湿热老化对电抗器匝间过电压耐受特性的影响

在干式空心电抗器的服役过程当中,水分有可能会大量地侵入包封并造成包封内绝缘的严重湿热老化而发生电抗器事故。但是目前对电抗器湿热老化并最终导致起火故障的详细过程和机理没有进行深入研究。由于湿热老化材料耐击穿性能下降,匝间绝缘在过电压的作用下有可能被击穿形成永久的匝间短路通路而发生故障,文中探讨这种短路故障发生的可能性,研究匝间过电压对匝间绝缘的影响。首先分析电抗器端口可能出现的最大过电压,然后利用链形回路计算电抗器在运行过程中可能遭受的最大匝间过电压,最后利用只包含两匝线圈的简易电抗器模型研究匝间过电压造成匝间绝缘故障的风险;结果表明：虽然电抗器在遭受过电压冲击时匝间绝缘有可能承受较大的过电压,但即使匝间绝缘已老化严重,过电压也不易将匝间绝缘击穿造成短路故障。     

干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断试验及其解体分析

匝间短路是引发干式空心电抗器起火事故的主要原因。针对疑似匝间绝缘缺陷的干式空心电抗器,本文采用层层推进的试验方式,利用匝间过电压和温升试验、各包封直流电阻和损耗测试及拆解缺陷的方式,逐步确定了匝间绝缘缺陷的位置。结合缺陷位置绝缘介质受损严重程度及其形貌特性,探究了匝间绝缘缺陷试验的灵敏度,并提出了试验建议。研究表明:匝间过电压试验和温升试验检测干式空心电抗器匝间绝缘缺陷的灵敏度很高,其精度在0.1%之内。应当充分重视匝间过电压试验首次试验结果,以免发生误判。若电磁线引出线与星臂连接实现现场拆装,则匝间绝缘缺陷的现场检出率便可大大提高。     

投切过电压累积作用下干式空心电抗器匝间绝缘局部放电特性

为研究投切干式空心电抗器过程中产生的指数衰减振荡过电压对匝间绝缘的影响,制作了模拟实际干式空心电抗器匝间绝缘结构的试样模型,搭建了指数衰减振荡过电压试验平台和局部放电测试平台,研究投切过电压累积作用下匝间绝缘局部放电特性参数的变化规律并进行验证性试验。结果表明:投切过电压导致干式空心电抗器匝间绝缘强度大幅下降,应减少投切次数或采取措施限制投切过电压幅值;综合多个局部放电特征参数的变化规律可以表征过电压累积作用导致匝间绝缘老化的程度;过电压作用下发生的局部放电是导致匝间绝缘老化的主要原因之一。通过提高匝间绝缘局部放电起始电压的方法增强绝缘,为电抗器改进制造工艺提供参考。     

电机绕组匝间冲击试验电压初步探讨(摘要)

统计资料表明,高压电机绝缘故障中匝间故障占了一大部份,而目前国内对下线后的电机绕组并无匝间检测的标准,因此下线工序引起的匝间缺陷无法发现。为配合国标修订,本文首先在收集国内外有关绕组过电压研究资料的基础上,分析了匝间过电压波     

干式空心电抗器匝间绝缘检测技术探讨

为及时发现干式空心电抗器匝间绝缘故障,提高设备运行可靠性,探讨干式空心电抗器匝间绝缘检测技术.分析认为匝间过电压试验是现场进行干式空心电抗器匝间绝缘检测的有效手段,通过比较不同电压时的振荡电压波形变化能有效发现电抗器匝间绝缘缺陷.应用实例证明了在振荡型冲击电压下进行干式空心电抗器局部放电检测的可行性.     

中型高压电机匝间绝缘结构研究

介绍了高压电机匝间绝缘的破坏机理,分析了制造过程中匝间绝缘的损伤程度以及国际电工委员会对匝间绝缘的要求。进而指出了几条匝间绝缘设计应该遵循的原则。     

中型高压电机匝间绝缘结构研究

介绍了高压电机匝间绝缘的破坏机理，分析了制造过程中匝间绝缘的损伤程度以及国际电工委员会对匝间绝缘的要求。进而指出几条匝间绝缘设计应该遵循的原则。     

35 kV干式空芯并联电抗器匝间绝缘故障综合分析

深入开展35 kV干式空芯电抗器匝间绝缘击穿放电机理研究,对改进35 kV干式空芯电抗器制造工艺和提高35 kV干式空芯电抗器的可靠运行具有重要意义。为此,基于现场试验、ATP-EMTP及有限元仿真计算开展了35 kV干式空芯电抗器系统过电压、匝间电场分布以及匝间绝缘材料的空间电荷等研究。通过研究发现:安装有RC阻容吸收器的情况下,开断电抗器产生的过电压标幺值仅为2.0,但系统过电压的累积效应会造成绝缘材料性能下降。同时,存在于绝缘材料层间的间隙将导致电抗器匝间电场畸变度达到5.5倍,另外,热老化会引起绝缘材料空间电荷特性改变和工频击穿场强的下降。在上述3个方面影响下,35 kV干式空芯电抗器匝间绝缘容易发生击穿事故。     

