特高压换流变压器的绝缘结构和试验

回顾总结了国内外的特高压变压器技术现状,介绍了特高压换流变的作用、绝缘结构特点以及换流变的绝缘试验,指出了特高压换流变压器800 kV端绝缘结构耐压水平最高达到1257 kV以及阀侧套管和出线装置、陡波对绕组纵绝缘的影响和阀侧引出线等绝缘结构薄弱点,为特高压直流换流变的绝缘结构设计制造提供理论依据.     

特高压变压器绝缘结构

特高压交流变压器和特高压换流变压器容量大,耐受电压水平高,特别是特高压换流变压器需耐受交直流复合高电压,内部电场分布复杂,代表了变压器油纸复合绝缘和出线装置设计和制造的最高水平。为推进特高压输电工程,根据特高压交流试验示范工程和特高压直流示范工程的实践,给出了特高压交流变压器、特高压换流变压器的绝缘结构特点,分析了两种特高压直流换流变现有引线装置和套管的特性,介绍了特高压变压器、换流变的主、纵绝缘设计要求和型式。在此基础上,提出了特高压变压器(换流变)出线装置和套管的国产化推进方案。     

热老化下换流变压器内油纸绝缘组合理化和电气特性研究

换流变压器是特高压直流输电系统十分重要的电力设备,其内部的油纸绝缘水平和运行状况直接关系到电力系统的安全与稳定。研究换流变压器内部油纸绝缘在热老化下的理化特性,将有助于提升换流变压器的油纸绝缘水平。选取了特高压换流变压器可能采用的绝缘油纸作为研究对象,对四种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘纸聚合度、油中水分含量、油中酸值、绝缘油运动黏度、热稳定性、相对介电常数和介质损耗因数的变化情况,给出油纸绝缘理化和电气特性的理论参考。     

特高压直流换流变压器的研制

结合向-上特高压直流工程换流变压器的技术参数和试验要求,重点分析所需研究的交流和直流电场分布、绝缘结构与散热、阀侧引线及出线装置等关键问题。在运输限界基本不变的前提下,换流变压器的阀侧试验耐受电压、直流偏磁耐受能力等要求均有较大提高。特高压换流变压器研制中应优化主、纵绝缘结构,合理控制场强分布,要充分考虑温度对直流电场分布的影响,提高绝缘强度,以保证换流变压器的绝缘可靠性;在运输条件允许的情况下,阀侧引线应尽量放置在油箱内部,减小现场安装的难度和风险,同时,阀侧套管和阀侧出线装置仍是设备制造瓶颈。     

特高压换流变压器调压绕组结构优化及其仿真与试验验证

针对一台特高压换流变压器存在调压绕组结构型式设计不合理导致产品击穿放电的问题,提出基于主、纵绝缘仿真计算与调压绕组结构优化的方法,实现一种绝缘性能更优的特高压换流变压器调压绕组绝缘结构。研究成果对特高压换流变压器的调压绕组绝缘结构设计具有较高的参考价值。     

换流变压器绝缘结构分析

换流变压器的绝缘结构是换流变压器的核心技术,关系到换流变压器和直流输电系统的安全运行.换流变压器在直流系统中的特殊工况,决定了其主绝缘、阀侧出线装置承受了不同于交流变压器的电压作用.笔者从换流变压器绝缘结构中承受的电压入手,分析了绝缘结构中电压分布以及不同绝缘材料在不同电压下的作用与配合.随着特高压直流输电技术的发展及...     

特高压换流变压器网侧高压套管胶浸纸技术应用研究

国内广泛应用的换流变压器网侧油浸纸(OIP)型套管多次发生漏油产气故障,一旦套管出现故障,对换流变及系统运行危害巨大,而胶浸纸(RIP)型套管不存在漏油、产气的问题,相对而言安全性能更优。基于此,考虑研究特高压换流变压器网侧胶浸纸高压套管技术。首先根据特高压换流站网侧运行技术条件,经电场分析计算、主绝缘分析计算确定了换流变压器550 kV RIP网侧套管技术参数。另外,研发过程中充分考虑现有套管的故障情况,采用多种底部连接方式,试制时克服电容绕制、环氧树脂浸渍等多重困难,采用新工艺。依据此技术参数研发的RIP套管油中绝缘长度增长约200 mm,增强了油中耐闪络放电能力,提升了套管轴向绝缘裕度;套管油中绝缘厚度增加了约15%,提升了局部放电起始电压和电容心子径向绝缘裕度。该型套管一次通过全部型式试验项目,并完成升高座处电场强度第三方校核,具备安全挂网运行条件。该产品已于2019年6月24号在天山换流站投入实际运行,各项运行指标正常。     

