电力变压器用无励磁分接开关结构特点选型示例内绝缘结构组合形式
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在满足功能的前提下,最简化的设计才是最佳方案!因为简化分接开关,其经济性更好,这很易于理解。
那么简化设计是否能提高可靠性呢?答案通常是肯定的。
因为若结构中多一个螺丝钉,它的故障概率就大一些,一则它因有瑕疵而可能在工作中折断;二则它因操作中没拧紧而在某一时刻脱落;三则它因变压器的频繁震动而松动等等。
如果设计中将其简化掉了,其故障概率就是零,可靠度当然提高。
统一设计的无励磁分接开关就是本着以上设计原则进行的。
那么具体设计法则有多少呢?综合归纳不外有十法,下面结合统一设计及其有代表性的产品结构逐一阐述。
2无励磁分接开关设计十法则 2.1绝缘曲面1990年开发研制的碟型开关首次在胶木盘上部制成碟形伞状绝缘曲面,如图1中1所示。
在统一设计中WSPII型10kV级和WSPII型35kV级开关在胶木盘上采用阶梯形圆台状绝缘曲面,分别如图2中1和图3中1所示。
WDGII型110kV开关在上、下支架上有塑制环形凸台,同行业中还有采用双伞形曲面的。
但无论采用何种何型绝缘曲面,其目的只有一个,即增加开关绝缘结构的爬电距离,从而降低开关的设计高度,进而降低变压器相应高度,为变压器节材节能创造条件。
在统一设计中,简化了WSP系列分接开关阶梯形圆台状曲面结构。
它不是像其它开关增塑一个绝缘曲面,而是利用开关为固定托盘而设的圆台以镶嵌螺母,又为结构所必须,一举两得。
然而这只是碟型开关向小型化迈出的第一步。
2.2到位手感到位手感是统一设计中增加产品可靠性的重要法则之一。
它是靠在两相邻定触头之间设置间位凸台,当操整理旋转转轴带动动触片跨越其上变换挡位时产生震感效个之中3个定触片,依着物体六点定位法则,使动触片在定触片所分布的波面上的转换中随机浮动接触。
根据几何学中三点定平面的原理,动、定触片的三个等分触点总会稳定可靠地在平面内良性接触。
统一设计的WSTII条型开关也是靠3点定平面这一原理在弹簧力作用下实现良性接触。
这三点就是两个动、定触头接触点,一个动触片支点,如图4中3所示。
为了稳定负荷中心电压、需对变压器进行电压调整。
在无功功率充足的情况,通过用分接开关来调整电压比较方便、可行。
它是改变带有分接头的变压器的绕组匝数比,来调节电压,达到调整电压的目的。
WDT 型干式无励磁分接开关是一种使用于干式变压器类产品中的无励磁调压分接开关,在干式变压器断电的情况下作调整电压之用。
2. 分接开关2.1 型号说明W D T □/□—□X □ □特殊环境使用代号 分接位置数 分接头数额定通过电压(KV ) 额定通过电流(A ) 条形 单相无励磁调压2.2 系统特点(1) 解决无励磁变压器多次调换分接位置易造成螺丝扭断和变压器分接接线端子螺纹损坏等问题。
(2) 由于操作方便,可在 0.5秒内实现一相的转换,缩短无励磁变压器换档调整的时间。
(3) 对操作者技术要求低,解决易出现分接板位置连接错误,换线过程中螺丝垫片落入变压器内部等问题。
(4) 开关用螺栓直接固定在变压器高压线圈分接头上,无连接线,应用成本低。
2.3 使用条件(1)设有防雨设施。
(2)环境温度不大于55℃,不低于-25℃。
(3)相对湿度不超过95%。
(4)无易燃、易爆、腐蚀性气体及导电尘埃。
(5)分接开关上不应凝霜、凝露和结冰。
2.5 分接开关内部结构定触头架动触头 连接片 定触头支柱定位孔定位装置手动旋钮孔 手动旋钮齿条将分接开关按照下图,与变压器进行连接。
变压器高压线圈分接开关高压线圈分接接线柱2.7分接开关外型尺寸3.1分接开关的检修3.2分接开关的常见故障和处理方法1 用户根据变压器的额定功率、额定电压选择开关。
