第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
第一章换流变结构 一、换流变概述 通常，我们把用于直流输电的主变压器称为换流变压器。它在交流电网与直流线路之间起连接和协调作用，将电能由交流系统传输到直流系统或由直流系统传输到交流系统。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。 直流输电系统的接线方式有多种，目前常见的接线方式如图1-1所示。 图1-1 两个六脉冲换流桥构成一个单极十二脉动接线，这两个六脉冲换流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现，两台三相双绕组变压器（一个Yy联结，一个Yd联结）或三台单相三绕
组变压器（一个网侧绕组和两个阀侧绕组，一个Y接，一个D接）或六台单相双绕组变压器（三个Yy 单相，三个Yd单相）。由建设规模的大小及直流电压等级可以确定换流变压器的大致型式。选择不同的型式主要受运输尺寸的限制，其次是考虑备用变容量的大小，当然，备用变容量越小越经济。 当直流输送容量较大时可采用每级两组基本换流单元的接线方式，此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv项目即采用了串联方式，其基本接线原理见图2。 800（HY） 600（HD） 400（L Y） 200（LD） 图1-2
图1-3 单相双绕组换流变压器外形 图1-4 单相三绕组换流变压器外形
图1-5 云广±800kV项目高端（800kV）换流变压器外形 二、绕组的常见类型 换流变中的绕组按照其连接的系统不同，通常可分为连接交流系统的网绕组及调压绕组；连接换流阀的阀绕组。绕组的排列方式通常有以下两种：铁心柱→阀绕组→网绕组→调压绕组；铁心柱→调压绕组→网绕组→阀绕组。 1.网绕组 目前，我公司的网绕组主要采用轴向纠结加连续式结构。与传统的纠结或内屏连续式不同，轴向纠结采用特殊的阶梯导线绕制n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见下图。
特高压换流变压器现场局部放电试验技术分析田丰 发表时间：2018-06-25T16:23:05.960Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：田丰 [导读] 摘要：特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。 （保定天威保变电气股份有限公司河北保定 071056） 摘要：特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。本文针对这个问题分析了特高压换流变压器现场ACLD试验、特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施，以期望对特高压换流变压器现场局部放电试验提供借鉴和参考。 关键词：特高压；换流变压器；局部放电试验 1 引言 直流输电系统中的重要设备是特高压换流变压器，特高压换流变压器的运行状态直接对整个系统的安全性产生影响，换流变压器的安全运行状态主要取决于换流变压器本身的绝缘性能。通过现场的长时交流感应耐压试验可以对换流变压器本身的运输和绝缘缺陷进行检测，例如可以检测气泡、杂质和悬浮电位的放电缺陷等，这些项目的检测对换流变压器的安全运行是非常重要的。 2 特高压换流变压器现场ACLD试验分析 在进行特高压换流变压器现场ACLD试验的时候要对现场的干扰因素进行充分的考虑，因为试验现场电压高、环境复杂，某种程度来说现场的干扰因素是决定试验成功与否的重要条件。特高压换流变压器现场ACLD试验局部放电测试中要对干扰信号进行充分识别，对干扰信号的传播途径进行研究并制定出抑制干扰进行的策略。 本文主要根据±800kv换流变压器现场ACLD试验局部放电检测干扰信号进行研究，并根据试验中出现的情况制定出相应的抗干扰措施。±800kv直流输电工程主要包括HY和HD两个换流现场，是ACLD试验中的重要试验场地，其中HY换流变从阀侧加压。现场ACLD试验可以在很大程度上避免出现现场拆装的施工过程，不仅规避了风险同时节约了工程费用。本文中的实验采用的是JFD-4000局部放电系统进行多端测量。 3 特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施分析 3.1 空间电磁波干扰分析 电力系统中的载波通信、高频保护信号和无线电广播等空间电磁波会产生高频正弦波对正常的波形产生干扰，这些干扰波往往具有固定的谐振频率和频带宽度，此次试验通过对局部放电检测仪设置软硬件滤波系统控制空间电磁波的干扰。软件内部设置的FIR可以通过滤波器和减法器等实现自动滤波的功能，硬件上设置的高通滤波器低通滤波档位可以实现滤波的功能。现场测量时需要根据局部放实来对系统的灵敏度和背景噪声进行测量，从而系统就可以选择合适的低频和高频滤波档位，来对测量中的干扰信号进行避开。