高压电动机的整机匝间绝缘试验装置

在发电厂和冶金、化工等电力用户中,较多的使用3千伏及以上的高压电动机。由于电机匝间绝缘故障而烧毁电机的事故屡见不鲜。目前,国内在高压电动机的制造过程中,定子线圈通常都是在嵌入铁芯线槽之前,进行一次单线圈感应耐压试验;出厂前,整机只进行在1.3倍额定电压下运行5分钟的检查。众所周知,电机在下线过程中,线圈匝间绝缘很容易遭受机械损伤,而线圈在运转中,又要承受较大的电动力,因此在线圈的端部极易形成绝缘缺陷,导致匝间短路,发生烧毁电机的事故。所以电动机下线后,必须进行整机匝间绝缘试验。尤其是电机制造厂已逐步采用了电机整浸绝缘的新工艺,这种试验更有必要。为了保证高压电机的安全运行,我们研制了 DZS-1型高压电机的整机匝间缘绝试验装置     

局部放电条件下干式空心电抗器匝间绝缘的电老化特性研究

为研究干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律,进行了干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的起始局部放电电压及击穿试验。采用恒定电压法及阶梯电压法进行了局部放电发生后干式空心电抗器匝间绝缘的电老化寿命试验,求得两种老化方式下的电老化反幂寿命方程。分析并试验验证了两个寿命方程存在差别的原因,并修正了局部放电发生后恒定电压下干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的电老化反幂寿命方程。研究结果表明:发生局部放电时,干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律不符合反幂寿命模型,耐压寿命指数N及常数C随着试验电压的升高而增大;各种过电压下可能出现的局部放电对干式空心电抗器匝间绝缘材料的危害很大,可以通过改进制造工艺提高起始局部放电电压、选用耐局部放电能力强的绝缘材料作为匝间绝缘或者加装过电压抑制装置限制过电压幅值等方法延长干式空心电抗器匝间绝缘的使用寿命。     

绕组的匝间绝缘及其试验仪器

电机在运行中绕组绝缘承受工频电压,瞬时过电压,操作过电压和雷电过电压。这些电压分别或同时作用于电机的对地绝缘和匝间绝缘。匝间绝缘的介电强度远不如对地绝缘。匝间绝缘往往只是电磁线本身的绝缘。经过绕线、嵌线、整形等多种工艺的加工,使电磁线本身的绝缘强度有所下降,绕组的接触长度与绕组的匝长基本相同。所以出现的弱点概率较高。因此,匝间绝缘是电机绝缘中的薄弱环节。保证电机绕组合理的匝间绝缘强度对保证     

500 kV限流用电抗器过电压耐受分析

500 kV干式空心电抗器用来限制500 kV系统的短路电流。在制造电抗器前,需要对电抗器的过电压耐受进行评估,保证匝间电压小于绝缘值。笔者在已知电抗器分布参数的基础上,用链型回路等值电抗器,采用PSCAD/EMTDC程序求解在雷电和操作冲击下的匝间电压。计算表明,雷电时外圈首匝匝间过电压最大,可达19.8 kV,操作时首匝匝间过电压最大,可达10 kV,但都小于36 kV的耐受值。     

35kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验

为探索干式空心电抗器匝间过电压现场试验的可行性,同时考虑被试设备已运行一定的年限,用70%出厂试验电压,对某变电站27台35kV干式空心电抗器进行了匝间过电压现场试验。检测出2台具有匝间绝缘缺陷的被试设备,证实了在现场进行干式空心电抗器匝间绝缘过电压试验的可行性和必要性。通过对现场试验过程中遇到问题的分析,发现在试验中存在设备地电位抬高现象,为尽量降低地电位的浮动,提出了现场试验合理的接线方法,可为匝间过电压现场试验提供指导。     