2 订货前需提供分接开关尺寸中W、L4等尺寸和变压器档位数。
同一电流等级的变压器W、L4应设计为统一尺寸,便于分接开关的配套。
如:电流等级为200A以下变压器的W、L4分别为同一尺寸,201A-400A变压器的W、L4分别为同一尺寸,401A-600A变压器的W、L4分别为同一尺寸。
第九章 变压器分接开关第一节 变压器分接开关结构一、概述为提高供电电压的质量,电力变压器一般都装有分接开关。
分接开关分为无载(亦称无励磁)分接开关和有载调压分接开关两大类。
无载分接开关是在变压器停电情况下进行分接头的调节,因而不具备开断负荷的能力;有载调压分接开关可在不中断供电的情况下,带负荷调节分接开关,使其分接头处于合适的分接位置。
由于需带负荷调节,故分接开关触头(或部分触头)需具备开断负荷的能力。
无载分接开关按相数可分为单相和三相分接开关,也可按触头型式分为夹片式触头、楔形式触头及动触环定触柱式触头分接开关等。
这些在分接开关型号中都有表示,型号中各字母符号的含义如表9-1所示。
如SWX-82-10/60型,表示三相中性点调压,10kV 、60A 的无载分接开关(工厂序号82)。
有载调压分接开关分为复合式和组合式,按过渡电路可分为电阻式和电抗式,另外还有其它分类法,不一一列举。
国内有载调压分接开关生产厂家在产品命名上很不一致,其型号中字母符号的含义大致如表9-2所示。
【例】 遵义长征电器一厂产品型号为FY3—Ⅲ—350—/△60—14271W ,表示复合式有载调压三级额定电流350A ,60kV 电压级,14271W 基本连接方式。
上海电力修造总厂产品型号SYXZZ ,表示三相有载调压星形连接中性点调压组合式电阻过渡电路分接开关。
无载分接开关一般用于发电厂、变电所(负荷变化不频繁,对电压要求不高)等场所。
有载调压分接开关用于钢铁厂、化工厂等负荷变化大又频繁,而且对电压要求较高场所的变压器上。
二、无载分接开关原理与结构 1.无载分接开关原理无载分接开关的原理,就是通过改变变压器绕组的分接头连接方式(在停电状态下),改变不同绕组间的匝数比,来达到合适的电压输出(见图9-1)。
表9-2 有载调压分接开关型号字母符号含义2.无载分接开关结构无载分接开关调压系统包括操作机构、分接开关、分接引线和线圈的分接线匝等部分。
产品说明书河北省武强县鑫源电器有限公司编制一、产品及规格说明:WSP型无励磁分接开关连接以及切换变压器导电杆分接抽头的装置,称为分接开关。
分接开关的作用是在变压器停电的情况下,通过它来调节变压器的高压绕组的匝数在额定值的+5%~-5%的范围内变化,从而改变低压侧的电压,以充分适应用户对电压的需要。
无励磁分接开关适用于三相油浸变压器,在无励磁条件下,通过改变变压器导电杆一次线圈匝数以达到调整二次电压的目的。
分接开关在油介质中温度最低-25℃,最高100℃。
WSP型无励磁分接开关:适用于额定电压10KV,额定电流63A或125A以下三相油浸式电力变压器,接在线圈中性点处作无励磁调压用。
本开关采用了新结构、新材料、接触电阻小等优点。
本型开关有:盘型开关型号:WSPⅢ63/10-3×3、WSPⅢ125/10-3×3、WSPⅡ63/10-4×3、WSPⅡ125/10-4×3、WSPⅡ63/10-5×5、WSPⅡ125/10-9×8等本开关采用了新结构、新材料、新工艺,具有结构合理,手感强,转动灵活,到位准确,密封性能好,接触电阻小等优点。
所有导电零件表面光滑并倒圆,改善电场分布,是目前我国无励磁分接开关更新换代产品,该系列产品适用于频率50-60HZ,额定10、35kv;额定电流63、125、250、400A的三相油浸式变压器,可直接固定在变压器箱盖处,在无励磁状态下调换。
