线圈抗短路能力
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基于变压器突发短路试验探讨提高抗短路能力李刚摘要:本文首先阐述了突发短路故障,接着分析了变压器短路试验的目的,最后对提高变压器抗短路能力的措施进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:变压器;突发短路;试验;提高抗短路能力引言变压器使用范围非常广泛,修复期比较长,损坏后停电造成的损失巨大,变压器短路试验前应完成全部的例行试验,短路试验是检测变压器好坏的一项重要的试验项目,对短路后的变压器检测具有重要意义。
1突发短路故障变压器接入电源后,在绕组及其周围空间产生漏磁,不仅有轴向漏磁,而且有径向漏磁场分布。
在这个漏磁场中,变压器的高压和低压绕组将受到相应的感应力作用,即产生绕组的电动力。
当变压器额定运行时,绕组短路电动力在合理的数值区间内;当变压器发生突发短路故障时,绕组内产生的瞬时最大短路电流将达到额定运行时的数十倍,过电流将产生巨大的短路电动力。
这些电动力作用于变压器绕组,并传递到其他结构部件上,极易使绕组发生形变,甚至崩坏。
同时,巨大的短路电流将对导线产生热效应,使得绕组中导线急剧升温发热,损伤绝缘,破坏绝缘电气性能,影响变压器的正常使用寿命。
变压器的绕组所能承受的短路电动力是有一定的限度的,短路电动力与短路故障下的短路电流大小密切相关。
当绕组处于突发短路故障状态时,绕组的电磁力远大于正常运行状态下的电磁力,极易损坏变压器。
在变压器的电磁计算及机械结构设计时,必须保证变压器具备足够的抗短路强度来应对突发短路故障。
因此,非常有必要针对变压器抗突发短路能力加以分析研究。
2变压器短路试验的目的短路阻抗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。
变压器抗短路能力综合评估校验及运维策略分析摘要:近年来,我国的电力事业蓬勃发展,一方面为社会公众提供高品质的电力服务,另一方面也为电力技术的革新创造了更加有利的条件。
与此同时,电力变压器也存在设备突发性故障问题,影响电力系统的安全运行,特别是使用年限较久、设计和工艺等存在不足的电力变压器,在发生设备短路时,容易造成线圈变形、受损甚至烧毁。
本文主要对变压器抗短路能力校验原则进行分析,并提出后续的整改及运维策略。
关键词:变压器;抗短路能力校验;运维策略1.引言变压器短路时的电磁力是由于漏磁场与电流相互作用而产生的,当电力变压器发生近区短路故障时,变压器绕组会产生巨大的短路力,有可能导致绕组绝缘或结构件受损,严重情况可能造成绕组松散、扭转、变形、导线折断,甚至引起匝间短路使绕组烧毁。
变压器一旦过火烧毁失去功能后,将直接影响局部地区电网供电能力,对电网企业及地区经济发展产生负面经济及舆论影响。
为了妥善做好主变抗短路能力校验工作,本文结合地区电网短路电流及变压器设备厂家提供的数据资料,提出变压器抗短路能力分级原则,并按照变压器不同抗短路能力级别提出相应的整改和运维策略。
2.变压器抗短路能力分级方法及校验原则2.1变压器抗短路能力分级原则变压器初始抗短路能力核算作为变压器生产制造前必须开展的工作,国内外各变压器生产厂家和研究院所均开展了相关研究,形成了具备各自特性的核算模型。
对变压器抗短路性能评估的参考依据主要包括变压器出厂前绕组变形测试情况、绕组设计参数、电网系统运行数据及变压器的历史冲击情况。
根据变压器运行的环境和地区电网运行状况,可以按照变压器能够最大容许当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流的比值为依据对变压器抗短路能力进行分级:A级(一般关注):当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为50%-65%变压器最大容许短路电流。
