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硬母线用铜或铝做成,形状有矩形、槽形和管形数种,多用于35kV及以下的屋内配电装置,110kv~220kv屋外配电装置有时也采用铝管母线。
常用的软母线有铝绞线、铜绞线或钢芯铜线线等,软母线多用于35kv以上的屋外配电装置。
母线选择与应用不同的环境条件场合下,应考虑选择不同类型和材料的母线,此外,对各种母线,通常应按最大长期工作电流选择母线截面。
并按通过最大短路电流条件下,校验母线的短时热稳定性和动稳定性。
由于导体存在电阻和多导体接近时交流电流趋表效应等因素影响,母线通过电流时会引起发热。
铜、铝质裸母线长期工作时的发热允许温度均为70℃,但当其接触面处具有锡的可靠覆盖居时(如超声波搪锡等),则允许温度提高到85℃。
受此持续发热允许温度的限制,不同材料、截面的母线给出了相应的长期允许电流值,选择母线截面时,应使母线实际的最大长期工作电流(计及半小时以上的过负菏)小于所选截面母线的长期允许电流值。
在年均负荷较大、导体和母线校长的情况下(如屋外配电装置母线),通常按经济电流密度法选择母线。
经济电流密度是综合考虑母线损耗、母线和附属设备的年维修费与折旧费为最低情况下,此时母线单位截面积流过的电流。
用经济电流密度除以不计人过负荷的长期工作电流即得母线截面。
由经济电流密度法选择的母线截面,一般比按最大长期工作电流选撑的母线截面要大些。
母线的热稳定短路时导体内产生的很大热量来不及向周围空气中散发,使导体的温度迅速升高,由于短路的持续时间短,所以其允许温度应比长期工作时发热的允许温度高得多。
铜、铝质裸母线短路时发热允许温度分别为300℃和200℃。
进择母线时,应使母线短路暂态过程计算求得的短时发热温度,小于实际母线上述短时发热允许温度。
母线的动稳定当发生短路时,母线中将流过很大的冲击电流,并产生巨大的电动力。
母线和支柱绝缘子的机械强度不够时,将会发生变形或损坏事故。
对布置在同一平面内的三相母线,发生三相母线相对称短路时,中间相所承受的电动力最大,短路电动力的最大值出现在短路后几0.01S。
因此通常按三相短路条件来校验母线的动稳定。
应使母线在此最大电动力作用下,母线承受的最大应刀小于母线材料的容许应力值。
增加母线稳定措施①缩小同一相母线支持绝缘子之间的距离;
②增加母线相间距离;
③限制短路电流。
母线按结构分为硬母线和软母线。
硬母线又分为矩形母线和管形母线。
矩形母线一般使用于主变压器至配电室内,其优点是施工安装方便,运行中变化小,载流量大,但造价较高。
软母线用于室外,因空间大,导线有所摆动也不致于造成线间距离不够。
软母线施工简便,造价低廉。
母联就是把母线连接起来的,它上面一般有隔离开关和断路器,目的是为了增加供电可靠性,平时一般是断开的。
两边一般分别接两个不同的变压器,如果一个变压器坏了,把断路器和隔离开关闭合就能用另一台变压器继续供电给关键负荷。
1、TMY本意就是【硬铜母线】,俗称铜排;
2、封闭母线,指铜母线(或其它导体)按照工程需要加工成成品,并且是具有保护外壳(一般是钢板)、有绝缘件、固定装配、产品可以现场组合安装的成品;
3、因为包含了铜母线、外壳、绝缘件、配件等,所以价格要增加;
4、TMY只能算“材料”,封闭母线属于“成品”,工程中可以直接使用TMY,如由墙上隔离开关至变压器一次侧端子间可以是TMY连接,而对于馈电回路可以根据需要使用封闭母线以满足美观、安全的需要。