条型开关型号:WSTⅡ63/10-4×3、WSTⅡ125/10-4×3等笼型开关型号:WSLⅡ125/10-4×3等本公司生产的无励磁分接开关,所有的导电杆零件表面光滑并倒圆,改善电场分布。
适用于频率50-60HZ,额定电压10、35kv,额定电流63-250A,单相、三相油浸式变压器。
调压部位有中部和中性点两种。
可直接固定在箱盖式箱壁处,在无励磁状态下分接调换。
第九章 变压器分接开关第一节 变压器分接开关结构一、概述为提高供电电压的质量,电力变压器一般都装有分接开关。
分接开关分为无载(亦称无励磁)分接开关和有载调压分接开关两大类。
无载分接开关是在变压器停电情况下进行分接头的调节,因而不具备开断负荷的能力;有载调压分接开关可在不中断供电的情况下,带负荷调节分接开关,使其分接头处于合适的分接位置。
由于需带负荷调节,故分接开关触头(或部分触头)需具备开断负荷的能力。
无载分接开关按相数可分为单相和三相分接开关,也可按触头型式分为夹片式触头、楔形式触头及动触环定触柱式触头分接开关等。
这些在分接开关型号中都有表示,型号中各字母符号的含义如表9-1所示。
如SWX-82-10/60型,表示三相中性点调压,10kV 、60A 的无载分接开关(工厂序号82)。
有载调压分接开关分为复合式和组合式,按过渡电路可分为电阻式和电抗式,另外还有其它分类法,不一一列举。
国内有载调压分接开关生产厂家在产品命名上很不一致,其型号中字母符号的含义大致如表9-2所示。
【例】 遵义长征电器一厂产品型号为FY3—Ⅲ—350—/△60—14271W ,表示复合式有载调压三级额定电流350A ,60kV 电压级,14271W 基本连接方式。
上海电力修造总厂产品型号SYXZZ ,表示三相有载调压星形连接中性点调压组合式电阻过渡电路分接开关。
无载分接开关一般用于发电厂、变电所(负荷变化不频繁,对电压要求不高)等场所。
有载调压分接开关用于钢铁厂、化工厂等负荷变化大又频繁,而且对电压要求较高场所的变压器上。
二、无载分接开关原理与结构 1.无载分接开关原理无载分接开关的原理,就是通过改变变压器绕组的分接头连接方式(在停电状态下),改变不同绕组间的匝数比,来达到合适的电压输出(见图9-1)。
表9-2 有载调压分接开关型号字母符号含义2.无载分接开关结构无载分接开关调压系统包括操作机构、分接开关、分接引线和线圈的分接线匝等部分。
第一部分 电力变压器基础知识一、电力系统常识在交流电力系统中,发电机、变压器、输配电设备都是三相的,这些设备之间的连接状况,可以用电力系统接线图来表示。
我国规定,电力系统的额定频率为50Hz ,也就是工业用电的标准频率,简称工频。
二、变压器原理一、变压器基本原理:变压器是借助于电磁感应,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间,变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
当电源电压加入后,原线圈将有电流流过,就是I0在铁心中就建立起Φ0,磁通穿过副线圈时,感应出电动势E2。
如果,低压侧接入负载,将产生电流I2,同时电流I2产生磁通Φ2,又在原线圈产生I1,电流I1产生磁通Φ1,Φ2=-Φ1。
这样,在负载运行时,铁心中仍然只存在Φ0。
当然,还有一部分磁通没有经过铁心进行闭合,形成了漏磁通,也产生了感应电势。
变压器原理的重要公式:1122U N k U N ==,12211I N I N k== 式中 U 1——原绕组的感应电势有效值 U 2——副绕组的感应电势有效值N 1——原绕组的匝数 N 2——副绕组的匝数即电压比等于匝数比,电流比等于匝数比的倒数。