B级(重点关注):当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为65%-85%变压器最大容许短路电流。
浅谈变压器抗短路能力作者:孙艳辉来源:《科技创新导报》 2014年第34期孙艳辉(辽宁省葫芦岛电力设备厂辽宁葫芦岛 125000)摘要:随着电网改革的推进,对于变压器性能的要求越加严格,尤其是对变压器的抗短路性能要求也在不断提高,因此将变压器抗短路能力列为的一项重要指标,本文通过变压器运行中短路故障分析,真实事故照片的列举,并结合实际工作经验,剖析导致此类事故的各方面因素,提出变压器电磁计算、结构设计、工艺流程上应采取的相应措施,从而避免类次事情的发生,提高变压器绕组承受短路事故的能力。
关键词:变压器电动力变形实例中图分类号:TM41文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)12(a)-0065-01变压器抗短路能力,关系到电力系统运行的安全性和稳定性。
目前,随着电网容量增大,变压器短路事故发生率已占主导地位,对电力系统构成了严重威胁。
本文则通过笔者多年设计和实际经验对变压器抗短路能力剖析,并提出解决措施。
1 由于变压器本身的原因导致短路事故的因素1.1 变压器结构设计时存在缺陷(1)现阶段我国变压器生产商使用的静态理论进行变压器短路力计算,实际上变压器受短路力的瞬间是一个暂态且复杂的动态力。
(2)一些变压器固定结构模式原因,例如小型变压器多数采用多层分段式结构,虽然冲击梯度好,但是漏磁空道大,抗短路能力相对比较差。
(3)变压器高压绕组存在有载调压分接区,以及总绝缘沿整个绕组轴向高度上分布不均匀,因此沿高低压绕组轴向的安匝分布实际上是不平衡的。
1.2 工艺及装备的现状存在不足(1)不同容量和不同电压等级变压器由于成本的限制,使得一些变压器制造商没有设备和工装来保证绕组绕紧、压紧、套紧。
上述所提到的“紧”字,是不能过紧,要均匀压紧,使得压紧力始终的于动态短路力并留有一定的裕度。
(2)工艺结构强度在抗短路能力上不过关,例如压板材质及厚度达不到抗短路水平,铁轭垫块及固定支点强度达不到标准,变压器整体定位不牢固,在经历一系列的运输、吊装中发生位移,也会成为日后短路事故的隐患。
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析摘要:本文介绍了电力变压器绕组变形的基本原理以及短路阻抗的测试和计算方法。
并通过几个实例,介绍了如何利用测得阻抗值分析、判断变压器绕组变形的方法和应用。
关键词:变压器;绕组变形;短路阻抗;结果分析引言作为电力系统中重要的主设备,变压器的安全运行将严重影响电网的安全运行。
近年来,国内许多大型变压器事故都是由于变压器低压侧短路造成的。
变压器的抗短路能力已成为衡量变压器的重要指标,是保障电网中、低压系统安全运行的必要条件。
目前,在电网中运行的变压器有些为老旧变压器,有的运行年限多达几十年,这些变压器抗短路能力差,容易在遭受突发短路时因承受不了过大的电动力而造成设备损坏。
还有的变压器损耗低,有的为节省原材料,但变压器低压绕组未采取足够的抗短路措施,在不大的短路电流下变压器就会损坏。
因此,正确地诊断变压器绕组变形程度,合理检修变压器是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
根据相关规定,发生出口短路要对变压器进行低电压阻抗的测试。
目前国内外对变压器的绕组变形试验方法主要有三种方法:1、阻抗法,2、低压脉冲法,3、频率响应分析法。
因低电压阻抗法其方法简单,所用仪器均是常用仪器,因此一般试验人员均能熟练掌握,是非常广泛使用的一种方法。
一、变压器绕组变形的原理及受力分析变压器遭到突发短路时,如果短路电流小,继电保护快速动作切除故障,对变压器绕组的影响是轻微的;如果短路电流大,继电保护动作时间长,甚至拒动,则对变压器绕组的影响将是严重的,甚至有可能造成变压器损坏。
