時(shí)在該處出現(xiàn)的電位或梯度。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所擬定的試驗(yàn)線(xiàn)路，很容易按匝數(shù)和感應(yīng)倍數(shù)計(jì)算出各點(diǎn)間的電位差。舉一例說(shuō)明如下:
某有載變壓器的電壓比為110土10%/38.5士5%/11千伏，系單獨(dú)調(diào)壓線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，正反接調(diào)壓，線(xiàn)圈排列由外向內(nèi)為調(diào)一高一中一低。高壓為端部出線(xiàn)，連接組為Y/Y/A-12-11。
工頻試驗(yàn)電壓為感應(yīng)高壓，試驗(yàn)接線(xiàn)圖為常用線(xiàn)路單相試驗(yàn)，B、C相并聯(lián)將A端頂至200千伏。試驗(yàn)在最大分接進(jìn)行。
A-地:200kV
A-0:200X2/3=133.3kV
0一地:200/3=66.7kV
開(kāi)關(guān)一地:66.7+10/110X133.3=78.8kV
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定0－地:工頻85kV
因此各點(diǎn)間絕緣由工頻試驗(yàn)決定的水平應(yīng)為:
A-地:200kV
A-0:133.3kV(即A一本相分接引線(xiàn))A-B相K:133.3+(10/110)X66.7≈140kV (即A-異相分接引線(xiàn))
開(kāi)關(guān)一地:85kV
開(kāi)關(guān)相間:78.8+(10/110)X66.7≈85kV如上述變壓器采用無(wú)范圍開(kāi)關(guān)的線(xiàn)性調(diào)壓方式，仍按上述接線(xiàn)在最大分接試驗(yàn)，則:K-地: 66.7+(20/110)X133.3>≈91kV超過(guò)中點(diǎn)對(duì)地的絕緣水平(85kV)，因此要另外考慮試驗(yàn)的分接。
從這里可以看出:
(1)工頻試驗(yàn)時(shí)各點(diǎn)電位和梯度除了和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓有關(guān)外，還和試驗(yàn)線(xiàn)路，試驗(yàn)分接有關(guān);
(2)正確、周密地考慮試驗(yàn)線(xiàn)路、試驗(yàn)分接很重要，對(duì)220kV及以上的有載變壓器尤為突出。
4.沖擊試驗(yàn)
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試驗(yàn)電壓用全波和截波兩種波形和電壓來(lái)模擬大氣過(guò)電壓作用，考核變壓器的絕緣。因此必須研究變壓器各種.運(yùn)行方式、各種分接時(shí)這兩種波對(duì)變壓器的作用。
有載變壓器通常調(diào)壓匝數(shù)較多，有些產(chǎn)品調(diào)壓匝數(shù)是一個(gè)獨(dú)立線(xiàn)圈，沖擊波在調(diào)壓線(xiàn)圈中引起的振蕩，產(chǎn)生了有載變壓器波過(guò)程的一些特殊問(wèn)題。沖擊試驗(yàn)電壓作用于有載變壓器，有載變壓器各點(diǎn)對(duì)地電位和各點(diǎn)間的梯度，也是決定有載變壓器絕緣的主要依據(jù)之一。
正確地估計(jì)有載變壓器的沖擊電位和梯度是設(shè)計(jì)有載變壓器要解決的任務(wù)之一。
按所擬定的結(jié)構(gòu)，對(duì)工頻試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)電壓作用的分析，便可列出變壓器各點(diǎn)對(duì)地最大電位和各點(diǎn)間最大梯度，再結(jié)合長(zhǎng)期工作電壓和短時(shí)工頻過(guò)電壓對(duì)絕緣的要求，便可決定所設(shè)計(jì)變壓器的主縱絕緣尺寸。
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