(对于三相变压器来说,电压比一般是指线电压之比。
)就目前大的方向来说,在电力系统上变压器主要用于传输电能,为了克服输出电能过程中的损耗,就要尽可能提高传输电压,而到达用户终端的时候又需要降低电压,变压器的作用就在于此。
三、变压器分类1. 按用途分:变压器顾名思义,就是改变电压的电器,凡是需要改变电压的场合几乎都要用到变压器。
变压器主应用在电力系统中,电力变压器又细分为:1)升压变压器:把发电机组所产生交流电压升高后向电力网输出电能的变压器叫升压变压器。
2)降压变压器:用于降低电压的变压器叫降压变压器。
3)配电变压器:将电压降低到电器设备工作电压的变压器叫配电变压器。
4)联络变压器:用于联络两种不同电压网络的变压器叫联络变压器除电力变压器外,还有用在特殊用途的特种变压器1)电炉变压器:用于给冶炼金属材料和化工材料的电炉提供电源,特点是二次电压很低(一般由几十伏到几百伏),但电流却很大。
A录附)资料性附录( 电力变压器用无励磁分接开关结构特点 A.1A.1 电力变压器用无励磁分接开关特点如表所示。
表电力变压器用无励磁分接开关结构特点与应用A.1变压器上应用35kV▲在适用于110kV及以下变压器,尤其是110kV三线圈变压器筒形中压调压。
变压器中压调压应用110kV▲①安装于变压器线圈三角区或一角,节省变压器内部空间。
及以下变压②适用于110kV变压器中性点调器或220kV 压。
(鼓形) 220kV变压器应用变压器应用▲在110kV ▲在鼓形①引线不跨相,安装于变压器线圈三角区或一角,节省变压器内部空间。
②开关内置屏蔽环,电场均220kV适用于局放稳定,匀,及以上变压器,尤其利于超高压变压器体积小型化。
500kV自耦变压器上应用▲在(带屏蔽鼓形)①采用环形静触头上下轴向布置便于引线排布。
②均适用于各种规格变压笼形器。
鼠笼型开关特别适用于高电压、大电流变压器。
自耦变压器上应用500kV▲在(鼠笼形)(笼形).所示。
A.2 配电变压器用无励磁分接开关结构型式与应用如表A.2配电变压器用无励磁分接开关结构型式与应用表A.2应用开关开关结构示图型式应用特点应用实例图夹片式触头引线螺栓连接盘形结构紧凑、刚度好,开关直径与高度尺寸小在卷铁芯变压器上应用滚动式触头引线冷压接静触头线性分布连螺引线栓与分接引线对条形应,布线美观,但开关刚度差引线冷压接B 附录) (资料性附录无励磁分接开关的选型示例 1B.1 示例 B.1.1 电力变压器主要技术参数:S13-M-315/10 a)变压器型号: b)相数:三相315kVA额定容量:c)2.5%/400V 2×d)额定电压,调压范围:10000± , D接e)变压器绕组连接方式:中性点12/75/35 kVHV U/LI/AC f)额定绝缘水平:m0.4/5 kV LV U/AC m计算变压器高压的实际分接参数:B.1.2:a)最大通过电流I max315()=19.1??I2×=÷2.5%1?N?max103×√ U)级电压:b st= 10000144.3V)×2.5%Ust=(3B.1.3 根据上述基本数据确定无励磁分接开关基本型号a)高压侧无励磁分接开关的型号:盘形或条形;b)相数:三相;c)最大额定通过电流:30A。
B.1.4 确定无励磁分接开关的绝缘水平a)确定无励磁分接开关的对地绝缘水平由变压器主要技术参数可知,无励磁分接开关设备最高工作电压Um=12kV,AC=35kV;LI=75kV。
