發(fā)電機(jī)變壓器通過荷蘭KAMA實(shí)驗(yàn)室短路試驗(yàn)

徐春苗

摘要??? 通過對(duì)大容量發(fā)電機(jī)變壓器短路強(qiáng)度的研究，特變電工260MVA-420/20kV大容量發(fā)電機(jī)變壓器成功通過荷蘭KAMA實(shí)驗(yàn)室短路試驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】大容量發(fā)電機(jī)變壓器 短路試驗(yàn) KEMA

隨著印度本土經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)的發(fā)展也被快速推進(jìn)。電力變壓器運(yùn)行過程中所承受的電磁負(fù)荷非常高，致使漏磁場顯著增強(qiáng)，由此給變壓器帶來一系列問題，其中尤為重要的一項(xiàng)是變壓器的承受短路能力。印度電力部門已明確要求印度境內(nèi)的各類變壓器需做抗短路試驗(yàn)。為此，我公司針對(duì)印度市場研制了滿足要求的高可靠抗短路能力的發(fā)電機(jī)變壓器。

1 發(fā)電機(jī)變壓器技術(shù)參數(shù)

印度國家火電公司（NTPC）技術(shù)規(guī)范技術(shù)參數(shù)如下：

電壓變比：420/√3kV±2x25%/20kV;容量：260MVA;短路阻抗：15.0%;

高壓繞組絕緣水平：LI1425-SI1175-AC630;低壓繞組絕緣水平：LI170-AC70;

連接組別：li0。

2 繞組排列

國內(nèi)發(fā)電機(jī)變壓器采用低壓U型結(jié)構(gòu)，調(diào)壓線圈串聯(lián)在高壓繞組上，沒有獨(dú)立調(diào)壓線圈，新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)繞組排列是低壓-高壓-調(diào)壓，如圖1和圖2。

3 變壓器輻向失穩(wěn)強(qiáng)度研究

輻向失穩(wěn)這種損壞主要是短路繞組的軸向漏磁場和在線匝流動(dòng)的電流之間相互作用產(chǎn)生的輻向點(diǎn)動(dòng)力作用在繞組線餅上導(dǎo)致變壓器輻向失穩(wěn)，繞組破壞表現(xiàn)形式大多為內(nèi)繞組出現(xiàn)變形，發(fā)生鼓包、扭曲、移位等不可恢復(fù)的后果，其發(fā)展的典型形式是絕緣損壞，隨后出現(xiàn)匝間短路、餅間擊穿、主絕緣放電或完全擊穿，對(duì)抗受輻向短路力的措施：

（1）繞組要均勻地與鐵心接觸，低壓采用硬紙筒，心柱與硬紙筒之間空隙撐實(shí)。

（2）增加撐條根數(shù)，加大導(dǎo)線截面，消除當(dāng)繞組受短路力作用時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（3）采用立式繞線機(jī)，降低繞組繞制系數(shù)。

（4）繞組的恒壓干燥，原因是墊塊及繞組的匝絕緣尺寸受含水量的影響很大。

（5）出線頭要緊密綁扎固定。4變壓器軸向失穩(wěn)研究

變壓器的軸向力是由于線圈的橫向漏磁場所引起的，內(nèi)線圈一般產(chǎn)生比外線圈大得多的軸向力，同時(shí)軸向力有使安匝不平衡加劇的趨勢，對(duì)抗受軸向短路力的措施：

（1）在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量調(diào)整軸向安匝的不平衡度，使之能控制在5%之內(nèi)。

（2）器身干燥和軸向壓緊。

（3）繞制線餅的松緊度對(duì)導(dǎo)線的抗倒伏強(qiáng)度有很大的影響，線餅繞制的越緊，各匝間的摩擦力變大，其抗倒伏強(qiáng)度越高。

（4）加大軸向預(yù)緊力，會(huì)降低軸向力。

（5）加大餅間墊塊的受壓面積會(huì)降低軸向力，同時(shí)提高線餅軸向抗倒伏強(qiáng)度。

5 短路強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)公司引用烏克蘭專用驗(yàn)證軟件按照標(biāo)準(zhǔn)IEC60076-5-2006，承受短路的能力驗(yàn)證，高壓線圈、低壓線圈、調(diào)壓線圈在最大分接、額定分接、最小分接三種工況下進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)于變壓器短路強(qiáng)度重點(diǎn)考核指標(biāo)中的環(huán)形拉應(yīng)力、環(huán)形壓縮應(yīng)力、導(dǎo)線輻向彎曲應(yīng)力、導(dǎo)線軸向彎曲應(yīng)力、線餅倒伏強(qiáng)度、導(dǎo)線紙絕緣壓縮應(yīng)力的安全系數(shù)都大于1.0，可以認(rèn)為其在短路工況下是安全的。這點(diǎn)也從該變壓器順利通過短路試驗(yàn)得到證明。

6 荷蘭KAMA實(shí)驗(yàn)室電抗測量和變壓器返廠復(fù)試試驗(yàn)

通過表1可以看出電抗測量最大偏差為0.4%。滿足IEC60076-5允許的最大偏差為1%要求。從圖3可以看出，發(fā)變機(jī)變壓器在荷蘭KAMA短路試驗(yàn)過程中沒有出現(xiàn)任何異常。按照IEC標(biāo)準(zhǔn)通過短路試驗(yàn)后需返廠做復(fù)試試驗(yàn)和內(nèi)檢。返廠后通過所有例行試驗(yàn)，阻抗值試驗(yàn)前后偏差小于±1%。圖4工廠內(nèi)檢，變壓器繞組、線圈墊塊、撐條、引線支架等都沒有發(fā)生位移在工廠的所有檢查結(jié)果都在IEC允許的范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

要成功地解決電力變壓器的短路耐受能力問題，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和開發(fā)，并對(duì)制造過程進(jìn)行控制和監(jiān)造。我公司研制的260MVA/400kV發(fā)電機(jī)變壓器一次性通過了短路試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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