換流變壓器短路樣機(jī)簡析

(特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽 110144)

一、概述

隨著直流輸電項目在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，換流變產(chǎn)品的容量及電壓等級不斷提高，對產(chǎn)品的性能及運(yùn)行的可靠性提出了更高的要求。為了更好的考量產(chǎn)品的性能，在進(jìn)行常規(guī)試驗的同時，對產(chǎn)品進(jìn)行了短路試驗。

本文通過土耳其凡城600MW背靠背換流變壓器實例，從設(shè)計要點，工藝措施及試驗方法三個方面介紹了換流變短路樣機(jī)。

二、產(chǎn)品設(shè)計要點

(一)性能參數(shù)

產(chǎn)品型號:ZZDFPSZ-250000/400-100

額定容量:250/125/125 MVA

電壓組合:(400，+9-11×1.25)/ √3/84.73/ √3/84.73 kV

頻 率:5OHz 短路阻抗:(16±0.7)%

相 數(shù):單相 聯(lián)結(jié)組別:Ii0i0

絕緣水平:

網(wǎng)側(cè)：LI1425SI1050AC630-LI325AC140

閥側(cè)：LI650SI550AC194DC246PR148

(二)產(chǎn)品設(shè)計

(1)產(chǎn)品采用兩相四柱器身結(jié)構(gòu)，柱1:閥Y-網(wǎng)-調(diào)；柱2:閥D-網(wǎng)-調(diào)。確保每個分接下高低壓線圈之間的安匝平衡，減少線圈受到的軸向機(jī)械力，采用正反調(diào)壓的方式，設(shè)置單獨(dú)調(diào)壓線圈，調(diào)壓線圈串在兩段高壓線圈的中部。(接線原理圖如下)

(2)調(diào)整線圈的安匝分布來減小軸向短路機(jī)械力;

(3)線圈用特硬紙筒支撐，提高線圈徑向強(qiáng)度;

(4)在內(nèi)線圈的特硬紙板筒與鐵心之間用環(huán)氧樹脂棒撐緊，并加外撐條，提高線圈徑向支撐強(qiáng)度；

(5)選用高強(qiáng)度銅導(dǎo)線，提高線圈導(dǎo)線的抗壓曲和抗拉伸強(qiáng)度；

(6)線圈的導(dǎo)線采用自粘換位導(dǎo)線，提高抗壓曲強(qiáng)度和外線圈的抗拉伸強(qiáng)度;

(7)壓板、夾件、拉板等受力結(jié)構(gòu)運(yùn)用專用軟件進(jìn)行分析，以保證繞組壓緊結(jié)構(gòu)的安全;

(8)短路工況下核算引線電纜夾持件的間距，保證夾持牢固，不出現(xiàn)懸梁臂。

經(jīng)驗證在各種運(yùn)行工況下，變壓器所有線圈都有足夠的安全裕度，是安全的。

三、產(chǎn)品相應(yīng)的工藝措施

(1)絕緣件制造

層壓件制造嚴(yán)格控制，合理選取層壓件壓制壓力。繞組組裝及器身絕緣用撐條隨繞組干燥淋油，防止器身絕緣件吸水回潮，保證繞組及器身尺寸。

(2)鐵心疊裝

鐵心絕緣件進(jìn)行干燥，主要部件進(jìn)行淋油。疊裝臺縱梁與心柱、旁軛支撐梁的布置應(yīng)整齊，高度一致。選用正確直徑的引拔棒安裝在鐵心的級次上，保證鐵心柱的圓度。控制鐵心的彎曲波浪度及鐵心柱的傾斜度。

(3)線圈繞制

嚴(yán)格控制絕緣筒直徑，保證紙板筒與繞線模的貼合度。所有繞組采用卷制配備拉緊裝置，保證繞組卷制緊實。臥繞機(jī)繞制的繞組需使用軸向壓緊裝置。所有繞組出頭用收縮帶按驗證結(jié)果綁扎，出頭根部斜拉綁扎，出頭前撐條間隔連續(xù)綁扎。

(4)繞組組裝

線圈單獨(dú)加壓后，進(jìn)行整體組裝加壓，整體氣相干燥。使產(chǎn)品實際的安匝分布及線圈高度與設(shè)計方案一致，保證線圈的軸向壓緊力，提高線圈軸向抗失穩(wěn)能力。整體組裝的器身在氣相干燥爐中進(jìn)行真空淋油處理，避免由于干燥后的器身在空氣中暴露時間過長而受潮和反彈。

四、突發(fā)短路試驗

(1)短路電流計算

系統(tǒng)短路視在容量：S=32000 MVA；系統(tǒng)阻抗：ZS= UN2/S=1.67 Ω；峰值因數(shù)：為Ⅲ類變壓器，X/R>14，按標(biāo)準(zhǔn)√2K取2.69

網(wǎng)線圈：對稱短路電流第一峰值(A)(最大/額定/最小)5595/6415/7732；非對稱短路電流第一峰值(A)(最大/額定/最小)15050/17256/20799。

閥線圈：對稱短路電流第一峰值(A)(最大/額定/最小)17/17.5/18.2；非對稱短路電流第一峰值(A)(最大/額定/最小)45.7/47/48.9。

(2)試驗采用單相電源進(jìn)行，網(wǎng)側(cè)施壓，閥側(cè)Y,D短路，共試驗3次。試驗接線原理圖如下：

五、結(jié)論

該產(chǎn)品的研制成功對于開發(fā)海外直流市場以及國外換流變壓器市場的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。