高压硅整流变压器ppt课件.pptx
前 言,电除尘器高压供电装置由高压控制部分和输出为直流负高压的整流变压器两大部分组成。整流变压器是由升压变压器和整流器组成。由于整流变压器的负载为带烟气粉尘的电场，工作时负载常常出现闪络以致拉弧的情况，而闪络和拉弧的存在，产生了幅值较高的高次谐波，这就要求整个回路的阻抗电压要提高。因此该变压器具有升压、整流、阻抗电压高等特性。对于阻抗电压高的情况，变压器设计时，可分为两种形式：,低阻抗变压器加电抗器。 高阻抗变压器：它是将阻抗电压值设计在变压器中，免去一个电抗器，给设计、制造、安装提供了更多的方便。,高 阻 抗 变 压 器,油枕,高压套管,第一章 主要技术参数,输入为单相、交流电压380V、频率50Hz；直流输出：电流0.12.0A，电压60、66、72、80、90kV；整流方式：桥串联；功率因数：阻性：0.9；电场：0.85；效率：阻性：0.7；电场：0.75；温升：绕组：65K；油顶层温升：40K；使用环境： 海拔高度不超过1000m，如超过，按GB3859修正。具体如下：海拔高度超过1000m时，由于空气稀薄，影响了绝缘和散热；当H 1000m，每升高100m，外绝缘间隙增加1；温升限值降低1K。 环境温度不高于40，不低于变压器油规定的凝点温度。,第二章 变压器温度曲线图,第三章 变 压 器 总 图,第四章 产 品 结 构,一、变压器芯体,二、高 压 绕 组,采用漆包线绕制在高压骨架上。根据输出电压等级的不同，有10个绕组。根据变压器的特点，头尾的电位梯度高一些，所以设置加强包和普通包，提高产品的可靠性。,由于高压绕组的匝数多，层数也多，所以绕组中间层设置散热油道。为改善绕组散热条件，层间绝缘采用棱格点胶纸。,高压线圈,三、低 压 绕 组,层式结构，采用纸包扁铜线绕在低压筒上。变压器设有3个抽头，其输出分别为额定输出的100、90、80。低压绕组电压低、电流大，为提高绕组的抗冲击能力，在低压绕组内加静电屏，增大绕组对地电容，使冲击电流尽量从静电屏流走。低压绕组电压低、电流大，绕组损耗值大，根据线圈温升计算，一般需设置散热油道。采用1纸板压制成瓦楞状，放在导线层之间。,四、铁 芯,高压取样电阻,铁 芯,五、整流桥（硅堆）,根据高压绕组数量的不同，分别有610个整流桥，每一组整流桥有四个硅堆，其中在负高压输出侧为加强桥（硅堆为35kV），其余为普通桥（硅堆为25kV）。,高压硅整流器,高压电抗器,六、箱 体,散热片,七、高压侧隔离刀,动触头,第五章 变压器的静电屏,低压绕组电压低、电流大，为提高绕组的抗冲击能力，在低压绕组内加静电屏，增大绕组对地电容，使冲击电流尽量从静电屏流走，也就是说大电容的存在，使绕组各点电位无法发生突变， 电位梯度趋于平衡，对绕组起保 护作用。但是，静电屏必须可靠 接地，否则达不到保护效果，还 会由于悬浮电位的产生引起内部 放电的问题。,静电屏蔽引出线,第六章 现场吊芯检查,产品运输后，变压器内部个别零部件发生松动、位移，所以要吊芯检查，把可能的故障消除。,一、检查内容：,所有引线、紧固件必须紧固，不得松动； 用2500V 摇表测量： 铁芯必须而且只有一点接地； 低对地绝缘阻值 300M；高对地绝缘阻值 1000M；取样电阻200M。,二、注意事项,环境温度 15 。应在完好封闭场所或临时密闭的地方吊芯，地面平坦结实、四周清洁，设备、工具干净，以防尘、防雨、防污染。 器身暴露时间：从开始放油计算。空气相对湿度 65，8h；空气相对湿度 75，6h；空气相对湿度 75，不允许吊芯。,第七章 日常维护,温度计管必须加适量的变压器油，然后再装温度计；空气吸湿器底部装进适量变压器油；干燥剂如有变色，应及时更换；对变压器油应每年进行一次耐压试验，耐压值应35kV/2.5mm；新油耐压40kV/2.5mm。除非发生故障，在一般情况下不必吊芯检查，以免使器身绝缘受潮。对于侧出线变压器，吊芯前必须先打开手孔盖，拆除高压引线。