发电机转子匝间测试及其实践应用的研究

船用发电机的转子绕组因通过电压低、电流小、结构比定子简单等原因,在日常电机制造及检验过程中,匝间绝缘的监测容易忽视,而且IEC 60034以及IEC 60092等国际电工委员会颁布的标准中也没有对此提出明确要求。但是,基于对产品质量及性能的可靠性保障,转子匝间耐压测试是有必要的,特别对高压电机产品的转子匝间绝缘监测,以验证匝间绝缘对陡峭前沿的操作过电压的承受能力。以制造厂进行的高压发电机转子匝间试验为例,介绍了测试方法、故障现象及异常分析三部分内容,包含了以脉冲波形判断发电机转子部分的绝缘异常,以及制造过程中接地电阻的问题。     

干式空心电抗器故障及运维策略分析

为分析500 k V变电站内干式空心电抗器频繁故障的原因,对干式空心电抗器的结构、特点进行了研究,在分析电网内发生的多起干式空心电抗器故障后发现,引起电抗器故障的最直接原因为匝间短路且故障多发生在干式电抗器投入运行1 h内,引起匝间短路的原因为维护不当、正常投切过程中产生的操作过电压、制造工艺不良、制造材料不良等,线圈匝间绝缘缺陷、包封表面缺陷、局部温升过高是容易导致干式空心电抗器发生故障的3个薄弱环节。根据这些故障特点,从严格执行反措、加强日常巡维等方面对干式空心电抗器的故障提出了有效的防护措施。     

干式空心电抗器匝间绝缘试验

为了检测35 kV干式空心电抗器运行中是否存在匝间绝缘缺陷隐患,本文利用PSCAD软件对干式空心电抗器采用高频脉冲振荡法进行仿真分析,并对某变电站6台干式空心电抗器进行匝间过电压试验,发现2台设备存在匝间绝缘缺陷,根据现场所测数据验证了仿真分析的可靠性。     

35kV干式空心电抗器匝间绝缘振荡波试验

匝间绝缘缺陷是造成干式空心电抗器烧毁事故频发的重要诱因,而振荡波试验是干式空气电抗器匝间绝缘考核和缺陷检测的重要手段。为此分析了振荡波试验电源的主要技术路线及其优劣,采用电触发型气体间隙作为振荡波试验电源主开关,并针对电路拓扑和关键器件进行了优化,最终研制输出电压200 kV、重复频率50Hz、振荡频率10~100 kHz的衰减振荡电压脉冲发生器,可针对0.3~30 mH的35 kV干式空心电抗器进行匝间绝缘的振荡波考核试验。针对10 mH电感负载进行匝间绝缘考核的验证试验,电抗器无缺陷条件下,装置输出振荡波幅值为160 kV,振荡频率26.3 kHz,脉冲振荡周期数超过12个;存在匝间短路缺陷时,振荡波幅值158 kV,振荡频率增大至31.1 kHz,波形衰减加快,振荡周期数减小至9个。试验结果表明,研制的振荡波试验装置可用于检测35 kV干式空心电抗器匝间绝缘缺陷。     

干式空心电抗器匝间过电压的诊断判据

匝间绝缘缺陷是引发干式空心电抗器故障的主要原因,为更加迅速、准确地判断电抗器的匝间绝缘状况,通过匝间过电压实验研究,结合仿真计算和和现场检测,提出了基于振荡频率、衰减系数及其标准离差率的定量化判断标准。针对振荡频率提出1%和2%两个判据:即标定电压和试验电压下频率偏移未超过1%的属于正常状态;偏移超过2%时判断该电抗器存在匝间绝缘缺陷,定义为严重状态;偏移超过1%但未超过2%的,该电抗器可能存在匝间绝缘缺陷,定义为注意状态,需要进一步诊断确认。针对衰减系数提出5%和10%两个判据。针对衰减系数标准离差率提出10%和30%两个判据。这些定量化判据和判断流程,可以准确有效地评估干式空心电抗器的匝间绝缘状况,为设备的运行维护和故障诊断提供参考。     

中型高压电机用的新型匝间绝缘

引言电压范围3～15千伏、功率范围几百至几万千瓦的旋转电机,经常承受瞬时过电压。如电机定子绕组具有多匝线圈、则一半以上的瞬时过电压将施加在近电机出线端的线圈上。由于线圈各匝间具有良好的电容偶合,这电压将大致均匀地分布在各匝间。因此,必须加强匝间绝缘。高压电机的匝间绝缘,除了能耐瞬时过电压外,还必须具有良好的耐电晕性、耐热性和机械性能。除了这些技术上的要求外,还有一个最重要的经济上的要求,即匝间绝     

电动机绕组匝间故障的原因及处理

电动机绕组匝间故障形成的主要原因为绕组本身的线材质量不高、工艺性缺陷和各种过电压冲击损伤等。介绍匝间故障的诊断和处理方法,针对低压散嵌绕组和高压成型绕组匝间故障的处理实例提出了增强匝间绝缘的方法。