b)确定无励磁分接开关的内部绝缘水平分接绕组最大最小分接“a”和不同相分接绕组的任意分接间“b”呈现最大冲击电压负荷可由电压梯度 K 计算(应根据无励磁分接开关处于绕组的具体位置,根据各变压器厂的经验来确定K值),其中取 K=3(本实例选取K=3),则 Umax=K×ΔU×U= 3×10%×75kV=22.5 kV。
因此,LI选70kV。
LI绝缘间距“a”和“b”上呈现的交流工作电压负荷∑Ui 144.3V×4=577.2V,则绝缘间距“a”和“b”的额定外施耐受电压值应为2~3倍的交流工作电压负荷,即577.2V×3=1731.6V。
因此,AC选20kV。
B.1.5 选择合适的高压侧无励磁分接开关A.2: 经进一步核实,可选定分接开关的结构形式如附录额定容量:315kVA 额定电压调压范围:对地绝缘AC:35kV LI:75kV 分接开关为 D接5级kV :20kV LI:70kV 最大通过电流:19.1 A内部绝缘AC210(±×2.5%)盘形或条形型号:基本接线图:Um=12kV:30A 最大电流相数:三相单桥跨接5级图B.1 分接开关的规格2B.2 示例 B.2.1 电力变压器主要技术参数:SSZ11-50000/110 a)变压器型号: b)相数:三相 50000/50000/50000kVA)额定容量:c/10.5kV )±±(1108×1.25%)/(352×2.5%d)额定电压,调压范围: e)变压器无励磁调压部位及绕组连接方式:中压中性点,接YHV Um/LI/LIC/AC 126/480/530/200 kV)额定绝缘水平:f 72.5/325/140 kV HVN Um/LI/AC40.5/200/85 kVMV Um/LI/AC12/75/35 kV LV Um/LI/AC中压采用无励磁调压,计算变压器中压的实际分接参数 B.2.2)最大通过电流aI:max50000)(916A=I÷?12×2.5%=N?max353×√ U:b)级电压st=×505V)Ust=(350002.5%3B.2.3 根据上述基本数据确定中压无励磁分接开关基本型号a)中压侧无励磁分接开关的型号:鼓形或筒形;b)相数:三相;c)最大额定通过电流:1250A。
B.2.4 确定无励磁分接开关的绝缘水平a)确定无励磁分接开关的对地绝缘水平由变压器主要技术参数可知,无励磁分接开关设备最高工作电压Um=40.5kV,AC=85kV;LI=200kV。
b)确定无励磁分接开关的内部绝缘水平分接绕组最大最小分接“a”和不同相分接绕组的任意分接间“b”呈现最大冲击电压负荷可由电压梯度 K 计算(应根据无励磁分接开关处于绕组的具体位置,根据各变压器厂的经验来确定K 值),其中取 K=3.5(本实例选取K=3.5),则 Umax=K×ΔU×U= 3.5×5%×200kV=70 kV。
因此,LI选70kV。
LI”的额b”和“a则绝缘间距“2=1010V,×Ui 505V”上呈现的交流工作电压负荷∑b”和“a绝缘间距“20kV。
倍的交流工作电压负荷,即31010V×3=3030V。
因此,AC选定外施耐受电压值应为2~B.2.5 选择合适的中压无励磁分接开关A.1: 经进一步核实,可选定分接开关的结构形式如附录额定容量:50000kVA Y接中性点额定电压调压范围:对地绝缘AC:85kV LI:200kV 分接开关为 5级:)35(±2×2.5%kV 内部绝缘AC 调压20kV LI:70kV 最大通过电流:916 A型号:鼓形或筒形开关基本接线图:Um=40.5kV:1250A 相数:三相最大电流正反调压±2级分接开关的规格图B.23B.3 示例 B.3.1 单相自耦电力变压器技术参数ODFS-334000/500 )变压器型号:a b)相数:单相334000/334000/100000kVAc)额定容量:/36kV ±)2×2.5%2303)额定电压,调压范围:d(525√)/(√3 e)变压器无励磁调压部位:中压中性点550/1175/1550/1675/680 kV)额定绝缘水平:HV Um/SI/LI/LIC/AC f252/750/950/1050/395 kV MVUm/SI/LI/LIC/AC126/400/200 kVHVN/MVN Um/LI/AC40.5/200/220/85 kV LV Um/LI/LIC /AC计算变压器中压的实际分接参数B.3.2:a)最大通过电流I max334000A264752.%)?21??I(??max N?3230)级电压 Ust:b=×3319.9V)Ust=(2300002.5%3B.3.3 根据上述基本数据确定中压无励磁分接开关基本型号a)中压无励磁分接开关的型号:鼠笼形、带屏蔽鼓形;b)相数:单相;c)最大额定通过电流:3150A。
B.3.4 确定无励磁分接开关的绝缘水平a)确定无励磁分接开关的对地绝缘水平由变压器主要技术参数可知,无励磁分接开关设备最高工作电压Um=126kV,AC=200kV;LI=400kV。
b)确定无励磁分接开关的内部绝缘水平分接绕组最大最小分接“a”呈现最大冲击电压负荷可由电压梯度 K 计算(应根据无励磁分接开关处于×U×Δ Umax=K,则)K=3(本实例选取 K=3其中取),值K绕组的具体位置,根据各变压器厂的经验来确定285kV。
×10%×950kV=285kV。
因此,LI选U= 3LI”的额定外施耐受则绝缘间距“a绝缘间距“a”上呈现的交流工作电压负荷∑Ui3319.9V×4=13280V, 。
×3=39840V。
因此,AC选90kV倍的交流工作电压负荷,即电压值应为2~313280V 选择合适的中压无励磁分接开关B.3.5A.1: 经进一步核实,可选定分接开关的结构形式如附录额定容量:334000kVA Y接中性点额定电压调压范围:对地绝缘AC:200kV LI:400kV 分接开关为 5级kV :285kV LI:90kV 内部绝缘AC调压 2.5%230最大通过电流:2647 A(±2×)型号:笼形、鼠笼形、带屏蔽鼓形开关基本接线图:Um=126kV:3150A 相数:单相,最大电流线性调压5级图B.3 分接开关的规格 4示例B.4B.4.1 三相自耦电力变压器技术参数OSFPS-JT-750000/500 a)变压器型号: b)相数:三相750000/750000/100000kVA)额定容量:c/36kV d)额定电压,调压范围:525/()2.5%2230±×)变压器无励磁调压部位及绕组连接方式:中压中性点,eY接)额定绝缘水平:f550/1175/1550/1675/680 kV HV Um/SI/LI/LIC/AC252/750/950/1050/395 kV MV Um/SI/LI/LIC/AC126/400/200 kVHVN/MVN Um/LI/AC40.5/200/220/85 kV LV Um/LI/LIC /AC计算变压器中压的实际分接参数B.4.2:Ia)最大通过电流max750000)( I=1882.7??2.5%2÷=1?×N?max230×3√b:)级电压 U st=×3319.9VUst=(2300002.5%)3B.4.3 根据上述基本数据确定中压无励磁分接开关基本型号a)中压无励磁分接开关的型号:带屏蔽鼓形、鼠笼形、笼形;b)相数:单相;c)最大额定通过电流:2500 A。
B.4.4 确定无励磁分接开关的绝缘水平a)确定无励磁分接开关的对地绝缘水平由变压器主要技术参数可知,无励磁分接开关设备最高工作电压Um=126kV,AC=200kV;LI=400kV。