这个过程不适宜选择宽度小的测量频带，因为过窄的测量频带对有效放电信号可以产生一定的忽略，因此在选择局部放电检测仪测量带的宽度时候一般不得小于100kHz。 通过这个过程将数据采集系统采集到具有局部放电信号和周期性干扰信号的输入列输入一系列的多通带FIR滤波器，最后输出的就是具有周期性的干扰信号，然后再使用减法器对干扰信号与输入列进行相减，从而是系统可以最大限度地避免干扰频率，最终输出局部放电信号。 3.2 电晕干扰分析 试验中的回路如果处于高电位的导电部分就会产生电晕放电现象，例如试验中使用的法兰、金属盖帽、试验变压器和耦合电容器的端部都是特别容易产生电晕的部分。另外，如果试验回路中如果有地方的连接处接触不良地方也是特别容易产生电晕的部分。电晕干扰的特点是会随着试验电压的升高而增大的，在局部放电检测中电晕干扰是非常明显的。 对高压端电晕放电的抑制的最好方法是选用合适的屏蔽环、罩、球等。检查所有的连接部位，从而保证连接处的接触良好从此来消除系统中的接触放电的现象发生。在选用屏蔽罩的时候要检验屏蔽罩的上部是否为半球形、下部是否为单环形。屏蔽双环必须由两个圆形的单环组成，并且屏蔽罩和屏蔽双环表面的最大强度不得大于1.5MV/m。屏蔽罩场的计算可以通过相应的公式来计算。 采用的高压导线和连接线按防晕设计中导线和连接的直径必须足够大，从而保证表面的最大场强不得大于1.5MV/m，这里场强可以采用原著对平板电机的场强计算公式来计算。 3.3 脉冲型干扰分析 脉冲型干扰在时域上是持续时间较短的脉冲信号，在频域上则是频率成分的款待信号，因而脉冲型干扰具有局部放电信号的大部分特征。因而在进行局部放电试验中，高频脉冲型干扰的波形和频率特征与放电脉冲极为相似，甚至在一般状态下很难区分，唯有使用三维图谱观察才能比较明显地对脉冲型干扰进行区分。高频脉冲型干扰大致可以分为三类：固定相位的脉冲干扰；与电压相位有时间相关规律的干扰；随机出现的干扰脉冲。脉冲型干扰在时域上呈离散型，针对这一特性应该采用时域开窗法来进行抑制，时域开窗也有硬件和软件之分，硬件方法主要有差动平衡阀和脉冲鉴别法。两者都是利用两个测量点之间的脉冲差来对外部干扰进行抑制。但是在实际应用中，由于进入两脉冲的脉冲干扰的来源和途径具有差异性，因而脉冲干扰在相位和幅值上的差别也是非常大的，因而采用的单一的方法是无法对所有脉冲干扰进行抑制的，可以采用超声波来进行识别提高识别的精确性。 随机干扰出现的相位、次数和量值具有很大的不确定性，并且非常容易出现相位错乱与局部放电相混合的现象，但是这种脉冲具有一个特点就是次数和零值与相位相当。在检测的时候直接对相位进行检测就可以起到很好的检测效果。 3.4 检测阻抗引起的干扰分析 在对换流变压器现场局部放电进行试验的过程中由于施加在变压器套管上的电压会很高，如果流经局部放电检测的阻抗电流较小就容易产生超过其本身的电流，在这种情况下就会引起检测阻抗的磁饱和，因此在测量电压时要检测阻抗内的磁饱和会产生谐波的影响。相关的试验证明这种谐波的幅值与所选用的检测阻抗的通流强度有关，如果系统选用的检测阻抗具有较大的调节上限，那么系统中能够通过的电流能力就强，产生谐波的可能性就越小。如果局部放电检测回路的灵敏可测性降低，那么检测就必须根据局部放电试验的具体情况来做相应的调整。 现场试验的时候应该根据试验回路的等效调节电容来选用测量阻抗，从而对局部放电信号进行排除，可以提高系统的抗干扰水平。如果测量回路的相关系数一经确定，测量回路的谐振电容就可以通过相应的公式来计算。根据所计算出来的电容公式来对系统的电感和电流
变压器绕组匝间短路的简单判断 张绍峰 摘要：针对电力生产中使用的变压器几多竟是用的电炉变等运行中出现的变压器绕组匝间短路，介绍一个简易的判断方法。 关键词：变压器、匝间短路、空升； 变压器是发送变企业和各行各业生产中最常用的设备之一，由于它体积大、价格高且长时间带电运行，流过高低压绕组的电流通常都很大，加上检修工质量不到位、环境污染、各类过电压等原因，容易产生各种缺陷，如果得不到准确的判断和及时的处理，将会造成很大的经济损失。一般的常规试验对于检查变压器的接触不良、绕组断股、绝缘（整体、局部）受潮、绝缘（整体、局部）老化等灵敏度很高。但这些试验项目对检查变压器绕组匝间短路可以说是个盲区，只用变压器的特性（空载、短路）试验才能对其作出准确判断。但进行变压器的特性（空载、短路）试验所需试验设备多且各种试验设备体积容量大，试验电源容量要求也很大，因此做起来也很不方便。下面将介绍一种既简单又行之有效的方法。具体情况作一下分析： 首先简单介绍一下变压器的绝缘结构：变压器的绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘分是指绕组对地和绕组之间的绝缘；纵绝缘是指线饼间、层间和匝间的绝缘。 接下来针对变压器常规检测绝缘的试验能够鉴定的各种缺陷的具体情况进行一下对比：