本产品在出厂时已做了如下试验：,耐压试验； 负载试验； 开路试验； 闪络冲击试验。,第八章 故障判断,一、检查测试铁心对地绝缘阻值：不为0；低对地绝缘阻值：400M；高对地绝缘阻值：1000M；取样电阻200M（U2=6080KV的变压器）。硅堆正反向阻值：用2500V的摇表检查硅堆的正反向极性，若反相阻值为“0”，则有可能是硅堆或电容击穿。把电容拆下测量，若电容阻值为“0”，则是电容损坏；若电容阻值正常，则是硅堆损坏。高压绕组直流电阻值。把所测量的高压绕组直流电阻值与标签上的直流电阻值进行对比，如相差较大，则该绕组有问题；如相差不大，则必须通过试验进一步判断（即变比试验）。,二、变比试验 拆除高压绕组与硅堆板连接线（单边），用调压器从低压侧输入约510V，观察一次电流变化情况，如有明显指示，则表示存在短路现象，用万用表分别测量各高压绕组感应电压。根据变压器原理，同匝数应同电压，若高压绕组同匝数有同电压，而I1有明显变化，则判断低压绕组有短路现象。对于高阻抗，在判断低压绕组有问题后，还必须分别通电，比较两边参数，以进一步判断。,第九章 工艺特点,铁心：浸漆处理，可以提高抗振性和降低噪声。低压绕组：浸漆处理，提高绕组整体机械强度。高压绕组：真空浸漆处理，提高绕组整体机械强度；防止绕组浸漆不透，内部产生永久性空腔，从而容易产生内部放电。层间绝缘采用棱格点胶纸，改善绕组散热条件。器身：真空干燥，将所有零部件水分去除，提高产品质量。总装：注入变压器油后，抽真空排气，将装配过程中混入的空气排除，保证产品质量。,第十章 变 压 器 油,一、变压器油质量指标,变压器油质量指标,二、变压器油的物理性质,运动粘度：变压器油的主要功能之一是通过自身或强制循环进行传导散热，所以油的粘度不能太高，以免影响油的有效流动和传热。一般要求40条件下，粘度不大于12mm2/s。倾点或凝固点：两者均是衡量油品低温流动性能的指标。倾点：油品刚好能够流动的最低温度；凝固点：油品不能流动的最高温度。同一油品倾点一般较凝点高2-6。闪点：变压器油加热时，所发生的蒸汽与空气混合后，靠近火焰发生闪燃的温度。该指标作为检验油品在储存和使用过程中有无污染，是否混油的依据。密度：影响油热传导率，而且还能用于确定油品在某些特殊场合是否适用。一般要求密度不大于0.895 。,界面张力：表明其是否存在极性物资污染，还可以用于对已使用一段时间的油的衰败程度。色度：表征油品精制深度。色度并非越小越好，精制过深或过浅均对油品的使用存在不利影响。在运行中，色度变化可以反映油品变质程度。水分：水分对变压器油击穿电压影响甚大，水分主要来自空气。 苯胺点：间接表示油品的组成。芳香烃最低，石蜡烃最高，环烷烃居中。标准要求苯胺点在63-84之间。酸值：表示石油产品中所含有机酸的总量，反映了油的精制深度和氧化程度。糠醛含量：作为运行中变压器绝缘纸是否降解的标志。 介质损耗因数：反映油中泄露电流引起的功率损失，根据其大小，判断变压器油的劣化与污染程度。,三、测试项目,外观：透明，无悬浮物和机械杂质（目测）；闪点：不低于140（10、25）、135（45）；酸值：不大于0.03mgKOH/g；击穿电压： 40kV/2.5mm。,四、利用特征气体判断故障性质,五、不同故障类型产生的气体,六、油中溶解气体注意值,总烃是指甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种气体的总和。,七、变压器绝对产气速率注意值,八、混油和补充油的规定,补加油宜采用与已充油同一油源、同一添加剂类型的油品，且补加油的各项指标不应低于已充油。如补加油的补加分额大于5，可能导致补后油迅速析出油泥。因此，必须做油样混合试验，确认无沉淀物产生，方可补加油。因各地制造变压器油的油基和制作工艺不同，所以不同产地的变压器油不宜直接使用；否则应对混合油做全面签定试验。但是，如果混入的变压器油量仅占总油量的5以下时，可不经试验直接混用。