特高压换流变压器油纸绝缘交直流击穿特性及选型

作为特高压直流系统的核心设备,特高压换流变压器的国产化对我国特高压直流技术的发展具有重要的推动作用。针对特高压换流变压器的实际运行工况,基于不同油纸组合交直流击穿特性,对其油纸选型进行研究。试验结果表明:绝缘油的击穿电压随交流分量的降低而缓慢下降;油纸绝缘的击穿场强随着交流分量的降低而快速上升;油纸绝缘的性能主要由绝缘纸决定,绝缘油对油纸绝缘强度影响较小。从特高压换流变压器网侧与阀侧出发,同时考虑交流、直流电压在油纸复合绝缘中的分布特点,分析油纸选型需要考虑的因素,根据实验结果,最终得到KI-50X绝缘油与魏德曼DPE绝缘纸为最佳油纸组合。研究结果可为特高压换流变压器的制造提供相关数据参考。     

特高压换流站绝缘油及SF_6气体现场试验要求浅析

针对哈密-郑州直流特高压输电工程±800k V郑州换流站换流变压器绝缘油处理,从新油交货、注入变压器前油、本体热油循环后、本体静置后4个基建阶段以及换流变残油、有载调压开关油试验几个方面,全面总结了换流变压器绝缘油技术指标、试验项目及过程质量控制要点;同时对郑州特高压换流站SF_6气体相关试验(主要包括SF_6气体密度继电器校验和SF_6气体试验)的控制要点进行了浅析;并且针对换流变阀侧套管SF_6密度继电器跳闸接点的特殊性,采用了一种新的试验方法,通过现场试验,测试结果符合标准要求,证明示值校验法校验密度继电器接点是可行的。     

资讯服务

西电西变成功研制交流750 kV端部出线试验装置目前世界上绝缘水平最高,用于±1 100 kV换流变压器的750 kV端部出线试验装置,最近在西电集团西安变压器有限责任公司(简称西电西变)研制成功。随着我国直流输电技术的飞速发展,±1 100 kV直流输电工程已正式启动。由于在送端需考虑直接接入750 kV交流系统,因此该工程特高压换流变压器网侧绝缘水平需满足750 kV的要求。网侧     

变压器油老化介电特性的研究及分析

近年来,我国的高压直流输电线路得到了广泛应用,作为其中关键一环的换流变压器也逐渐受到关注.换流变压器在运行过程中容易受到温度和水分等因素的影响,导致其绝缘老化,最终会对高压直流输电线路的安全稳定运行造成不利影响.因此,对换流变压器的绝缘老化特性进行研究分析具有重要意义,本研究成果对后续换流变压器的绝缘老化特性研究提供了一定的理论依据.     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

换流变压器阀侧套管出线装置绝缘分析

换流变压器绝缘最关键的部位是由套管及纸板围屏系统组成的阀侧出线装置。为此,在分析直流电场特点的基础上,回顾了换流变压器出线装置绝缘技术的发展历程,指出以前广泛采用的油端带瓷套的套管出线装置在结构上存在缺点,因而在工厂试验和运行中频发故障。现今的绝缘结构可大致分为两类:一类是环氧树脂浸纸(干式)套管配合绝缘覆盖均压电极和多层异型围屏系统;另一类是无瓷套油浸纸套管配合无绝缘覆盖均压电极和多层直筒围屏。为进一步发展高压、特高压换流变压器出线装置绝缘技术,未来发展的方向是优化绝缘结构和降低绝缘不确定性。建议融合两种结构优点,开发新的出线装置绝缘结构。为减小绝缘不确定性,还应对出线装置各绝缘件材料的特性参数及其工艺控制方法,以及对电场计算和试验要求等问题进行深入研究。     