由以上对比结果可以看出，前四种试验根本无法测出纵绝缘中出现的各种缺陷；第五、六种试验仅能够对绕组的严重金属性匝间短路缺陷做出判断，但有些绕组的匝间短路缺陷是非金属性匝间短路，它们对此则无能为力了。后两种试验能够准确的检测出所有的绕组的匝间短路缺陷，但要进行这些大型试验对于一些大型变压器来说是有价值的，可是对较小型变压器来说则费时费力所需成本也太高了。下面就根据现场的实际经验介绍一个简单有效的方法来判断变压器绕组的非金属性匝间短路。 2009年09月24日武电多经碳素公司#3电炉变故障过流速断跳闸，变压器本体有烧焦气味放出。拆线后对本体进行试验。进行的试验项目有：1、绝缘电阻；2、所有档的直流电阻；3、所有档的电压比；4、交流耐压；以上所有试验
换流变压器
精品文档 一、换流变压器 1、定义： 换流变压器(Converter Transformer) 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。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。 2、换流变压器在直流输电系统中的作用： （1）、传送电力；（2）、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；（3）、利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；（4）、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；（5）、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；（6）、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。 3、换流变压器的特点及要求： （1）漏抗 以往由于晶闸管的额定电流和过负荷能力有限，为了限制阀臂短路和直流母线短路的故障电流，换流变压器的漏抗一般比普通电力变压器的大，一般为15－20%, 有些工程甚至超过20%。随着晶闸管的额定电流及其承受浪涌电流能力的提高，换流变压器的漏抗可按对应的容量和绝缘水平合理选择，阻抗相应降低，通常为12－18%，因此，设备主参数、绝缘水平、换流器无功消耗及能耗等都可相应降低，同时，换流器的运行性能也有所改进。 为减少非特征谐波，换流变压器的三相漏抗平衡度要求比普通电力变压器高，通常漏抗公差不大于2%。如果运输条件允许，工程多采用单相三绕组换流变压器结构，进一步减少十二脉动换流单元中换流变压器六个阻抗值的差别。（2）绝缘 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，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。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。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。（3）谐波 换流变压器漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大，有时可能使某些金属部件和油箱产生局部过热现象。在有较强漏磁通过的部件要用非磁性材料或采用磁屏蔽措施。谐波磁通所引起的磁致伸缩噪声处于听觉较为灵敏的频带，必要时要采取更有效的隔音措施。（4）直流偏磁 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 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
±1100kV直流换流变压器 一、产品简介 ±1100kV特高压直流输电技术是一个全新的电压等级，也是目前世界输电技术的最高点，而且新疆电网已经以750kV交流电压等级和西北电网联网，若实现交直流并行输电，网侧电压将采用750kV，阀侧电压将达到±1100kV。此产品将依托国家电网公司准东送出±1100 kV 特高压直流输电工程开发研制。 ±1100kV直流系统拟采用每极双十二脉动换流器“550kV＋550kV”串联的接线方案，如图1所示。额定直流电流:4750A。考虑投入备用冷却设备后、在当地最高环境温度下，直流系统的最大电流达到5000A。主回路考虑直流系统双极运行方式，1100kV直流额定输送功率 10450MW。 图1 “550kV＋550kV”换流器接线方案 换流变压器电气接线与每个12 脉动阀组相连的有6台换流变压器，图1中的“换流变HY”和“换流变LY”各3台，换流变压器的阀