,第十一章 新型变压器,器身结构与低阻抗基本相同，即壳式铁心、直接缝；低压线圈1个，设3抽头；高压线圈10个。整流桥32组（与高压线圈相对应）。技术参数与高阻抗变压器基本相同。半绝缘、一体化结构、敞开式结构。,第十二章、电除尘控制,一、原理图,二、 EPIC-II控制器,EPIC-II是用于调整和控制输入到静电除尘器的电源功率的基于微处理器的控制器。在烟气温度、烟气成分、气流发生很大变化时，EPIC-II能够将火花率调整到一个比较合适的水平。它调整整流器使得输入除尘器的电流根据火花工况的变化而变化。所有的操作可以通过（上位机）等进行监控。,三、 EPIC-II面板,发光二极管的功能如下： ALARM 报警，发生任何故障时指示 快闪：跳闸；慢闪：报警 TR-ON 当主接触器闭合，整流器运行时，该指示灯亮 SPARK 每检测到一次火花就闪亮一次AC-LINE 指示一次电流有效后，EPIC锁住电源的频率并开始进行数据检测 ALIVE 当处理器正常工作时闪烁REMOTE 指示EPIC处于遥控状态，可以接收从FLAKT BUS上传送过来的数据TOKEN ROTATION 通讯令牌指示灯，不闪烁表示没有通讯NETWORK 钮子开关。,四、报警指示,系统中或外围的信号点发生故障，会引起EPIC-II报警甚至跳闸。报警的故障列表在上位机上可以看到：报警列表清单，表中显示报警发生的日期时间、发生报警的控制器、报警内容等。,五、报警清单 报警号1：“Temperature high, Warning” 变压器温度高，报警 原因：整流变压器内低温度点动作，报警 解决方案： 检查整流变压器的实际温度和报警接点 报警号1：“Temperature high, T/R tripped” 变压器温度高，跳闸 原因：整流变压器内高温度点动作，整流器跳闸 解决方案： 检查整流变压器的实际温度和报警接点 报警号3：“Check oil, Warning” 液位报警 原因：变压器液位继电器动作，报警 解决方案： 检查整流变压器的接点 报警号4：“Check oil, T/R tripped” 液位跳闸 原因：变压器瓦斯继电器动作，跳闸 解决方案：检查整流变压器的接点,报警号6：“HV safety breaker, T/R tripped” 高压安全联锁断开， 整流器跳闸 原因：高压安全联锁回路断开 解决方案：检查该回路，有否元件失效断开或认为动作 报警号8：“SCR unbalanced, T/R tripped” 可控硅不平衡，跳闸 原因：检测到两个可控硅之间的状态相差较大 解决方案：检查可控硅的状态，出发脉冲 报警号9：“AC current high, T/R tripped” 初级电流高，跳闸 原因：初级电流取样值超过设定的跳闸极限 解决方案：检测实际的初级电流和取样回路 报警号10：“DC voltage low, T/R tripped” 直流电压低，跳闸 原因：直流电压取样值低于设定的跳闸极限 解决方案：检查电场内是否有短路或二次电压取样回路,报警号11：“DC voltage low, Warning” 直流电压低，报警 原因：直流电压取样值低于设定的报警极限 解决方案：检查电场内是否有短路或二次电压取样回路 报警号12：“DC voltage high, T/R tripped” 直流电压高，跳闸 原因：二次电压上升超过了设定的跳闸极限 解决方案：检查变压器输出是否开路或二次电压取样回路 报警号15：“SCR shortcut, T/R tripped” 可控硅短路，跳闸 原因：在没有触发脉冲的时候可控硅已经导通 解决方案：检查有否接线错误或可控硅损坏 报警号18：“Contactor error, T/R tripped” 主接触器错误，跳闸 原因：在整流器开机的情况下，主接触器的触点反馈丢失 解决方案：检查接触器和接线,报警号210：“Power down 200ms, T/R tripped” 供电电源断开超过200毫秒，跳闸 原因：供电电源丢失 解决方案：检查电源并重新启动 报警号54：“Rapping continuously 10min, Warning” 连续振打超过10分钟，报警 原因：某个振打连续运行超过10分钟，易损坏极板。 