对于轻微的变形,如果不及时检修,在多次短路冲击后,累积效应也会使变压器损坏。
变压器绕组发生局部机械变形后,其内部的电感、电容等分布参数必然随之发生相对变化。
然而,由于变压器结构、生产厂家的不同,其绕组承受短路电流的能力不同,在承受相同短路电流后,其绕组变形的程度、变形后内部分布参数的相对变化等往往相差较大。
特别是在一个电网中,变压器种类繁多,生产厂家各不相同,如何对遭受出口或近区短路变压器的绕组变形程度作出准确判断,仍有待探讨。
普通变压器与节能型特种专用变压器综合对比:(一)、设计方面1、按照国家电力设计规定,带载能力应是变压器容量的±20%为标准,在此范围内都符合国家标准。
2、普通电力变压器一般用在普通供电客户,供电负荷平稳,一般不过载,所以设计时一般采用椭圆绕制的线圈(比圆形的的线圈节材30%),不考虑大电流的冲击,线圈不太稳定,抗短路能力差;考虑环境恶劣,中频电源上的晶闸管极易烧坏使用过程容量加大,负荷增加等因素,所以在设计时,采用圆筒型饼式绕组的方式,加大线圈绕组的截面积,采用超薄矽钢片,提高铁芯的导磁率,使得变压器即节能降耗,又有很强的过载能力。
3、很多变压器厂在设计普通变压器时为了降低材料成本,在变压器设计时选容量负差,带载能力仅为变压器容量的80%。
带到额定负载时,温升超标。
所以在正常运行期间没有满负荷时变压器的温升已到达极限,国家规定标准温升(55ºC)超过6ºC,变压器的寿命降低1倍,20年的寿命降低到10年,超过12ºC变压器的寿命由20年降低到5年,(变压器的温度=标准温升55ºC+变压器所在区域的环境温度)。
(二)、磁密度1、普通变压器磁密度高: 由于硅钢片有磁饱和现象,磁密度要选择在饱和线以下,而普通变压器选择磁密度较高,空载电流和空载损耗都很大。
普通铁芯用的一般硅钢片磁力线无取向磁密度高,导通率低所以不能超载;2、铜牛特种变压器磁密度低:铜牛变压器选取磁密度较低,留有很大的富裕度。
变压器铁芯的导磁率是衡量硅钢片质量的好坏,导磁率高硅钢片质量好。
变压器的容量主要取决与一二次绕组的导线和铁芯截面积大小。
变压器绕组是以铁芯的导磁率及铁芯的截面积为依据,铁芯导磁率越高,在相同截面的铁芯上绕线匝数就相对少些,绕线的线径就可选大些,带载能力就越强。
(三)、材质及工艺1、普通变压器使用的材料及制造工艺:普通变压器铁芯采用普通的硅钢片,此种硅钢片没有晶粒取向,单片厚度较厚,磁滞电阻较大,而且存在涡流,变压器的空载损耗主要是由磁滞损耗和涡流损耗组成的。
变压器短路强度计算摘要:本文通过理论计算,对SFZ11-100000/110的产品进行短路强度核算,通过核算短路应力、临界失稳强度、短路耐热能力的计算,对变压器结构设计起到一定的借鉴作用。
关键词:变压器短路强度7短路力计算变压器短路是变压器的一种事故运行状态。
短路时,变压器绕组中将流过巨大的电流,产生强大的电动力,并在极短时间内发出大量的热量。
变压器抗短路能力就是对所产生的电动力和热量的承受能力,即变压器的动稳定性能和热稳定性能。
由于绕组中存在漏磁场,导致线圈导线在该磁场作用力下产生电动力,该力在绕组短路时最为严重。
纵向磁场使绕组产生幅向力。
而由于漏磁力线弯曲产生的横向磁场产生轴向力。
轴向力使内外线圈均承受轴向压力,当变压器内外线圈在高度上有差异或安匝分布不平衡时,轴向力的问题尤为严重。
垫块的机械特性和装配时的预紧力,以及器身装配干燥后的最后压紧是保证轴向强度的关键。
幅向力使外圈承受向外的张力,内线圈承受向内的压力,即使外线圈导线拉长,内线圈发生强制变形(失稳),线圈幅向受力示意图如图1所示。
内线圈线饼的受力FC均小于线饼的临界失稳强度FB,安全裕度达到1.8~2.0以上,表明内线圈具有抗失稳的能力。
8轴向力计算8.1轴向力计算方法理论上要求低压线圈、高压线圈中心对称放置。