侧绕组采用星形连接，“换流变HD”和“换流变LD”各3台，阀侧绕组采用三角形连接。从高压端到低压端换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线－三角形接线－星形接线－三角形接线。 二、技术介绍 （一）产品技术特点 1、节能、环保、高效。 目前，我国电力电压等级最高的直流输电项目为±800kV特高压直流输变电工程，但新疆能源基地距离中东部用电负荷中心超过2400公里，若采用±800kV特高压直流输电技术，电力外送损耗可能超过10%，因此，±1100kV直流输电技术，是我国实现远距离大容量输电的重大战略举措，更加节能、环保、高效。 2、传输容量大，建设成本降低。 ±1100kV直流输电与±800kV直流输电、两个±500kV直流输电比较： 1）输送容量大幅提升。 2）占地面积小。 3）输电线路造价低, 输电用电缆与±800kV相近，比±800kV总体输送容量高，比两个±500kV输电线路造价少一半。 3、结构环保 ±1100kV直流换流变压器产品采用全密封结构，变压器油无渗漏的特点，对环境无污染，符合国家环保政策的要求。 （二）技术难点及解决方案 1、±1100kV换流变压器运输 ±1100kV换流变按两种运输方式考虑： 1) 线圈等组部件分散运输到现场，在换流站附件建设组装厂房，现场组装换流变压器。 2）“水路+公路”运输方式，长度13.0m、宽度5.2m、高度5.2m、最大运输重量480吨。
四川大学电气信息学院 实验报告书 课程名称：电机学 实验项目：三相变压器的空载及短路实验专业班组：电气工程及其自动化105，109班实验时间：2014年11月21日 成绩评定： 评阅教师： 电机学老师：曾成碧 报告撰写：
一、实验目的： 1 用实验方法求取变压器的空载特性和短路特性。 2 通过空载及短路实验求取变压器的参数和损耗。 3 计算变压器的电压变化百分率和效率。 4掌握三相调压器的正确联接和操作。 5 复习用两瓦特法测三相功率的方法。 二．思考题的回答 1.求取变压器空载特性外施电压为何只能单方向调节？不单方向调节会出现什么问题？ 答：因为当铁磁材料处于交变的磁场中时进行周期性磁化时存在磁滞现象。如果不单方向调节变压器外施电压，磁通密度并不会沿原来的磁化曲线下降，所以会影响实验结果的准确性。 2.如何用实验方法测定三相变压器的铜、铁损耗和参数？实验过程中作了哪些假定？ 答：变压器的空载实验中认为空载电流很小，故忽略了铜耗，空载损耗近似等于变压器铁耗Fe P P ≈0，同时忽略了绕组的电阻和漏抗。空载时的铁耗可以直接用两瓦特法测得，根据公式2 003/I P r m ≈可以求得励磁电阻，由003/I U Z m ≈可以求得励磁阻抗，由2 2 k m m r Z X -=可以求得励磁电抗值。 在变压器的短路实验中，由于漏磁场分布十分复杂，故在T 形等效电路计算时，可取k x x x 5.0'21==σσ，且k r r r 5.0'21==。同时由于外加电压低，忽略了铁耗，故假设短路损耗等于变压器铜耗。短路损耗k P 可直接由两瓦特法测得，有公式k k k I P r 2/=可得k r ，k k k I U Z 3/=，故k k k r Z x 22-=。 3.空载和短路实验中，为减小测量误差，应该怎样联接电压接线？用两瓦特表法测量三相功率的原理。 答：变压器空载实验中应当采用电流表内接法。因为空载实验测量的是励磁阻抗，阻抗值较大，若采用电流表外接法，电压表会有明显的分流作用，从而产生较大的误差。 变压器短路实验应当采用电流表外接法。因为短路实验中测量的是漏阻抗，
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能. 3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行 3.4 变压器的参数测定 3.5 变压器的运行特性 隐形专家改编于2009-05
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.1.1 基本工作原理和分类 一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一 次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕 组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。 1 u 1 e 2 e 2u 1i 2 i Φ 1 U 2 U 1 u 2u L Z 1 2 12d Φe =-N dt d Φe =-N dt 只要(1)磁通有 变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的 目的。
二、分类 按用途分：电力变压器和电子变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器、环形变压器。 按工作频率分：低频（工频）与高频变压器
3.1.2基本结构 一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为 0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成或卷绕而成。 二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 三、胶心 胶心也可称骨架，用塑料压制而成，用来固定线圈。 四、固定夹 固定夹也可称牛夹，用铁板冲压而成，用来将变 压器固定在底板上。
