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。     

换流变压器出线装置的绝缘结构分析

换流变压器直流出线装置的可靠性是换流变压器研制的关键问题之一,长期以来直流出线装置依靠进口,优化出合理的直流出线装置绝缘结构对进一步促进换流变压器设备制造全面国产化具有重要的意义.笔者总结了换流变压器的运行特点,研究了直流出线装置的绝缘结构,并进行了直流出线装置绝缘结构的电场计算.换流变压器的运行特点为短路阻抗大、直流...     

特高压交流国产化出线装置顺利通过绝缘可靠性试验考核

2011年12月23日,由中国电科院牵头,天威保变和西变公司等联合设计、制造的1000kV变压器/电抗器特高压交流出线装置顺利通过绝缘可靠性试验考核,标志着我国在特高压交流绝缘件国产化研制方面取得重大突破,为我国后续特高压建设提供了重要的技术保证。     

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.     

换流变压器网侧出线装置结构优化及电场计算

网侧出线装置绝缘结构是换流变压器整体绝缘结构中的重要组成部分,该结构的可靠与否直接决定换流变压器的运行安全性。与网侧接入较低电压水平的换流变压器相比,高电压等级的网侧出线装置结构更加复杂。在网侧接入500 kV换流变压器网侧出线装置的基础上,优化设计网侧接入750 kV换流变压器网侧出线装置,并采用电场仿真软件对其电场进行分析,计算其各部分电场分布和安全裕度,分析其安全性。     

HVDC换流变压器网侧出线绝缘结构探讨

对换流变压器网侧500kV端部出线的装配结构、电场计算等问题进行了探讨。应用有限元软件对关键部位电场强度进行了分析,判断了出线绝缘的安全可靠性和出线装置的结构合理性。     

500kV辐向分裂变压器关键绝缘结构优化分析

分裂变压器能够有效地限制低压侧的短路电流,所以发电厂启备变大多采用低压分裂式变压器。为了保证500 kV辐向分裂变压器绝缘结构的可靠性设计,笔者采用有限元方法对该变压器的高压线圈端部绝缘、高压出线装置的电场分布进行计算分析,并对关键部位结构进行优化,将高压线圈上端的静电环改为复合静电环结构,改进了高压出线弹簧压紧装置上边缘棱角屏蔽结构,使得辐向分裂变压器主绝缘结构满足绝缘裕度要求。研究结果可为其运行可靠性分析提供理论依据,并对500 kV以上电压等级分裂变压器的绝缘结构设计提供参考。     

交流750kV变压器出线装置国产化核心技术

根据750kV变压器出线装置绝缘结构的特点,对国产化核心技术进行了深入研究,应用Electro v6.2和ElecNet7.0软件建立了关键部位的面向工程的仿真模型,进行了二维和三维电场的有限元分析,并且对安全裕度进行计算分析,解决了绝缘结构优化设计、电场计算模型定义、出线装置的二维和三维电场计算等关键技术难题.完成了...     

一种新式超高压间接式出线结构

高压出线装置是超高压变压器的重要部件,其绝缘结构形式直接影响着变压器的整体性能、制造成本、生产周期和装配的工艺性等多个方面。根据电场计算,开发出新式出线装置可以满足各种试验条件和运行条件下的要求,达到保证电气性能、降低制造成本、缩短生产周期和提高装配简便性。     

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计

±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论.分析了±400 kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理,从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸,进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构,从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案,并对其整体电场分布情况进行了校核计算:工作电压下其径向电场强度控制在3.11 kV/mm,工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51 kV/mm,均满足±400 kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求.对研制完成的±400 kV换流变压器阀侧套管进行型式实验,结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验.     

750kV变压器长时感应电压试验预加电压时间的探讨

随着750 kV电网覆盖范围的逐步扩大,对比1 000 kV特高压变压器长时感应电压试验标准,中国早期750 kV变压器长时感应电压试验要求较为宽松。调整长时感应电压试验预加电压时间是解决这一问题的有效措施。笔者基于威布尔分布法,根据已有特高压变压器基本绝缘结构试验数据,确定了超、特高压器基本绝缘结构局部放电概率在短时间范围内的扩大威布尔分布参数。结合中国750 kV工频过电压水平,利用油—屏障绝缘局部放电概率扩大威布尔计算公式,同时考虑预加电压、安全系数和局放控制概率水平,对750 kV长时感应电压试验预加电压时间进行了计算和分析,提出了相应预加电压时间的参考值。。     