横向漏磁使内、外线圈均受到轴向压缩力,如图2线圈轴向力示意图所示。
在内、外两线圈沿高度方向安匝分布均匀时,轴向力都指向中间,使垫块受压。
对称区域上的力大小相等,方向相反,因此在轴向上合力基本为零。
其中:θ0=105℃,绕组的起始温度θ1=250℃,对称短路后铜绕组允许的最大平均温度JK=KI×J, KI:短路电流倍数, J:电流密度A/mm2对称短路的持续时间t=2秒高压绕组θ1=118.4℃<250℃低压绕组θ1=116.5℃<250℃10提高变压器抗突发短路能力说明为提高变压器的抗短路能力,我公司采取了以下主要措施:10.1所有线圈电磁线均采用半硬铜导线,换位线采用半硬自粘型。
变压器抗突发短路能力的提高本文通过对变压器产生短路现象,对线圈结构以及导线选择方面进行分析,提出提高变压器看短路能力的措施。
标签:突发短路;线圈;电磁线;换位导线随着国家经济的增长持续加快,对能源的需求增大,合理利用自然资源成为社会发展的重要工作。
我国正处于社会经济快速发展时期,我国的自然资源分布极其不合理,东部及中部地区经济发展迅速,但资源不能满足经济持续增长的需求,西部地区自然资源丰富但经济发展相对落后,为平衡国内自然资源配置,目前除天然气实施”西气东输”工程外,西电东送也是解决东部资源短缺的一种方式。
通过近年来国家电网的增容以及电网联网建设,使得电网输送能力及稳定性得到了极大的提高。
为了能够输送更大的电能以及平衡电网的输送能力,联网电网的电压也在不断提升。
全国电网逐渐连为一体,电网的稳定运行就关乎国民生活的方方面面,因此把提高电网运行的可靠性作为电网建设的重要考核指标之一,尤其是对于电气装备的稳定性更显得重要。
随着电网向超高压、大容量、远距离方向发展,输变电设备制造业未来将研制750kV和1200kV电压等级的电缆设备及高电压等级的变压器和开关设备,单台容量可达1000MV A或以上;500kV将成为各大区电力网的主要交流输电线路。
西北电网750kV输电线路正在建设中,中部、南部使用±800kV直流输电线路,1000kV输电试验线路已进入试运行阶段。
高电压、大容量输电线路的稳定需要电力设备经受得住过压、突发短路等的考验,作为输变电的主要电力设备,输电线路的抗突发短路能力就是变压器的抗突发短路能力[1]。
变压器的抗突发短路能力取决于在变压器设计中线圈使用的材料和线圈结构的选用:1 线圈使用的材料线圈的主要构成材料是电磁线,线圈的强度取决于电磁线的屈服强度,提高电磁线的屈服强度能够提高线圈的抗突发短路能力,合理选择导线材料是提高线圈强度的一个方法。
1.1 提高电磁线的屈服强度:正常导线的屈服强度在100Mpa以下,导线的绕制工艺性极佳,但绕制完成后的线圈刚性较差;半硬导线作为提高电磁线机械强度的一种新型导线,在线圈结构中应用越来越广泛。
蘸煎整凰,浅议电力系统中变压器抗短路能力提高夏一峰(天津工业大学电气工程及其自动化学院,天津市300160)1电力变压器概述电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的,其实现过程如图1—1所示。
其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号,即升频,然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方,再还原成工频信号,即降频。
通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作,从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。
由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升,而饱和磁通密度与工作频率成反比,这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率,从而减小变压器的体积并提高其整体效率。