高阻抗变压器的结构与应用
1概述
随着我国小康社会建设步伐的加快,国民经济对电力需求的增加,电网容量在逐步扩大。
为保证系统运行的可靠性,弥补系统阻抗的降低,限制其短路电流,切实有效的措施是提高变压器的短路阻抗值。
这也正是国际上许多发达国家早已趋向采用高阻抗变压器的原因。
采用高阻抗变压器的电力系统具有以下一些特点:
(1)当电网发生短路事故时,通过高阻抗变压器和其它电力设备的短路电流较小,相应的短路电磁力和电流热效应也会降低。
这不但可提高电网的可靠性,同时还可以降低线路开关等电气设备的开断容量。
(2)采用高阻抗变压器,可以取消为限制系统短路电流而单独设置的限流电抗器,从而可降低建设费用、减少占地面积。
2高阻抗变压器的结构特点
提高变压器阻抗的方法一般有两种。
第一种是采用普通的变压器常规结构,通过调整铁心直径和绕组参数,必要时还要采取拆分绕组等措施,达到提高变压器阻抗的目的。
第二种是采用在变压器油箱内部设置电抗器(即所谓的内置电抗器)的结构来达到提高变压器入口电抗的目的。
采用普通的变压器常规结构来提高变压器阻抗的技术关键是对绕组的漏磁控制及其相应的损耗控制和温升控制。
众所周知,当变压器接入电网而施加额定电压时,在铁心中将有主磁通流过。
在变压器带负载运行以后,负载电流将在变压器的一、二次绕组内部及其周围区域产生漏磁通,这些漏磁通与一、二次绕组交链而形成变压器的短路阻抗。
因而,若提高变压器阻抗电压的规定值,就必然要求有比较多的漏磁通与一、二次绕组交链。
对于大型变压器而言,漏磁通增加所带来的突出问题是绕组和结构件内的杂散损耗明显增加,相应部位的温升随之提高。
这就要求在结构上采取有效措施对变压器的漏磁场进行控制,防止绕组和结构件产生局部过热,保证变压器的安全运行。
采用内置电抗器的高阻抗变压器的关键是对电抗器所产生的漏磁场进行有效的屏蔽,以减小其在结构件中产生的杂散损耗,防止局部过热。
另一方面,要采取可靠的夹紧结构,减小电抗器的机械振动,这些措施相对于变压器而言实施起来要简单得多。
由于电抗器的容量较小,电压等级一般也比较低,其漏磁控制技术和结构夹紧技术要简单得多。
3高阻抗变压器的两种结构形式简介
3.1普通结构的高阻抗变压器图la和图1c分别表示具有正常阻抗值的普通三相三绕组有载调压电力变压器(一相)的绕组排列图和相应的电气接线图。
根据文献[1】所述,在调压绕组不接人电路中的额定分接电压状态,三绕组变压器三对阻抗之间满足如下关系:
uu(0.89-0.91)u眦,%
(1)根据文献【l】中的统计,高阻抗变压器的高一中绕组之间的阻抗/till与正常变压器的阻抗相接近,最多可以高出正常变压器阻抗的21%左右;
中一低绕组之间的阻抗u札可以高出正常变压器阻抗的244%左右;
高一低绕组之间的阻抗/till可以高出正常变压器阻抗的99%左右。
而且普通结构高阻抗三绕组变压器三对阻抗之间满足如下关系:
Uv~,+/trCL=(O.86--0.89)/tHL,%
(2)为了使三绕组变压器的三对阻抗同时满足要求,在铁心直径、主磁通密度以及绕组电抗高度一定的情况下,必须对绕组之间的空道或绕组位置进行调整,甚至要将某一个绕组拆分成两部分,这样才能保证各对阻抗值的实现。
图lb就是为了实现某种阻抗组合而将中压绕组的一部分放在了高压绕组的外面,而调压绕组则设置在中压内绕组与低压绕组之间。
其相应的电气接线图如图ld所示。
对于不同阻抗的组合方式,还可能存在将高压绕组拆分为内、外两部分的结构。
