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大容量变压器局部过热的控制措施.pdf

大容量变压器局部过热的控制措施

青青康康平安
2013-03-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《大容量变压器局部过热的控制措施pdf》,可适用于高等教育领域

大容量变压器局部过热的控制措施贾贺强王元凯(特变电工衡阳变压器有限公司湖南衡阳)摘要:论述了大容量变压器的漏磁并对漏磁引起的局部过热提出了解决措施。关键词:变压器漏磁措施中图分类号:TM+.文献标识码:B文章编号:-()--MeasuretoControlPartialOverheatofLargeTransformerJIAHe蛳qiang,WANGYuan蛳kai(TBEAHengyangTransformerCo,Ltd,Hengyang,China)Abstract:TheleakagemagneticfluxoflargetransformerisdiscussedThemeasurestosolvepartialoverheatcausedbyleakagefluxarepresentedKeywords:TransformerLeakagefluxMeasure概述随着对建立节约型社会的关注及对节能减排工作的重视我国正在加快淘汰小发电机组发展超临界甚至是超超临界机组。因此大容量变压器的需求越来越多。大容量变压器的外形尺寸比一般的变压器大很多尺寸超限使运输受到限制。在受限的条件下避免由漏磁引起的局部过热就成为此类变压器的制造难点之一。为此笔者对大容量变压器的漏磁进行了阐述。漏磁大容量变压器有很多类型为了便于阐述笔者以一台大容量发电机变压器为例。SFP是一台两绕组的高阻抗变压器其阻抗为主空道漏磁为T下面对各部件的控制措施进行阐述。绕组漏磁通常计算绕组涡流耗的公式为:P=fBhmρd式中f频率B磁密h与磁力线方向垂直的导线尺寸m质量ρ电阻率d密度上式的难点就在于每饼横向和纵向B的大小很难确定用手算公式很难计算出来因此用专门的软件来计算绕组涡流耗成为首选图、图、表、表及表是用变压器软件计算的漏磁及首端饼的涡流损耗。从表和表可知绕组涡流损耗尤其是低压图低压绕组漏磁FigLeakagemagneticfluxofLVwinding漏磁mT饼数第卷第期年月TRANSFORMERVol.MayNo.贾贺强、王元凯:大容量变压器局部过热的控制措施第期绕组的首末两端涡流非常大在设计时一定要注意。在首末两端的横向涡流损耗要远远大于纵向涡流损耗从式P=fBhmρd可知为了有效降低横向磁场引起的涡流损耗应尽量选用线宽较窄的导线。高压绕组在设计时也应该给予特别的注意如果设计不当就有可能造成高压绕组的局部过热。无励磁调压变压器调压段在高压绕组内部当最小分接时在调压段和正常段临界位置的线饼涡流损耗很大如果不经过特殊处理其热点温升将会非常高。一般采取降低电密减少基本损耗、减小线宽降低涡流损耗及加大辐向油道增加散热效率等措施来降低热点温升。SFP采取这些措施后温升试验测得的线饼最热点温升为K解决了高压绕组局部过热的问题。夹件漏磁在小容量变压器的设计中很少考虑夹件的过热情况。随着变压器容量的增大漏磁比较严重因此防止夹件过热的研究被越来越重视。夹件一般有两种保护方法就是在夹件放L型磁分路或横磁分路。这两种磁分路各有优缺点横磁分路能大幅度地降低进入夹件的漏磁但安装比L型磁分路复杂。横磁分路只能用在三相变压器中用在单相变压器的效果比L型磁分路差。L型磁分路安装相对简单不管是单相、三相都可以用但对夹件的某些地方有可能增加进入夹件的漏磁。图、图和图分别是在SFP变压器上加三种不同磁分路状态下的漏磁图表为三种磁分路的比较。由图、图和图漏磁图可知L型磁分路能降低进入夹件的漏磁为~左右横磁分路布置适当可以降低~的漏磁。随着变压器容量的增大用户对负载损耗的要求更严格以上两种方案不但能有效地降低夹件热点温升而且能降低夹件损耗。以上两种防护方案在工艺保证的情况下应尽量选用横磁分路同时还要注意磁分路本身的漏磁mT饼数图高压绕组漏磁(最小分接)FigLeakagemagneticfluxofHVwinding表涡流损耗值ⅠTableEddycurrentlossesⅠ横向磁场引起的涡流损耗W纵向磁场引起的涡流损耗W首尾两端共饼注:本表只列出低压首端饼的涡流损耗。表组合导线和换位导线涡流损耗对比TableEddycurrentlosscomparisonbetweencombinedconductorandinterleavedone横向磁场引起的涡流损耗W纵向磁场引起的涡流损耗W换位导线首尾两端共饼组合导线首尾两端共饼注:本表只列出低压首端饼的涡流损耗。表涡流损耗值ⅡTableEddycurrentlossesⅡ横向磁场引起的涡流损耗W纵向磁场引起的涡流损耗W上部正常段饼涡流损耗注:中部出线调压与正常段邻接的正常段涡流损耗。