换流变压器与交流系统的主变压器比较 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1>包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在较优的状态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1 换流变压器的特点以及对保护带来的影响
1.1 短路阻抗 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。 1.2 直流偏磁 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入大地，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，会导致换流变压器铁心饱和，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。 1.3 谐波 由于换流器的非线性，在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器，主要会流过特征谐波电流，即p*n 1次谐波电流（p为脉波数，n为任意正整数）。在运行中，谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加，产生局部过热，发出高频噪声，还会使交流电网中的发电机和电容器过热，对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑，以免对保护装置造成影响。
±800kV特高压换流站换流变高压电气试验 摘要：本文详细介绍了±800kV特高压换流站中换流变的高压电气试验。 关键词：±800kV特高压换流站、换流变、高压电气试验 1引言 向家坝—上海±800kV特高压直流示范工程是“十一五”国家电网规划建设的金沙江一期送电华东直流输电工程，工程的建设符合国家能源战略，是进一步落实国家“西部大开发”战略，实现国家电网西电东送总体规划目标，促进资源优化配置的一项重要举措。也是“十一五”期间扩大川电外送规模，满足华东、华中用电需要的一项工程。向家坝-上海特高压直流示范工程是世界直流输电发展史上的里程碑工程，也是我国特高压输电技术的开创性工程。 ±800kV奉贤换流站工程换流部分采用双极、每极两个十二脉动换流器串联接线，电压配置为“400kV＋400kV”，双极共安装24台工作换流变（4个换流器单元，每极高、低端各1组），4台备用换流变（每极高、低端各备用1台），共28台。每极安装Yo-Y-12接线及Yo- -11接线的换流变各2组，每组换流变均由3台容量为297.1MVA的单相油浸式双绕组换流变压器组成，换流变压器采用BOX-IN的封闭安装形式，阀侧套管直接插入阀厅。 2换流变主要高压电气试验项目及方法 2.1 绕组连同套管的直流电阻测量 2.1.1 试验仪器：变压器直流电阻测试仪，测试电流40A。 2.1.2 试验接线： 2.1.3 试验步骤： 被测绕组 a. 检查试验接线。 变压器直流电阻测试仪 测试直流电阻接线图
b. 测量高压绕组在各分接位置的直流电阻。 c. 测量低压绕组直流电阻。 d. 记录数据同时记录变压器的上层油温。 2.1.4 数据分析： a. 相间的最大不平衡率小于2%。 b. 换算到同一温度下，与出厂值比较相应变化小于2%。 c. 最大不平衡率计算公式：（%）=（Rmax-Rmin）/Rave。 d. 温度换算公式：R1=(235+t1)R2/(235+t2) 2.1.5 安全注意事项： a. 测试导线应有足够的截面； b. 测量过程中不得操作变压器的分接开关； c. 测量时应认真记录绕组温度； d. 更换试验接线时，一定要先断开试验电源； e. 变压器本体及高、低压侧出线上禁止有人工作。 2.2 检查所有分接头的电压比 2.2.1 试验仪器：数字式变压器变比测试仪。 2.2.2 试验接线： 将变压器高低压绕组对应接入变比电桥的相应接线端子。 2.2.3 试验步骤： a. 检查试验接线。 b. 按变比测试仪的使用说明书正确操作。 c. 测量各分接位置的变比误差。 2.2.4 数据分析： 实测变比与制造厂铭牌数据相比无明显差别，且应符合电压比的规律；电压比的允许误差在额定分接头位置时为±5% 。 2.2.5 安全注意事项： a. 变压器高、低压侧测试线不能接反； b. 变压器变比测试仪应接地； c. 更换试验接线时，一定要先断开试验电源；