3.2内置电抗器结构的高阻抗变压器采用内置电抗器技术设计三绕组高阻抗变压器,就是在三绕组中的一个绕组上串联连接一个电抗器,达到提高某两对阻抗值的目的。
假设某三绕组变压器在额定分接电压位置时的三对阻抗值分别为urn=14%,/t~=23%,M}ⅡJ_37%。
从对三对阻抗规定值的分析中可以发现,/till基本上为正常的国家标准规定值,而M和/till的值则是在正常标准规定值的基础上再加15%左右。
这样,通过在低压绕组中串联一个阻抗值为15%的电抗器,就可以使用普通三绕组变压器结构来满足规定阻抗值的要求。
图2a和图2b分别表示满足上述阻抗要求的高阻抗变压器绕组排列图和相应的电气接线图。
4高阻抗变压器两种结构型式的性能比较
采用普通三绕组变压器结构,靠调整主空道和拆分绕组的方式来满足对规定阻抗的要求,这种结构存在的问题是变压器绕组漏磁通很大,相应的杂散损耗和漏磁发热问题严重。
此外,无论是将高压绕组拆分为两部分,还是将中压绕组拆分为两部分,由于绕组在拆分绕组之间的连线上也必然要具有较高的绝缘水平,这给结构的实现增加了不少难度。
表1中给出了分别采用两种结构的高阻抗变压器的性能比较。
由表l比较可以看出,采用内置电抗器结构的高阻抗变压器(方案1)和采用普通三绕组变压器结构的高阻抗变压器(方案2),在有效材料消耗基本相当的情况下,前者的负载损耗和空载损耗值都有比较大的降低。
而且由于方案1不需要对绕组进行拆分,该结构的绕组具有比较高的抗短路力作用能力。
此外,对变压器运行性能至关重要的一点是,内置电抗器式变压器的阻抗在极端电压分接位置和额定电压分接之间的变化较小,这在通过拆分绕组的方法实现高阻抗的变压器设计方案中是无法实现的。
5结束语
(1)通过上述分析可以看出,内置电抗器的高阻抗变压器器身结构与普通三绕组变压器的完全相同。
该结构高阻抗变压器具有结构简单、热点温度低、抗短路能力强和产品性能指标先进等特点。
(2)内置电抗器式高阻抗变压器的技术关键在于有效地控制电抗器的漏磁通分布,防止在电抗器及其周围部件中产生局部过热和引起过大的机械振动。
(3)通过对220kV、150MVA变压器的多项测试表明,内置电抗器式高阻抗变压器的三相电抗值具有很好的平衡性,电抗器周围结构件的温升远低于国家标准规定值,电抗器的振动幅值也仅为十几微米。
一、什么是高阻抗变压器?
电力变压器的主要技术参数之一是阻抗电压的百分值,阻抗电压的大小直接影响到系统稳定和供电质量。
如双卷变10kv级为4%-5.5%,35kv级为6.5%-8%,63kv级为8%-9%,110kv级为10.5%,220kv级为12%-14%。
高阻抗变压器,指其阻抗电压的百分值超过同一电压等级同一容量的国家标准规定的百分值。
至于超出多少为高阻抗,目前尚无统一规定,可根据电网和变电所的实际情况来选择所需的阻抗电压。
二、高阻抗变压器的两种结构形式简介
1.普通结构的高阻抗变压器
在调压绕组不接人电路中的额定分接电压状态,三绕组变压器三对阻抗之间满足如下关系:
uu(0.89-0.91)u
(1)根据文献中的统计,高阻抗变压器的高一中绕组之间的阻抗/till与正常变压器的阻抗相接近,最多可以高出正常变压器阻抗的21%左右;
中一低绕组之间的阻抗u札可以高出正常变压器阻抗的244%左右;
高一低绕组之间的阻抗/till可以高出正常变压器阻抗的99%左右。
Uv~,+/trCL=(O.86--0.89)/tHL