2提高电力变压器抗短路能力的措施变压器的安全、经济、可靠运行与出力,取决于本身的制造质量和运行环境以及检修质量。
本章试图回答在变压器运行维护过程中,有效预防变压器突发性故障的措施。
电网经常由于雷击、继电保护误动或拒动等造成短路,短路电流的强大冲击可能使变压器受损,所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。
变压器短路;中击事故的统计结果表明,制造原因引起的占80%左右,而运行、维护原因引起的仅占10%左右。
有关设计、制造方面的措施在第二章已有论述,本章着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。
运行维护过程中,一方面应尽量减:!>9豆路故障,从而减少变压器所受冲击的次数:另一方面应及时测试变压器绕组的形变,防患于未然。
2.1规范设计。
重视线圈制造的轴向压紧工艺制造厂家在设计时,除要考虑变压器降低损耗,提高绝缘水平外,还要考虑到提高变压器的机械强度和抗短路故障能力。
在制造工艺方面,由于很多变压器都采用了绝缘压板,且高低压线圈共用一个压板,这种结构要求要有很高的制造工艺水平,应对垫块进行密化处理,在线圈加工好后还要对单个线圈进矧亘压干燥,并测量出线圈压缩后的高度:同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后,再调整到同一高度,并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力,最终达到设计和工艺要求的高度。
电压互感器短路电抗
电压互感器是一种用来变换电压的仪器,类似于变压器,但电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量线路的电压、功率和电能,或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器。
电压互感器在运行时,一次绕组N1并联接在线路上,二次绕组N2并联接仪表或继电器。
特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态。
电压互感器本身的阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。
为此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝缘损毁时,副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。
短路电抗是指当电路发生短路时,电路中的抗阻能力,也就是电感的感抗。
在电力系统中,短路电抗是用来衡量系统短路电流大小的重要参数。
因此,电压互感器和短路电抗是两个不同的概念,前者是用来变换电压的仪器,后者是电路发生短路时的抗阻能力。
基于变压器突发短路试验探讨提高抗短路能力摘要:电力输配电系统在运行过程中不可避免地出现单相、两相或三相短路事故,同时,随着国民经济、工农业的发展,电力系统装机容量不断增长,系统短路容量大为提高,其相应的系统阻抗所占比例愈趋下降,加之单台变压器的容量增大,使变压器短路电流幅值更为增加,作用在变压器绕组上的机械应力更大。
这就要求电力变压器应具有一定的短路承受能力,而且不能仅靠设计计算来保证,而必须要通过专门的试验来验证考核。
变压器短路承受能力试验,俗称“突发短路试验”,是专门用于检验变压器承受短路事故能力的特殊试验,是对变压器制造的综合技术能力和工艺水平的考核,利用试验中强短路电流产生的电动力检验变压器和各种导电部件的机械强度,其目的是为了考核变压器的动稳定性。
因此,突发短路试验是保证变压器抗短路能力的一项十分重要的特殊试验。
本文分析了变压器突发短路试验探讨提高抗短路能力。
