630 kVA三相高温超导变压器的研制和并网试验

研发了630 kVA、10.5 kV/0.4 kV三相交流高温超导变压器，并成功进行了并网试验运行。该变压器导线采用多芯Bi2223/Ag不锈钢加强高温超导带材；高压绕组采用多层圆筒式结构，层间置有绝缘和冷却通道；低压绕组采用并联饼式结构。铁心采用非晶合金材料，为三相五柱式结构。绕组置于环形带有室温孔径的玻璃钢低温杜瓦中，以保证铁心处于室温环境。超导线的绝缘利用自主开发的包扎机以聚酰亚胺薄膜采用双半叠包工艺进行绝缘包扎。经过对该变压器进行基本性能测试，满足并网试验运行要求。     

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。     

特高压变压器长波前时间雷电冲击试验及其等价性分析

特高压变压器高压线端雷电全波冲击试验具有波前时间延长的特点。为了解决较长波前时间雷电全波冲击试验不能完全考核验证按标准波前时间设计的雷电冲击特性这一问题,考虑到雷电全波冲击电压的波前时间实际上主要影响绕组的纵绝缘,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,而截波冲击试验对绕组首端附近部位纵绝缘冲击梯度的考核较全波冲击试验更为严格,指出截波冲击试验可弥补全波冲击电压波前时间延长的缺陷。结合双绕组模型低电压的冲击测量实例,对截波冲击与全波冲击作用下的绕组电位及梯度分布进行了等价性分析和比较,得出对于例行试验的变压器产品,可将截波冲击试验作为较长波前时间全波冲击试验的补充试验项目,从而完善了特高压变压器雷电冲击试验的顺序。     

特高压变压器雷电冲击伏秒特性研究

随着750 kV、1000 kV输电技术的发展,相应的电力变压器和并联电抗器的容量、尺寸和入口电容随之增大,试验回路尺寸亦相应扩大,这使雷电冲击试验电压的波前时间拉长,无法达到国内外标准的要求。根据500 kV、750 kV和1000 kV变压器和电抗器的实际雷电冲击试验波形,结合油纸复合绝缘结构的雷电伏秒特性,分析了不同波前时间对特高压变压器和电抗器绝缘水平的影响。目前变压器的设计计算和试验电压的选取一般按照标准波头进行,而充油设备的雷电冲击伏秒特性表明,雷电冲击试验电压波前时间的长短与绝缘强度有密切关系,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,同时对主绝缘的考核偏严。因此,应在特高压变压器、电抗器的设计研制和试验中,考虑和重视雷电冲击波形波前时间延长所带来的影响。     

一起110 kV变压器雷电侵入波事故仿真及分析

为判断一起110kV变压器35kV侧绕组绝缘击穿事故原因,用ATP-EMTP仿真计算了雷击110kV变电站35kV进线段时站内设备的过电压值。仿真结果表明:雷电流直接击中导线,在导线上产生较高电位并沿线传播,在变压器上形成的过电压高于350kV,超过35kV绕组耐受冲击电压,导致变压器中压绕组绝缘击穿。仿真结果为提出防雷改造措施提供了技术依据。     

1250kV·A三相高温超导变压器的系统集成与试验

对1250kV·A/10.5kV/0.4kV三相高温超导变压器的系统设计、集成、试验与并网示范运行进行了研究。该超导变压器的一次侧绕组为螺线管型,二次侧绕组为饼式线圈结构,均采用Bi2223/Ag铜合金加强高温超导带材制备;铁心为三相三柱式,采用取向硅钢片叠成;低温恒温器带有室温孔,采用耐低温的玻璃钢制作。测试表明,该超导变压器的空载损耗为2319.2W,空载电流为0.254%,短路阻抗为5.6%,负载损耗为249W。此外,对一、二次侧之间的主绝缘进行了35kV/1min/50Hz工频耐压测试,测试最大泄漏电流12.6mA;对一次侧绕组纵绝缘进行了负向75kV/1.2μs/50μs全波雷电冲击电压测试。完成相关测试后,该超导变压器于2014年9月9日开始并网示范运行,长时间运行可靠。     

雷电冲击下变压器等值电路电感参数的计算与分析

建立了铁心模型以计算雷电冲击下变压器绕组的电感参数,利用解析法求得铁心磁导率,给出了有限元法计算变压器电感参数的方法.通过对变压器高压绕组电感的分析,进行了雷电冲击下全波和截波的波过程计算分析.     

计及暂态过电压累积效应的变压器换位导线绝缘特性

变压器运行时需要承受站内开关操作、雷电侵入波等暂态过电压的冲击,累积效应是导致设备绝缘劣化,继而引发突发性事故的原因之一。为研究侵入波对变压器绝缘累积劣化的影响和变压器绝缘寿命评估提供依据,设计变压器换位导线绝缘累积冲击试验平台,开展近万次暂态冲击试验,研究了不同短路力作用后雷电和操作冲击波对500 kV变压器匝间绝缘的累积效应,分析侵入波引发变压器突发性、无征兆故障的原因。实验结果表明,良好绝缘下侵入波累积效应不明显,短路力作用后,绝缘纸破损8层时雷电与操作冲击波的电压比绝缘纸完好时分别降低了41.5%和40.9%,绝缘纸全部破损时该值分别降低了83.3%和82.9%,同时可知,单独的过电压累积效应难以引起变压器的突发性事故,变压器短路电流引发的短路力破坏是侵入波导致变压器突发事故的主要原因。     

