浅议换流变压器安装工艺及注意问题

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅议换流变压器安装工艺及注意问题范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要换流变压器是高压输电中的一个非常重要的设备，是变流设备中的换流和逆变两端口的核心设备，它的投入和安全运行就是发电效益的关键和重要保证。在换流变压器的安装过程中，最为重要的就是安装的质量和安装过程中的问题处理，总的来说，换流变压器安装中需要注意绝缘，漏抗，直流偏磁问题的处理，同时要重点解决在安装问题中的短路抗阻和绝缘配置问题，这些对于换流变压器在安装后投入运行来说都非常重要，换流变压器是直流输电系统的主要核心设备，其主要参数按直流系统的要求进行确定，换流变压器的最为主要设备就是向换流器供给交流功率。本文从换流变压器的技术特点分析入手，介绍了换流变压器安装工艺要求，重点从绝缘，漏抗和直流偏磁角度进行了分析，最后，给出了换流变压器安装过程中的注意事项，希望本文给换流变压器的安装及注意事项给出了一些理论和技术上的建议。

关键字 换流变压器 安装 工艺 技术

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

一. 换流变压器的技术特点

1. 谐波

当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流人大地，如双极不平衡运行。单极大地回线方式等，使地电位发生变化。造成直流电流流入变压器原边绕组，使换流变压器发生直流偏磁，工作点偏移。如果此直流电流过大，会导致换流变压器锈D饱和，同时损耗和温升也将增加．因此，要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。换流变压器的谐波在安装中是一个要重点注意的方面，因为双极的不平衡运行会造成直流电流过大，也就是防止这种情况下对换流变压器造成的破坏。

2. 调压分接头

为了使直流系统运行在最优的工况，减少交流系统电压扰动对直流系统的影响，换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能。例如：三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25／-5。每梢调节范围1.25％。因此保护设计时要考虑分接头调整带来的影响。如正常运行时变比的变化等。在使用和安装过程中，减少交流系统电压扰动对直流系统和影响，所以就要注意调压分接头，重视换流变压器的安装过程中的注意事项，通过调压分接头的处理来保证在后期的安装中的故障。

3. 故障率高

换流变压器中最常见的故障多见于线圈绝缘损坏、油纸绝缘强度降低、分接头变换器、套管以及冷却系统（泵）故障，换流变压器的故障率大约是交流变压器的两倍。对于特高压变压器而言，需要关注的是阀绕组与接地—交流绕组之间的主直流绝缘结构。目前采用的某些在线检测系统虽然能够避免发生一些可能发生的故障，但由于该系统的设计还不够成熟，不能尽早地检测出可能发生的灾难性损坏并采取纠正措施。对于首次研制的特高压换流变压器，其设计和生产可靠性必须依靠模拟试验验证，同时，这些试验结果也是设备运行后故障诊断的基础。

二. 换流变压器安装工艺要求

1. 绝缘问题的处理

换流变压器阀侧绕组和套管是在交流和直流电压共同作用之下工作的，在这种电压作用下，由于油、纸两种绝缘材质的电导系数与介电系数之比差别很大，油纸复合绝缘中直流场强按电导系数分布，交流场强则按介电系数分布。当直流电压极性迅速变化时，会使油隙绝缘受到很大的电应力。在套管与底座的连接部分，由于绝缘结构复杂，这一问题最为严重。(a) 接线 (b) 波形。越接近直流两极的阀侧绕组对地电压越高，在设计时必然增大绕组端部与铁芯轭部的距离，使绕组端部的辐向漏磁和局部损耗增加，因谐波漏磁而引起的损耗则增加更多。作为阀侧绕组外绝缘的套管，其爬电距离要考虑到直流电压的分量，为了避免雨天时在直流电压作用下，由于不均匀湿闪而造成的闪络故障，一般阀侧套管均伸入阀厅。目前，干式合成套管已得到实际应用。为了抗震，套管法兰盘处一般装有振动阻尼装置。

2. 漏抗问题的处理

晶闸管额定电流是有限的,同时过负能力也是有限的,为了尽可能的避免直流的母线短路的故障电流，前文提到，换流变压器的漏抗一般要比普通的店里变压力大，通常要超出普通变压器的15%-20%，在有些工程项目中，甚至超出了20%，随着额定电流和其承受能力的提高，换流变压器的漏抗可按相关的对应的容量和绝缘水平进行合理的选择。这样抗阻就可以相应的降低，因此，换变流器的设备主参数、绝缘水平、也会相应的降低，同时，换变流器的运行性能也能有所提高。