关键词:变压器;短路试验;抗短路能力;变压器抗短路能力指变压器近区短路(如出口附近线路接地短路)时,极大的短路电流通过变压器内部绕组,产生电磁力作用于绕组,其机械强度能否承受住短路电流导致的冲击作用的能力。
它是反映变压器绕组机械强度的一项关键指标。
就变压器主要设计方面而言,包括绝缘设计、温升设计和机械强度设计等方面,前两项均可通过厂内的变压器绝缘试验和温升试验得到有效检验。
1 变压器突发短路试验探讨1.1 线圈漏磁分布及应力形式。
线圈所承受电磁机械力主要为沿径向的电磁力和沿轴向的电磁力两个分力。
与此对应,因短路电流而产生的漏磁场也可按轴向和径向来进行分解。
在这里所说的轴向就是沿铁芯及绕组中心轴的方向,而径向则是沿绕组半径方向。
以双绕组的变压器为例,对应轴向的漏磁分量,根据左手定则可知,将在绕组上产生径向电磁力和轴向电磁力。
内外线圈受到使其分离的作用:即外线圈在圆周方向受张力,有扩大直径的趋势,导线受到拉力;内线圈在圆周方向受到压力,有朝铁芯方向变形的趋势。
有关电力变压器抗短路能力校核方法的研究摘要:电力变压器在系统中运行时,不能百分百避免发生短路故障的情况。
短路故障包括三相短路、两相短路、两相接地和相对地故障,特别是出口(首端)短路。
巨大的过电流产生的电动力,因其与电流的平方成正比,将增大数百倍,对变压器的危害极大。
特别是最近几年来,随着电力系统供电负荷的增加,单台变压器容量的增大,供电范围趋向密集,变压器在系统运行时的短路事故极高。
此外,当变压器系统防雷设施设置不合理时,例如变压器抗短路能力差,则配电线路进雷会造成二次直流保险熔断,低压开关和母排烧熔,使高低压绕组变形,也会损坏变压器套管等外部配件,严重的时候会导致变压器整体报废。
关键词:电力变压器;抗短路能力;校核方法一、变压器抗短路能力校核方法(一)内线圈辐向抗短路能力校核方案1.1辐向屈曲强度的影响因素内线圈的辐向稳定性与其辐向支撑结构、导线的尺寸、强度和张紧度等息息相关。
在导线绕制紧密均匀的前提下,如果支撑刚度足够,即辐向支撑有效时,绕组辐向失稳表现出的是强制屈曲模式,如图1(a)所示;相反,则表现为自由屈曲模式,如图1(b)所示。
图2 内线圈的辐向支撑结构图(2)应力均衡。
当线饼内部沿辐向的各匝导线绕制紧密、匝数较少、匝绝缘较薄且绕组辐向尺寸与绕组半径的比值不是太大时,各匝导线的应力可视为基本一致(即满足应力均衡假设),可仅考虑绕组平均直径处一匝导线的辐向稳定性;反之,则需要校核最外匝导线(靠主空道)的辐向稳定性。
因为匝绝缘厚度随着电压等级的升高而升高采用导线张紧装置才能保证导线绕制紧密均匀,所以对于采用普通扁铜导线的内线圈,当其电压等级较低(≤110kV)、辐向导线根数较少且绕组辐向尺寸与绕组半径的比值不是太大时,若有采用导线张紧装置,则认为应力均衡条件满足。
换位导线和组合导线在任何情况下皆视为满足条件。
1.2辐向抗短路能力校核方案(1)绕组自由屈曲强度校核。
可以通过绕组自由屈曲强度校核,其应用前提是满足应力均衡条件。
电力变压器绕组电抗高度的研究发表时间:2019-11-20T13:26:16.533Z 来源:《中国电业》2019年15期作者:杨洪彬[导读] 通过高精度的导线预压设备测量变压器线圈导线的外形尺寸,计算导线在线圈高度方向的累计偏差摘要:通过高精度的导线预压设备测量变压器线圈导线的外形尺寸,计算导线在线圈高度方向的累计偏差。
利用油隙垫块压缩量测量装置测量油隙垫块外形尺寸,用其模拟油隙垫块在煤油气相干燥炉中的恒压状态,取得油隙垫块干燥前和干燥后的尺寸变化情况。
综合上述两个数据验算变压器线圈电抗高度,研究线圈恒压干燥工艺对线圈电抗高度的影响,验证提高变压器线圈抗短路能力的工艺措施。
最终达到提高产品质量的效果和目的。
关键字:电力变压器,绕组,电抗高度,恒压干燥工艺1.项目课题提出的背景随着经济建设和电力建设的发展,电能的需求越来越大,超高压大容量变压器的应用也越来越广泛,电能在国民经济建设中的作用越来越突出。