变压器的空载试验和短路试验主要注意哪些问题？ 一、变压器空载试验和负载试验的目的和意义 变压器的损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行过程中的效率，另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。 变压器的空载试验就是从变压器任一组线圈施加额定电压，其它线圈开路的情况下，测量变压器的空载损耗和空载电流。空载电流用它与额定电流的百分数表示，即： 进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。 变压器的短路试验就是将变压器的一组线圈短路，在另一线圈加上额定频率的交流电压使变压器线圈内的电流为额定值，此时所测得的损耗为短路损耗，所加的电压为短路电压，短路电压是以被加电压线圈的额定电压百分数表示的： 此时求得的阻抗为短路阻抗，同样以被加压线圈的额定阻抗百分数表示： 变压器的短路电压百分数和短路阻抗百分数是相等的，并且其有功分量和无功分量也对应相等。 进行负载试验的目的是：计算和确定变压器有无可能与其它变压器并联运行；计算和试验变压器短路时的热稳定和动稳定；计算变压器的效率；计算变压器二次侧电压由于负载改变而产生的变化。 二、变压器空载和负载试验的接线和试验方法 对于单相变压器，可采用图1所示的接线进行空载试验。对于三相变压器，可采用图2和图3所示的两瓦特表法进行空载试验。图2为直接测量法，适用于额定电压和电流较小，用电压表和电流表即可直接进行测量的变压器。当变压器额定电压和电流较大时，必须借助电压互感器和电流互感器进行间接测量，此时采用图3接线方式。
特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大 容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。在大电网时代，直 流输电不仅成为交流输电的一种有力补充，而且成为了电力系统中最具有重要经 济和技术意义的环节之一，成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。换流器 是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件，其故障形式和机理、保护 配置和原理与交流系统有着很大的不同。 关键词：特高压；直流输电；换流阀；短路保护；原理；分析 1导言 特高压直流输电系统以其更远的输送距离，更大的输送功率，更大区域的非 同步互联，更低的功率损耗，灵活的功率调节，更低的线路造价等优势而被越来 越多的应用在电力传输领域。特高压直流输电换流阀的本体，作为关键设备，其 运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制 才能得以实现的。特高压直流输电换流阀的安装过程，是换流阀从图纸和零部件 完成到实体阀的最后关键阶段，需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的 关键节点进行合理控制，才能彻底保证特高压换流阀的优良品质，实现更好的长 期稳定运行。 2阀短路保护(VSCP)检测原理 为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏，特 高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY，IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N)，并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流，正常运行时这2个值是平衡的。当 换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据，在交流侧电流过大时，换流器被立即跳闸。 3特高压直流输电换流阀 特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统，电压等级在 ±800kV及以上，电流可以从4000A到最高6250A。该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统，即极1直流系统和极2直流系统。每 个完整的单极系统包含2个单极换流器单元，分别安装在整流换流站和逆变换流站。每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。一个阀厅仅 包含一个12脉动阀组。因此每个换流站共分四个独立阀厅，即极1高压阀厅、 极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。锡盟站换流阀设备由西安西电电 力系统有限公司自主制造，换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。根据电流流向不同，双重阀阀 塔分为2种结构，即电流上结构和电流下结构。阀侧星形接法的3相双重阀阀塔 是其中一种结构，阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。每个阀厅换 流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、 换流阀控制单元对应连接。在换流阀整体设计中，综合考虑了各种相关的复杂因素，如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局 和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷 要求等，按特定装配工艺，将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起，具有安装快捷，维护方便的特点，有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。