如手动运行忘记关掉 解决方案：关掉该振打,六、结构特点,柜内装有可控硅元件，控制变压器、压敏电阻，继电器、熔断器、电阻、印刷线路板、接线端子和风机等零部件（可控硅二极管的型号：KP500-1200）。 控制柜内发热量较大的元件的发热部分（例如可控硅散热器，较大功率的电阻等）均设计安装在散热风道内，由可控硅散热器上的温度继电器控制风道上的冷却风机的启停，并设有过热超温跳闸报警电路。,七、设备应具有的特性,输出电流能在0100%范围内任意整定。 允许在150次/分闪烁状态下运行，并能防止电弧产生。 允许负载完全短路，而设备中任何元件不应损坏。延时30秒，发出报警信号。 不允许空载运行，但负载偶尔开路，也不应造成任何故障，延时5秒发出跳闸报警信号。 能承受在额定输出条件下的开机和停机的冲击。,八、绝缘试验,在进行绝缘试验前，先用兆欧表测量各受试部分的绝缘电阻（在环境间温度205）：,控制线路：用500V兆欧表，绝缘电阻1M。 主回路：用1000V兆欧表，绝缘电阻2.5M。 表绝缘电阻70 M。,九、微处理器,微处理器，控制器（以下称EPIC）可控硅自动控制系统控制柜（T/Rcc）和高压硅整流器（T/R）组成。其基本作用将工频交际花流电变成交压直流电。 该设备自动控制系统所采用的EPIC，能根据其内在的指令和当时的电路状态及时、准确有效地控制可控硅的导通角，而且，可任意、方便地选择所拥有的火花电压（电流）跟踪，峰值电压跟踪，间隙供电等火花电压（电流）跟踪特性。,火花电压跟踪特性图,直流输出电流极限以下，当电场发生火花时，装置的输出能自动跟踪至电场的火花电压。其特性曲线见图,当电场内产生反电晕而呈电流上升电压却下降的现象时，装置能自动地减小电流寻找输出电压峰值（最大平均电压值），并使设备能在峰值电压处跟踪运行。,峰值电压跟踪特性,可调式间隙供电特性，装置能控制可控硅的导通，使之即可每个半波轮流导通，也可中断几个半波才导通一个半波，可用下式表示：,式中：t1表示导通半周期 t2表示中断的半周期 CR变化范围为1/1、1/3、.1/15,十、保护措施,用熔断器、阻容吸收电路和太敏电阻保护可控元件。 用热继电器作一次侧过载保护。 用温度继电器保证可控硅元件直适温下工和，当可控硅元件温度达到60时，温度继电器B2，同时启动二只冷却风机E1，当环境温度超过允许值等原因导致可控元件温度达到90时，温度继电器B5动作，使中间继电器K6尖电而主要触器K1跳闸，同时EPIC据此发出跳闸报警信号。 为防止低压回路产生高压，变压器一次侧二端有压敏电阻保护。,十一、可控硅,可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G 。 可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。 可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。,十二、单向可控硅的特性,单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。,十三、单向可控硅的检测,万用表选用电阻R1档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑笔接的引脚为控制极G，红笔接的引脚为阴极K，另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A，红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏。,第十三章、电除尘故障类型分析,