如何保证变压器供电可靠性,如何保证变压器运行可靠性,受到越来越多的技术人员的关注和探索。
技术人员在工作过程中发现,提高线圈电抗高度的稳定性可以明显提升变压器的抗短路能力。
因此,研究绕组电抗高度影响因素,改进变压器线圈制造工艺,成为线圈制造工艺的关键环节。
2.线圈制造工艺现状据某变压器厂220kV电力变压器绕组电抗高度的统计数据,线圈电抗高度与设计值的偏差数据如表1所示。
由上表数据可知,线圈出炉后高度偏离设计值10mm以上的产品约占变压器总量的53.7%。
在这种情况下,制造厂一般采用加入调节垫块的方法进行线圈电抗高度的调整。
表1 绕组出炉后高度偏差统计表在这种情况下,变压器厂通常采用两种方式进行处理。
一方面是在线圈的段间加入或去除油隙垫块进行高度的调节,另一方面是在线圈的端部对铁轭绝缘垫块的厚度进行处理。
这两种方法会改变原先的线圈设计结构,直接影响到线圈的绝缘强度,对产品质量造成一定的潜在影响。
3.电抗高度的影响因素线圈的电抗高度实际由电磁线和油隙垫块两部分组成。
提高线圈抗短路能力的分析
【摘要】线圈是一台变压器最重要的组成部分,是它的“心脏”中枢。
变压器在电网中的可靠运行是通过一、二次绕组在磁路中耦合相互联系,并在铁芯中产生交变磁通,在一次绕组外加电压的作用下来传输电能的。
如何保证电网可靠稳定运行,其中之一是变压器扮演着重要的角色。
前言
一台变压器是由铁芯、线圈、器身、油箱及附件五大部分组成。
线圈是一台变压器最核心的部位─“心脏”。
线圈是由带有绝缘层的铜导线或铝导线在有心模的绝缘骨架上绕制而成,形状有圆柱形或方形,包括有出线端、调压分接头、绝缘筒、角环、撑条、垫块、端圈和层间绝缘纸等,有些高压线圈还带有屏蔽环。
线圈按其绕制的结构特点可分为圆筒式(或层式)和饼式两大类,其中饼式线圈又可分为连续线圈、纠结式线圈和螺旋式线圈等。
变压器运行的可靠稳定性往往直接决定于线圈的结构设计和生产过程制造质量。
这里就举例如下几个问题来分析探讨如何提高线圈抗短路能力的课题。
1 线圈绕绕制的方法对抗短路能力的影响
线圈的线饼绕制一定要紧密无间隙。
在饼式线圈绕绕制时,因来料的导线或绝缘材料尺寸出现了一些偏差,又或是设计尺度过大,有些操作工技能水平有限,加上质量意识薄弱,他们在收紧线饼时掌握不了度量,以为线圈幅向收到了设计尺寸目标值即可,没考虑线饼的
松紧度。
线饼松了,没进行加纸条幅向调整;线饼过紧,损伤导线绝缘,且导线拉长变形。
造成此结果的根本原因是在线圈绕制过程中没进行质量控制,没进行生产质量报告、分析、调查等操作规程生产,从而此类线圈会造成抗短路能力差,且很可能会造成产品试验失败。
另外,圆筒式线圈的绕制松紧度也同样会出现这种问题。
就是说在线圈绕制过程中并联绕制的多根导线不同步移动,绕在绝缘纸筒上时会出现导线有些松有些紧的现象,如果后序不修整很容易造成质量隐患。
还有,线圈干燥后,后续工序线圈应进行调整整理,线圈绝缘烘后收缩线饼会出现反松应作相应的修理调整,使线饼紧密无间隙。
再次,线圈在进行高频焊接工序过程中,因为线圈绝缘纸筒内径方向没有内柱支撑,线饼不能随意乱敲乱动,特别是在高压线圈上端部有内角环的线饼段,如果不规范的操作就会导致线饼导线移动,造成线饼反松,也会降低线圈的抗短路能力。
2线圈压装后的轴向高度抗短路能力的影响
线圈进炉烘焙前必须严格按工艺技术要求进行压装,检查压装设备是否完好正常状态,同时应注意压装设备定期进行校验,然后计算校核所要施加到线圈上的压力与图纸保持一致。
在线圈施压过程中应仔细观察压力及线圈变化情况,如遇突发意外情况即时停机并报告给相关人员处理。
线圈烘焙出炉后同样按线圈压装工艺流程进行压装及对线圈施加压力,当所施加到线圈上的压力达到设计目标值时,根据工艺要求需有一段保压时间,结束后在图纸要求压力下进行线圈高度测量,应注意使用的测量工具也应经认可批准过的,而且须定期校验,