编号：AQ-JS-02392 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 超高压直流系统中的换流变压 器保护 Converter transformer protection in UHVDC System
超高压直流系统中的换流变压器保 护 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状
态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 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。 1.2直流偏磁 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入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使
实验题目类型：设计型 《电机与拖动》实验报告实验题目名称：单相变压器短路实验及负载实验实验室名称：电机及自动控制 实验组号：指导教师： 报告人：学号： 实验地点：实验时间： 指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的 按预先设计的实验方案完成短路实验，求出有关参数。 掌握负载实验方法，测取变压器的运行特性。 提交实验成果。 二、实验设备 三、实验技术路线 1.实验前预习要点： 设备功能及使用操作规范；变压器短路实验和负载实验的目的；两个实验直接测得的相关数据（电流、电压、功率，测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)），间接获取的数值（铜损、励磁参数、变比）；变压器空载实验原理图、接线图，仪表正确选择。 短路实验: 1)在实验中各仪表量程的选择依据是什么？ 答：依据电压、电流及功率度的最大值选取仪表量程； 2)选好电表量程后，为什么要从0逐渐增大输入电压？ 答：防止烧坏。短路情况下，配电变压器在额定的电压的4%~6%时，其 短路电流将达到正常时的额定电流，如果全压，那么电流将是额定电流 额17-25倍，将导致变压器线圈烧毁。 3)为什么要尽快测量？ 答;实验要尽快进行，以免绕组发热，电阻增加，影响实验的准确性 4)为什么在高压侧进行？ 答：低压电压易采样，若在高压侧进行，还要通过中间变压器。短路实 验在高压侧进行，因为变压器阻抗很小，若在低压侧进行，几乎测不出 阻抗电压。
负载试验： 1)为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开 关或断开电源开关？ 答：主要是为了使输出电压为零，防止设备过电压。主要是为了防止 在高压下合闸产生产生较大的冲击损坏设备。其次是因为既然需要调压 器对负载进行调压，那么调压器后面的负载情况就是一个不确定因素， 就不能事先预料在较高电压下负载可能情况。因此，就需要从低电压慢 慢调高电压，观察负载的情况。而断开电源时，如果负载时隔较大的感 性负载，那么在高压状况下突然停电会产生很高的感应电势。 2.实验原理图 图1-1 短路实验 图1-2 负载实验
换流变压器与电力变压器的比较分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
换流变压器与电力变压器的比较分析示 范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键 设备，是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核 心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键 和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠 性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作 用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难， 对制造环境和加工质量要求严格。开展换流变压器设计制 造关键技术的研究、攻克和制造条件改造工作，不断提高 试验手段，将有利于全面掌握换流变压器的设计制造技 术，实现换流变压器国产化，填补国内空白。同时可促进 国内交、直流输电设备设计制造水平的进一步提高和发