1000kV柱式CVT的设计要点及检测

1000kV柱式电容式电压互感器(CVT)是我国晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程的重要设备,它的设计不仅要考虑特高压绝缘问题,同时要兼顾误差特性、安装特性等。根据我国1000kV特高压输电工程的需要,在对比柱式结构CVT、SF6气体绝缘电磁式电压互感器、电子式电压互感器(EVT)优缺点基础上,对我国1000kV交流特高压工程用电压互感器进行了选型;分析了1000kV柱式CVT的设计原理、参数选择、结构要求、现场检测方法及附加误差,同时提出1000kV标准电压互感器的结构设计。1000kV柱式CVT的试制成功证明,1000kVCVT符合对1000kV特高压电网电压测量和保护的要求,为我国晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程的顺利进行提供了保障。     

1000 kV特高压电力变压器绝缘水平及试验技术

中国1 000 kV交流特高压系统绝缘配合不是对 500 kV系统的简单放大,也并未完全依照GB311.1-1997或IEC60071-1-1993标准,是在优化原则下研究确定的。变压器绝缘水平为：雷电冲击耐压2 250 kV、操作冲击耐压 1 800 kV、工频耐压1 100 kV(5 min)。由于特高压变压器各绕组绝缘水平及绝缘试验电压要求不同,而变压器各绕组是通过电磁耦合紧密联系的,工频和操作冲击试验电压在各绕组间按变比传递,因此势必造成有些线端绝缘设计不能按其技术规范所规定的试验电压来考核。此外,特高压电力变压器电压高、容量大、尺寸超大,试验回路尺寸也相应扩大,杂散电感、电容影响也更加突出。这将造成雷电冲击试验电压波形的波头时间拉长,而设计计算一般按照标准波头进行。因此,在特高压变压器绝缘设计中,应关注长波头试验电压的影响。文中详细介绍了中国1 000 kV交流特高压工程用电力变压器的结构特点、绝缘水平及绝缘试验中的特殊问题。     

有载调压电力变压器粗细调和正反调的性能和经济分析

以两台220kV变压器为例,比较了粗细调压方式和正反调压方式对变压器绝缘和绕组结构的影响,分析了有载调压电力变压器粗细调和正反调的性能和经济性.     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流系统接地方式

对舟山多端柔性直流输电系统的接地方式进行了研究,确定了各换流站应采取的接地方式,其中定海和岱山换流站推荐联结变阀侧采用星形电抗＋中性点电阻接地的方式,衢山、洋山和泗礁换流站推荐采用Y/Y型联结变＋阀侧绕组中性点电阻接地方式.在确定各换流站接地方式的基础上,计算确定了换流站设备的过电压和绝缘水平,其中定海和岱山换流站联结变网侧为220 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为950 kV,其他三站联结变网侧为110 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为450 kV;五端换流站联结变阀侧及直流侧的额定电压基本一致,联结变阀侧交流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV,200 kV直流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV.     

1000kV变压器绝缘水平的探讨

1000kV变压器是特高压交流输电工程最关键的设备之一。文章对1000kV变压器3个绕组(高压绕组1000kV,中压绕组500kV,低压绕组110kV)之间的过电压和绝缘配置进行了深入探讨,以期进一步完善特高压系统的绝缘配置、改善特高压变压器抵御过电压的能力和运行工况。推荐了1000kV变压器500kV绕组高性能避雷器的参数,可为降低变压器500kV绕组的绝缘水平、改进特高压变压器的结构设计及提升容量等提供参考。     

750 kV变压器长时感应耐压试验标准探讨

750 kV官亭—兰州东示范工程投运5年来,西北750 kV电网建设突飞猛进,但作为主设备的变压器频繁出现绝缘事故,对于多年前制定的750 kV变压器技术规范、标准有必要进行反思。长时感应耐压试验标准是750 kV变压器绝缘设计和考核的重要依据,通过750 kV变压器技术规范、试验标准与1 000 kV变压器技术规范、试验标准进行比对,结合现场变压器绝缘击穿案例,通过计算和分析,提出了750 kV变压器长时感应耐压试验标准的改进方案。     

128kV双电压式电力变压器的开发设计

采用量化设计方式,应用有限元仿真分析技术确定了串、并联绕组结构布置及开关绝缘水平,开发设计了三相128kV双电压电力变压器。     

Development of a DC −1 MV insulating transformer for neutral beam injectors

A DC −1 MV insulating transformer has been developed for the power supply of the neutral beam injector (NBI ) at ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) . A DC long‐pulse −1 MV insulation structure between the primary and secondary windings, considering potential variation in the insulator for DC long pulse, has been designed. Simultaneous development of a compound bushing, which consists of an AC 500 kV condenser bushing inside a cylindrical fiber‐reinforced plastic tube, has been carried out. The DC −1 MV insulation design has been verified by high‐voltage insulation tests of AC 50 Hz 1300 kV peak for 1 min, DC −1200 kV for 1 h, and a long‐duration test of DC −1060 kV for 5 h. The results showed that the insulating transformer satisfies the power supply requirements for the ITER NBI . Copyright © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.