3. 直流偏磁的处理

换流器触发时刻的间隔不等，交流母线正序二次谐波电压和与直流线路并行的交流线路的感应作用等将在换流变压器阀侧绕组电流中产生直流分量；接地极入地电流引起的地电位变化会在交流侧绕组电流中产生直流分量，二者共同使换流变压器产生直流偏磁现象。使在铁芯的B－H曲线上的运行工作点绕行轨迹偏离对称状态，部分进入一侧的饱和段，励磁电流分量出现一个半波的尖峰波形，使变压器的损耗、温升以及50Hz的噪声(正常时基波噪声频率为100Hz)都有明显增加，应在换流变压器设计中充分考虑。

三. 换流变压器安装过程中的注意事项

1. 注意短路抗阻

直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。前文提到，因为换流变压器的的短路抗阻较大，所以，为了合理安装换流变压器，所以，在安装的过程中，要注意短路抗阻。

2. 注意绝缘配置

换变压器的直流的电极可能迅速反转，正因为如此，所以内绝缘的电位分布于传统的变压器有着很大的差别，在不同类型额绝缘材料的电压分配中，对于交流电压，暂态冲击过电压及直流电压将作出不同的考虑，交流电压的分配取决于材料的介电常数，换流变压器内绝缘大多数采用变压器油，纸，压板等纤维材料。它们的介电常数之比不超过1∶3。但材料电阻率的大小受很多外部因素影响，比如温度、湿度、场强、时间、老化等等，其电阻率之比可能超1∶1000。因此，由于这些因素的影响使得换流变压器在直流电场作用下绝缘中的电位分布与交流有很大差异。因此，特高压换流变压器在结构设计、绝缘配置以及试验等方面必须重点加以考虑。

四. 总结

换流变压器(Converter Transformer)是接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器是高压输电中的一个非常重要的设备，是变流设备中的换流和逆变两端口的核心设备，它的投入和安全运行就是发电效益的关键和重要保证。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。变压器是现代电气工业中的一个重要设备，是管理和输送电压的重要工具，现如今，换流变压器的应用已经是一个非常重要的部分，换流变压器相对其他的变流器来说具有新的特点，也具有很多重要的注意事项。在换流变压器的安装过程中，最为重要的就是安装的质量和安装过程中的问题处理，总的来说，换流变压器安装中需要注意绝缘，漏抗，直流偏磁问题的处理，同时要重点解决在安装问题中的短路抗阻和绝缘配置问题，这些对于换流变压器在安装后投入运行来说都非常重要，换流变压器是直流输电系统的主要核心设备，其主要参数按直流系统的要求进行确定，换流变压器的最为主要设备就是向换流器供给交流功率。

参考文献

[1] 赵曙光,焦李成,王军宁.混合滤波系统中无源滤波器的自适应进化设计方法 [J].电力系统自动化,2004(02).

[2] 涂春鸣,罗安,刘娟.无源滤波器的多目标优化设计[J].中国电机工程学报, 2002(03).

[3] 任震,曾艳,戴保明.高压直流输电系统中C型阻尼滤波器的优化模型及其算法 [J].中国电机工程学报,2002(12).

[4] 谢鹏,王善铭,王祥珩.三绕组谐波屏蔽变压器的研究[J].电工电能新技术, 2005(02)

[5] 同向前,薛钧义.电力调谐滤波器的最佳偏调谐设计[J].电工技术学报, 2005(04)

[6] 贺达江.刘亮元.四相整流电路的谐波分析[J].怀化学院学报2010(2).

[7] 吴素平，尚荣艳，罗隆福.新型直流输电系统中感应滤波技术的影响 [J].电力系统及其自动化学报2010(4).

[8] 张杰,罗隆福,R. K. Aggarwal. 新型换流变压器保护方案设计 [J].电力系统及其自动化学报,2010(6).

[9] 贺达江,罗隆福.一种四相整流电路及其工作机理分析 [J].电力自动化设备, 2009(9).

[10]方晖洋,方厚辉. 新型换流变压器纵向不对称故障计算 [J].电力系统及其自动化学报,2009(5).

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。