并且在此压力下对线圈进行电气测量。
之后对线圈测量高度按工艺要求及设计目标值进行线圈高度调整。
如单个线圈高度调整量超过工艺调整范围时,调整后需对此线圈重新进行压装并施加压力,测量线圈高度,并对线圈按目标值重新调整高度。
在线圈高度调整前,特别强调的是加入线圈的绝缘件,如垫块、纸条必须是经烘干过的材料,因为后续工序对线圈进行二次烘焙时此材料会收缩,而且在线圈调整高度过程中,应注意线圈导线绝缘的完好性,如有损伤,应按要求修复处理。
另外,在线圈套装过程中,如发现内外线圈轴向高度不一致,应仔细检查并具体分析原因,核对设计尺寸,检查工艺裕度是否合理,检查导线匝绝缘公差和端圈、换位处尺寸、以及导线排列是否紧密等。
如果均正常,可把套装好的线圈底部垫平,上部加垫块,在压床上对不平线圈进行适当加压,经烘焙干燥后,再重新加压至图纸设计尺寸要求,这样才能保证整体套装线圈轴向高度与图纸一致性。
3 线圈焊按头数量对抗短路能力的影响
尽量减少线圈焊按头数量,包括来料导线焊按头数量,并确保导线的焊接质量。
导线来料焊接头数量控制应明确要求供应商来做,且应保证焊接头质量要求,有导线焊接头位置标识和数量及质量记录信息跟踪表。
我们在线圈绕制过程中如怀疑有质量问题的导线来料焊接头,应打开导线绝缘进行仔细检查并修复。
我们也应遵循线圈绕制工艺规范,不能因某一类型线圈工艺绕制复杂而随意剪线来绕制线圈,这样也会导致线圈焊接头过多,造成后续工序高频焊接时间长,而且存在的质量风险也高。
在线圈上进行导线高频焊接,是一道特殊工序,
也是一个关键的质量控制点,必须是经过特别培训,实操训练,严格考核,经质量及工艺部门认可并取得高频焊接上岗证后才可在线圈上焊接。
在进行线圈导线高频焊接过程中,必须严格遵循线圈导线高频焊接工艺规程操作,每一个导线焊接头必须是饱满,无缺陷,且打磨处理后焊接处必须光洁,无堆积焊馏,并严格控制每一个焊接头的焊接质量,按要求执行自检、专检工序工作,记录每一个焊接头质量数据。
经检查合格后,对导线焊接处周围清洁,并用专制纸槽对焊接头保护及按工艺要求包扎绝缘即可,整个线圈高频焊接完成后需对线圈进行清洁处理,并检查线圈内有无异物落入及线饼的松紧情况,如有应作及时修复处理。
最后,操作者及专检人员需对线圈进行导线的连续性和绝缘试验,检查线圈的电气完好性。
每相套装线圈内外线圈之间必须不偏心撑紧。
在进行线圈相套时,必须严格按图纸及工艺要求进行线圈绝缘装配,当要调整内外线圈的主绝缘距离时,必须经技术人员批准才能实施,而且在一般情况下不能局部调整,这样会造成内外线圈偏心,改变了本身设计的电磁分布。
在日常相套中,有些操作者为了减少相套麻烦,赶时间相套完成,于是随意减少内外线圈之间的撑条厚度,又或因外线圈内纸筒变形而局部减少套装撑条,而没有去调查分析为何不能按图纸尺寸套装。
产生不能按图纸尺寸相套的原因很多,譬如,是否因设计裕度偏小、撑条厚度偏差过大、线圈绕制尺寸偏大,又或是外线圈内纸筒烘后收缩偏大与变形等因素导致。
这些因素都要经技术人员、质量工程师及工艺工程师决定后才能进行内外线圈之间的撑条调整,且要确保
内外线圈撑条对齐撑紧不偏心,否则很可能会造成试验失败。
3结束语
综上所述,导致线圈抗短路能力差的因素很多,我们必须控制线圈制造中的各个环节,如导线及绝缘件的入厂检验、线圈的绕制、线圈的压装、线圈的干燥及线圈的绝缘装配等工序的制造质量,按质量标准严格控制,对经常影响线圈质量的个别工序或关键工序,应作为线圈制造瓶颈设立“工序质量控制点”,建立“质量信息记录平台”加于控制,以此来提高线圈制造质量。
在线圈制造过程中,由于受客观因素(如设备不良,工装工具的性难影响等)和主观因素(如操作者的技能水平不高、质量意识不强等)的影响,难免会出现这样或那样的质量问题。
但我们应对已出现的问题及时分析原因,及时解决,并提出往后的预防措施,这样长久坚持下去,线圈的制造质量就会起来越高,线圈的抗短路能力就会起来越好。