(2)为了使三绕组变压器的三对阻抗同时满足要求,在铁心直径、主磁通密度以及绕组电抗高度一定的情况下,必须对绕组之间的空道或绕组位置进行调整,甚至要将某一个绕组拆分成两部分,这样才能保证各对阻抗值的实现。
为了实现某种阻抗组合而将中压绕组的一部分放在了高压绕组的外面,而调压绕组则设置在中压内绕组与低压绕组之间。
对于不同阻抗的组合方式,还可能存在将高压绕组拆分为内、外两部分的结构。
2.内置电抗器结构的高阻抗变压器采用内置电抗器技术设计三绕组高阻抗变压器,就是在三绕组中的一个绕组上串联连接一个电抗器,达到提高某两对阻抗值的目的。
假设某三绕组变压器在额定分接电压位置时的三对阻抗值分别为urn=14%,/t~=23%,M}ⅡJ_37%。
从对三对阻抗规定值的分析中可以发现,/till基本上为正常的国家标准规定值,而M和/till的值则是在正常标准规定值的基础上再加15%左右。
这样,通过在低压绕组中串联一个阻抗值为15%的电抗器,就可以使用普通三绕组变压器结构来满足规定阻抗值的要求。
三、高阻抗变压器两种结构型式的性能比较
采用普通三绕组变压器结构,靠调整主空道和拆分绕组的方式来满足对规定阻抗的要求,这种结构存在的问题是变压器绕组漏磁通很大,相应的杂散损耗和漏磁发热问题严重。
此外,无论是将高压绕组拆分为两部分,还是将中压绕组拆分为两部分,由于绕组在拆分绕组之间的连线上也必然要具有较高的绝缘水平,这给结构的实现增加了不少难度。
采用内置电抗器结构的高阻抗变压器(方案1)和采用普通三绕组变压器结构的高阻抗变压器(方案2),在有效材料消耗基本相当的情况下,前者的负载损耗和空载损耗值都有比较大的降低。
而且由于方案1不需要对绕组进行拆分,该结构的绕组具有比较高的抗短路力作用能力。
此外,对变压器运行性能至关重要的一点是,内置电抗器式变压器的阻抗在极端电压分接位置和额定电压分接之间的变化较小,这在通过拆分绕组的方法实现高阻抗的变压器设计方案中是无法实现的。
内置电抗器结构较分裂绕组结构具有以下优点:
1:
空载损耗较小,其可降低约18%。
2:
负载损耗较小,其可降低约18%。
3:
运行比较经济。
4:
阻抗偏差容易保证,可满足扩建站并联运行的条件。
5:
极限分接阻抗波动较小,运行平稳。
6:
结构相对简单,绝缘可靠性高,运行有利。
7:
可有效抵御近口短路电流的冲击,使变压器的可靠性增强。
8:
降低噪音。
9:
降低变压器制造成本。
注意问题和改进
末屏接地使用专用接地线,接线端采用相应线耳压接并搪锡处理,螺杆和螺帽等压接部位要清理干净,垫片、弹簧垫齐全。
主变末屏接地检查应安排在所以检修工作结束之后,外壳刷漆时注意保护好高压套管的末屏接地。
利用小修等机会普查其他220KV变压器、CT、PT、穿墙套管的末屏接地是否良好。
准备强度更好的小套管,在适当机会对所改造的引出小套管予以更换。
可逐步更换分裂变压器。
如果三相平衡,短路点的电压都接近0,发电机机端的电压为短路时的电流*主变阻抗,值很低.
但是短路点的相间短路线流过的电流却不小,三相矢量和为零
许多时间做短路都是为了给二次检查CT极相,接线,
作发电机短路实验的目的是为了检查三相电流的对称性,并结合空载特性用来求取电机的参数,可以判断线圈有无匝间短路。
此外,计算发电机的主要参数,同步电抗,短路比以及进行电压调整的计算,也需要短路特性
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(1)三相短路实验尽量采用铜排或铝排,同时连接必须良好,以免过热现象!