展，为特高压交、直流输变电设备的发展打下基础，做好前期准备，实现换流变压器国产化。 换流变压器(Converter Transformer) 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。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。换流变压器在直流输电系统中的作用有：?传送电力；?把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；?利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；?将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；?换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；?对沿着交流线路侵入到换流站的
±800kV换流变压器关键技术研究 可行性报告 一、项目提出的目的及意义 在世界范围内，随着电力工业飞速发展，电力负荷的急剧增长，大型能源基地的建设和输电规模的扩大，电力和电工行业技术水平的提高，推动了特高压输变电技术的发展。 我国一次能源与生产力分布不均衡的格局决定了西电东送、北煤南运的能源流向。水能资源集中于西部和西南部地区，可开发容量占全国的82.9%；煤炭资源集中于华北和西北部地区，占全国的80%。西部地区的经济总量占全国18%，电力消费占22%；中部和东部沿海地区经济总量占全国82%，电力消费占78%。我国经济和社会的快速发展以及用电需求的迅速增长，使得电力供应和煤炭运输日趋紧张，电网的输电压力越来越大，实现电力资源在较大范围优化配置的任务十分紧迫。 当前电网建设面临的困难是：电力消费、装机成倍增长；500kV网络框架已相当密集，短路电流问题十分突出；站址、输电走廊越来越紧张；当前的联网方式、联网规模、输送能力都难以满足大电源集中开发实现远距离大容量输送的要求，更高一级电压输电技术的应用迫在眉睫。特高压输电工程的建设可以节省输电通道、减少占地，降低送电损耗，增加送电容量。大力推进西电东送、南北互济，实现全国联网，建立国家级电力市场，实现更大范围的资源优化配置。 发展特高压已成为我国一项重大技术装备政策，我国现已积累了多项±500kV直流输电工程的设计、建设和运行经验。750kV交流输变电示范工程也正在建设中。急需在±800kV直流特高压输电技术上有所突
破。作为国内仅有两家掌握±500kV直流输电工程设计的企业，特变电工沈变公司应义不容辞承担起这一攻关任务，因此，公司根据国家电网建设的需要，积极开展了特高压直流±800kV换流变压器基础研究和项目攻关，通过项目实施，最终形成适合特高压输变电设备的专有技术，拥有自主知识产权。同时，利用这些技术研制出合格的产品，实现特高压输变电设备国产化，产品推向国内市场，降低电网建设成本，进一步提升我国输变电制造业的整体水平。因此，该项目提出目的和意义重大。 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析 1. 国外发展概况 当今世界，各个国家电网的规模都向越来越大的方向发展，大电网、长距离输电、供电早已成为国际趋势。苏联、日本、意大利和美国等曾先后建成交流特高压输电工程及试验工程。前苏联从上世纪70年代末开始1150千伏特高压工程的建设，研制了变压器、电抗器、断路器等全套敞开式特高压设备，先后建成特高压线路2462公里，其中两段共900公里长的输电线路及3个特高压变电站从1985起相继投入商业运行，累计全压运行5年时间。日本自1973年开始研究特高压输电技术，从1990年至今共建成426公里同塔双回特高压输电线路，同时成功研制了全套1000千伏气体绝缘全封闭组合电器，在新榛名试验站累计进行全压考核近5年，运行情况良好。总体上看，经过30多年的研发，特别是国际上几个特高压工程的建设，特高压设备通过了型式试验，并投入试验或商业运行，经受了实际运行考验或长时间带电考核，解决了特高压设备的关键技术问题。 一段时期以来，国内对特高压电网存在巨大争议的一个重要原因就是前苏联和日本的特高压电网并未进入大规模的商业运行甚至降压运行。针对质疑，国际大电网会议秘书长科瓦尔曾说过“日本和前苏联的
超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0608
超高压直流系统中的换流变压器保护(新 编版) 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状
态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 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。 1.2直流偏磁 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入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使