大型换流变压器油流带电问题的分析

油流带电可能破坏换流变压器的油道绝缘性能,成为威胁超高压变压器甚至影响电网安全、稳定运行的重要因素之一,在特殊的绝缘结构和油冷却方式下,换流变压器中可能存在较多的油流带电问题。通过分析油流带电的产生机理、影响因素、抑制措施和换流变压器的结构特点,研究了换流变压器的油流带电问题。研究表明,降低油速和改善绝缘(特别是油道)设计是减少油流带电问题的最重要措施。开展全电压空载试验等可检验、监测换流变压器的油流带电问题是否严重,此外,向绝缘油中添加电导率调节剂或电荷抑制剂也可降低油流带电的倾向。     

特高压换流站输电设备概述

研究表明,拟建中的800kV特高压换流站采用12脉动换流技术,换流单元有单极单换流器与单极双换流器串联两种选择,其关键影响因素是换流变压器的容量。由于结构复杂,换流变压器故障率是电力变压器的两倍,阀绕组与地以及交流绕组之间的主绝缘结构是特高压换流变压器设计的难点。连接于极线的输电设备主要有平波电抗器、滤波电容器、直流电压分压器、光学电流传感器、直流避雷器等。对于特高压而言,其最主要的问题是由于污秽引发外绝缘闪络以及由于电压分布变化导致的内绝缘故障。     

换流变压器局部放电检测与特性研究综述

随着我国特高压直流输电系统工程的发展,换流变压器的电压等级越来越高,绝缘问题也越来越突出。局部放电的研究对于换流变压器绝缘状况的判断以及设备寿命的评估具有重要的意义。本文介绍了换流变压器的绝缘特点、现场试验的过程、局部放电的检测方法及其注意事项,回顾了中外专家学者对换流变压器局部放电研究的成果,最后展望了换流变压器局部...     

变压器油色谱在线检测与故障诊断应用

换流变压器作为超高压直流输电系统中的核心部件之一,运行的可靠和稳定性直接影响直流系统的可用率。为掌握运行中换流变压器的绝缘状况,采用油中气体色谱分析法(dissolved gas analysis,DGA)运用到换流变压器局部放电故障的处理,探究了换流变压器油色谱分析判断原则,建立了详细的油色谱分析与绝缘故障内检方法,通过检测发现其与实际情况相符。     

换流站主动排油自动化系统的设计

为避免特高压换流站换流变压器失火时油枕里的油导致火势继续扩大,设计了一套换流站主动排油自动化系统.该系统能在换流变压器着火时,通过可靠的逻辑判断把换流变压器油快速排出,避免设备事故的扩大.该系统已应用于特高压换流站中,实际证明了该系统动作准确、节省人力,提高了运行人员的工作效率和安全性.     

直流偏磁对换流变压器运行影响分析

特高压直流工程因为输送容量大、传输距离远等优势在近年得到迅速发展和工程实践。但特高压直流工程一直存在直流偏磁现象,直流偏磁电流会导致特高压直流换流变压器的励磁电流畸变,引起振动和噪声加剧等不利影响,严重情况下会威胁换流变的安全稳定运行。首先对直流偏磁产生的原理进行了分析,通过计算确定了实际特高压直流工程中各因素的影响程度,搭建了特高压换流变铁芯模型对其励磁特性进行了仿真研究和试验验证。并利用有限元仿真对直流偏磁影响下的换流变振动和噪声进行了多物理场耦合建模和计算分析。研究结果对后续特高压直流工程中换流变压器的研制及换流站噪声超标的解决措施具有重要指导意义。     

特高压换流变油位异常分析及带电油量调整计算

研究带电油泵开启情况下特高压换流变压器油位异常的处理方法,采用三层油温测量值进行建模,模型参数使用该台换流变历史油温及油位数据进行辨识.将该模型应用于1台油位异常的特高压换流变的带电放油处理中,放油后的稳态数据表明了模型的准确性.