鲤鱼江电厂变压器围屏爬电故障分析

1 变压器基本结构及故障情况鲤鱼江电厂8号主变为三相三绕组无励磁调压变压器,型号为SFPS—90000/220,电压为242±2×2.5%/121/10.5kV,容量为90000kVA,冷却方式为强油循环风冷.变压器线圈设计基本上引用沈阳变压器厂 70年代产品结构,但对导线材料及匝绝缘厚度已按用户要求改用铜导线及厚绝缘,高压线圈匝绝缘为     

500kV变压器段间雷电冲击试验模型的实现与电场的数值分析

应用二维四节点有限元电场数值分析的方法，通过对500kV电力变压器段间绝缘雷电冲击试验模型的关心区域内的电场与电场分布的比较，提出一种500kV变压器段间绝缘雷电冲击试验模型的简化方案，经对绝缘试验模型的电场数值分析，得出由段间固体绝缘材料与变压器油形成的油楔中会出现段间最大电场强度的结论。     

Studying the Impulse Overloads in the Windings of a Station Service Voltage Transformer

One of the key factors determining the performance of a 110–500-kV station service voltage transformer (SSVT) is a compact insulation design that provides minimum winding sizes. Since SSVTs are new equipment that combine the operational features of a power transformer and the design features of a measuring voltage transformer, it is necessary to study the characteristic transient processes occurring under the impact of lightning-impulse test voltages and lightning and switching overloads in operation in order to ensure proper insulation design. The article presents the results of an experimental investigation of impulse transients in the windings of a full-scale mockup model of an active part of a 20-kV A SSVT with a rated voltage of 110 kV. The influence of grounding the low-voltage winding terminals on the maximum values and duration of impulse stresses on the longitudinal insulation of the high-voltage winding is revealed. It is shown that, unlike in the case of power transformers with disc windings, more significant effects on the insulation are produced when no load is applied on the low-voltage windings.     

采用不同基准容量计算VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗电压的研究

针对VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗计算采用基准容量规定不统一的问题, 选取额定电压为220 kV、高压容量40 MV·A、中压绕组容量(25+25) MV·A、阻抗电压为10.5%的VX接线单相三绕组牵引变压器为研究对象,分别收集阻抗电压以中压绕组容量为基准和以高压绕组容量为基准的产品技术资料,从阻抗、成本、损耗综合分析两种方案的优劣性,确定VX 接线单相三绕组牵引变压器阻抗设计以高压绕组容量为基准为最佳设计方案。     

直流叠加冲击电压试验回路保护电阻参数选择与外形优化

在最大900 kV直流叠加1800 kV操作或2400 kV雷电冲击电压的试验中,需要设计特殊的电阻元件保护直流电压发生器免受冲击电压的损坏.本文通过仿真计算,对直流叠加冲击电压试验回路中保护电阻的阻值进行了选取,同时基于试验时发生的外绝缘闪络,对电阻丝绕法与电极外形进行了优化,结果表明:保护电阻阻值选择500 kΩ,...     

Resonant behavior of EHV transformer windings under system originated oscillatory transient over voltages

Grid connected EHV transformers experience various terminal disturbances when in service. The present work attempts to investigate the voltage stresses that may develop on the transformer insulations under a variety of terminal disturbances. A number of standard and non-standard wave shapes like lightning impulse, chopped lightning impulse, steep-front long tail switching surge and oscillatory transient over voltages have been simulated and impressed on the terminals of a 400 kV EHV power transformer operating in the Indian power grid to ascertain how the winding insulations are stressed under these disturbances. Relevant section of the Indian power grid and the transformer has been modeled using Alternative Transient Program (ATP). It has been established that oscillatory system transients can trigger natural resonate frequencies of the transformers causing high voltage stresses on the insulations. Short Time Fourier Transform (STFT) analysis of the oscillatory voltage response of the windings confirmed the presence of resonant frequencies indicating forced resonance. Some remedial measures involving winding design modifications have been suggested in the paper to overcome the problem.     

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.     

变压器绕组轻微变形ns级脉冲响应分析法

ns级脉冲响应分析法能够瞬时测取变压器绕组全频段下的响应特性,为促进它的实际应用,采用波前为5ns、脉宽为50ns的脉冲电压波作为激励信号,通过提高采样频率和采样点数,分频段去噪以获取具有较高频谱上限和精度的脉冲响应曲线。针对频响法对变压器绕组的轻微变形不灵敏的缺点,对5kV温升变压器和500kV电力变压器的高压绕组进行了不同程度的模拟轻微变形实验,并将频响法和ns级脉冲响应分析法的检测结果作了对比。实验结果证明该方法比频响法测试速度更快,精度更高,测取的频谱上限可达数十MHz。具有较高的灵敏度和重复性,能有效检测各种变压器绕组的轻微形变。     

变压器绕组不同结构形式下绕组间的冲击特性

介绍了110kV级双绕组有载调压电力变压器高低压绕组在四种不同结构形式下的雷电冲击特性.     

基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.