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(2)调节励磁电流时应缓慢进行:
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(3)在实验中当Il升至15—20%时,应检查三相电流对称性,合格后继续
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w(4)三相短路,应尽量装在出口断路器内侧,以免在实验过程中,断路器误跳,引起电机绝缘损坏。
在电厂,用它可以判断转子及定子绕组有无匝间短路等有关部件故障。
短路试验测得就是定子电流和励磁之间的关系,把电机的机械特性做出来,得出一条曲线
短路试验时,必须从6KV开关室里接临时电源过来,这个是因为发电机没有发电,励磁变没有电,也就不能向发电机转子提供直流电,也就不能做短路试验了,最重要的就是临时电源的全部保护要投入,有异常或故障只跳灭磁开关.短路试验包括发电机-主变和发电机-高厂变两部分,所以要在主变出口和高厂变出口三相短路。
之后就是接通临时电源,合上灭磁开关,向发电机提供直流电,在机组维持3000转/分下,开始升压,只是励磁调节采用手动方式使励磁电流缓慢增加,将发电机的定子电流调整到额定电流的15%时,由保护人员检查各TA有无开路,电流是否平衡正常。
继续调整定子电流直至定子的额定电流,记录励磁电流值。
此时定子电压趋于0,并不是没有,此时电压值为短路电压值。
全部过程结束!
在此期间注意监视发电机各部分温度变化是否正常!
其实发电机的短路试验是励磁电流和发电机定子电流的关系。
(作两次,发电机-主变/发电机-高厂变)
短路试验的目的:
1)判断转子绕组有无匝间短路
2)计算发电机的同步电抗和短路比
3)进行电压调整器的整定计算。
属于发电机的特性和参数试验,它与预防性试验的目的不同。
这类试验是为了了解发电机的运行性能、基本量之间的关系的特性曲线以及被发电机结构确定了的参数。
做这些试验可以反映发电机的某些问题。
空载特性是指发电机以额定转速空载运行时,其定子电压与励磁电流之间的关系。
它的用途很多,利用特性曲线,可以断定转子线圈有无匝间短路,也可判断定子铁芯有无局部短路,如有短路,该处的涡流去磁作用也将使励磁电流因升至额定电压而增大。
此外,计算发电机的电压变化率、未饱和的同步电抗,分析电压变动时发电机的运行情况及整定磁场电阻等都需要利用空载特性。
而短路特性是指在额定转速下,定子绕组三相短路时,这个短路电流与励磁电流之间的关系。
利用短路特性,可以判断转子线圈有无匝间短路,因为当转子线圈存在匝间短路时,由于安培匝数减少,同样大的励磁电流,短路电流也会减少。
此外,计算发电机的主要参数同步电抗、短路比以及进行电压调整器的整定计算时,也需要短路特性。
空载试验的目的
发电机的空载特性试验,也是发电机的基本试验项目。
判断检修是否合格,以便启动发电机组,是电气总启动前必做试验。
西安东汇电气有限公司的TFD-2B发电机特性综合测试仪(便携式)可以一步到位完成发电机空载、短路等特性试验
大修后启动试验项目和要求
启动试验项目和要求
6.2.1首次手动开停机试验:
6.2.1.1首次开机过程中应监测检查如下主要项目:
a)机组升速至80%额定转速(或规定值)时,可手动切除高压油顶起装置,并校验电气转速继电器对应的触点。
b)机组升速过程中应加强对各部轴承温度、油槽油面的监视。
各轴承温度不应有急剧升高及下降现象。
c)测量机组运行摆度双幅值,其值应小于轴承间隙或符合厂家设计规定值。
d)测量永磁发电机电压和频率关系曲线。
e)测量发电机一次残压及相序。
6.2.1.2首次手动停机过程中应检查下列各项:
a)注意机组转速降至规定转速时,高压油顶起装置的自动投入情况。
b)监视各部位轴承温度变化情况。
c)检查转速继电器的动作情况。
d)检查各部位油槽油面变化情况。
e)机组全停后,高压油顶起装置应自动切除。
6.2.2过速试验及检查:
6.2.2.1机组过速试验要根据设计规定的过速保护装置整定值进行。
6.2.2.2过速试验过程中应监视并记录各部位摆度和振动值,各部轴承的温升情况及发电机空气间隙的变化。
6.2.2.3过速试验停机后应进行如下检查:
a)全面检查转动部分。
b)检查定子基础及上机架径向支承装置的状态。
c)检查各部位螺栓、销钉、锁片是否松动或脱落。
d)检查转动部分的焊缝是否有开裂现象。
e)检查上下挡风板、挡风圈、导风叶是否有松动或断裂。
6.2.3自动开机和自动停机试验:
6.2.3.1自动开机和自动停机试验的主要目的是检查自动开停机回路动作是否正确。
具有计算机监控系统为主要控制方式的水电站,自动开、停机应由计算机监控系统来完成。
6.2.3.2自动开机可在中控室或机旁进行,并检查下列各项:
a)检查自动化元件能否正确动作。
b)检查推力轴承高压油顶起装置的动作情况。
6.2.3.3自动停机过程中及停机后的检查项目:
a)记录自发出停机脉冲信号至机组转速降至制动转速所需时间。
b)记录机组开始制动至全停的时间。
c)检查转速继电器动作是否正确。
d)当机组转速降至设计规定转速时,推力轴承高压油顶起装置应能自动投入,停机后应能自动切除。
6.2.4发电机短路试验,必要时才做此项试验。
6.2.5发电机升压试验:
6.2.5.1发电机升压试验应具备的条件:
a)发电机保护系统投入,励磁系统调节器回路电源投入,辅助设备及信号回路电源投人。
b)发电机振动、摆度及空气间隙监测装置投入,定子绕组局部放电监测系统投入。
6.2.5.2发电机升压时应进行下列检查和试验:
a)分段升压,检查所有电压互感器二次侧电压应三相平衡,相序相位及仪表指示应正确,各电压保护装置端子电压正常。
b)发电机及引出母线、与母线相连的断路器、分支回路设备等带电后是否正常。
c)机组运行中各部振动及摆度是否正常。
d)分别在50%、100%额定电压下,跳开灭磁开关检查消弧情况,录制示波图,并求取灭磁时间常数。
e)在额定电压下测量发电机轴电压。
6.2.6发电机空载下励磁调节器试验:
6.2.6.1发电机空载时的励磁调节器试验应符合下列要求:
a)具有起励装置的晶闸管励磁调节器的起励工作应正常且可靠。
b)检查励磁调节系统的电压调整范围,应符合设计要求。
检查在各种工况下的稳定性(即摆动次数)和超调量不超过规定。
c)测量励磁调节器的开环放大倍数值。
d)在等值负载情况下,录制和观察励磁调节器各部特性。
对于晶闸管励磁系统,还应在额定励磁电流情况下,检查功率整流桥的均流和均压系数。
均压系数不应低于0.9,均流系数不应低于0.85。
e)发电机空载状态下,改变转速,测定发电机端电压变化值,录制发电机电压与频率关系特性曲线。
频率每变化1%,自动励磁调节系统应保证发电机电压的变化值不大于额定值的±
0.25%。
f)晶闸管励磁调节器应进行低励磁、过励磁、断线、过电压、均流保护的调整及模拟动作试验,其动作应正确。
g)对于采用三相全控整流桥的静止励磁装置,还应进行逆变灭磁试验。
6.2.7发电机并列及带负荷试验:
6.2.7.1发电机并列试验。
a)以手动和自动准同步方式并列试验前,应检查同步装置的超前时间、调速脉冲宽度及电压差闭锁的整定值。
b)在正式并列试验前,应先断开相应的隔离开
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