图不加保护的夹件漏磁FigLeakagemagneticfluxofclampwithoutprotection图加L型磁分路的夹件漏磁FigLeakagemagneticfluxofclampwithLmagneticshuntcircuit第卷图横磁分路的夹件漏磁FigLeakagemagneticfluxofclampwithlateralmagneticshuntcirucit磁密选择以保证结构有效合理。小级漏磁小级不但受到主磁通的影响而且受到漏磁通的很大影响。解决小级漏磁引起的局部过热问题主要还是采用小级开槽的方法。但随着漏磁的增大对小级开槽的深度和宽度也提出了更高的要求。如果不经过计算按一般产品小级那样开槽由于轴向磁场引起的横向涡流损耗较大还是有可能引起小级局部过热的。图为SFP变压器的小级磁场图。经过计算此台产品小级开槽宽度不得超过mm深度不得小于mm。油箱漏磁小容量变压器漏磁比较小很少会因漏磁引起油箱局部过热。但大容量变压器如果不对油箱进行有效的保护很有可能引起局部过热使漏磁引起的油箱损耗大大增加从而有可能造成负载损耗超标。对油箱的保护主要采取磁屏蔽或电屏蔽的方法已经由很多文章介绍过防止油箱过热的方法本文中不再阐述。拉板漏磁由于拉板与绕组主空道比小级还近因此其漏磁比小级还大。对拉板的处理一般从两个途径考虑:一是材质二是减少涡流损耗。材质上可以采用绝缘或低磁材料而减少涡流损耗一般采用拉板开槽。不过拉板开槽的宽度应适当否则一样会造成局部过热应通过计算后根据拉板的材质、损耗和散热条件来确定开槽宽度。拉板漏磁图如图所示。经过计算SFP变压器拉板开槽的宽度不得大于mm。通过上述分析计算SFP各部件的杂散损耗如表所示。结论()大容量变压器在线规选择上应该用专门的软件进行计算如果没有条件应注意线规的合理性选择。表三种磁分路的比较TableComparisonofthreemagneticshuntcircuits热点温升(对油温升)K无防护磁分路L型磁分路横磁分路磁场最大值T损耗kW图SFP变压器的小级磁场图FigDiagramofminimumstepofmagneticfieldofSFPtransformer图拉板漏磁图FigLeakagemagneticfluxdiagramofflitchplate变压器各个部件损耗kW油箱铁心最小级夹件拉板表各部件的杂散损耗TableEddylossesofparts注:应用不同的软件进行计算上述各个部件计算的损耗值有一定的差异。(下转第页)常涛、刘永、方玉林等:SF气体绝缘变压器故障诊断分析第期发现SOF由此可判断故障不严重。.电气试验分析事故后对该GIT进行了电气试验检查试验数据如表所示。变比(kV蛐.kV)A相:.B相:.C相:.。低压侧空载电流(从低压侧单相加压)A相:.A(试验电压V)B相:A(试验电压V)C相:.A(试验电压V)。试验结果表明高压侧B相直流电阻值明显高于其他两相最大互差达到了.%。变比和低压侧空载电流也表明了B相高压侧存在故障。.现场内部检查在对变压器内部气体进行回收处理后进行了变压器内部检查发现变压器内部有SF气体分解特有的异味并在B相高压绕组的上部静电板附近以及低压-高压间的绝缘筒上观察到了内部故障引起的碳黑颗粒附着如图所示。实际检查结果与前期诊断的内部存在与固体绝缘材料有关的放电性故障的分析结论是相符合的。结束语采用SF气体分析技术对设备运行状况进行监督能够准确判断设备内部故障且采样不需要停电能够实时监测GIT的运行状况对保证电网和设备的安全可靠运行具有实用价值。该方法不仅适用于GIT也适用于GIS对非开关类设备均具有推广应用价值。配置标准浓度的杂质气体对SF气体中杂质进行准确的定性和定量分析是应用上述故障诊断方法的基础。该方法的推广需要积累大量的数据并在此基础上将分析方法和判断依据标准化这需要进一步做大量的工作。参考文献:朱芳菲李帆孟玉婵.六氟化硫气体绝缘变压器及其监督的探讨J.电力标准化与计量():-.姚唯建程诺伟.六氟化硫变压器特征气体检验方法的探讨J.广东电力():-.姚尧张晓星唐炬等.SF放电分解气体组分分析的现状和发展J.高电压技术():-.马虹斌邱毓昌SF及其混合气体的放电毒性污染物分析J.环境工程():-.表直流电阻测试结果AO蛐mΩBO蛐mΩCO蛐mΩ最大互差蛐%Ab蛐mΩBc蛐mΩCa蛐mΩ最大互差蛐%事故后测试........TableTestingdataofDCresistances图故障GIT内部照片Fig.PictureofinnerfaultGIT收稿日期:--作者简介:常涛(-)男河南焦作人重庆电力科学试验研究院工程师重庆大学电气工程学院博士研究生从事变压器故障诊断研究工作。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!收稿日期:作者简介:贾贺强()男辽宁沈阳人特变电工衡阳变压器有限公司副总工程师高级工程师长期从事大型变压器设计工作王元凯()男四川达州人特变电工衡阳变压器有限公司工程师从事变压器磁场方面的研究工作。(上接第页)()在夹件的防护上应尽量选择横磁分路小级在开槽时注意开槽的宽度和深度拉板在开槽时注意宽度。参考文献:王建民张元录崔翔等大型变压器铁心拉板涡流损耗的应用研究J变压器():CB瓦修京斯基变压器理论与计算M崔立君等译北京:机械工业出版社

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