换流变压器培训教材（高级） .ppt

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1、换流变压器培训教材,目录,一、基本原理二、换流变压器附件三、换流变压器非电量保护四、换流变压器运行规定五、换流变压器检修及试验六、换流变的更换七、常见故障及处理方法八、换流变压器的技术管理九、换流变故障处理实例,一、基本原理,变压器基本原理,U1=E1=4.44*f*W1*U2=E2=4.44*f*W2*U1/U2=E1/E2=W1/W2=K,单相双绕组换流变压器,单相三绕组换流变压器,问题！,与交流三绕组变压器有何区别？,2、突发事件方面的舆情 平时：研究突发事件特别是群体性事件中舆情发展变化的特点，需要及时掌握有关的舆情动态。前兆：及时收集报送引发干部群众思想情绪波动的苗头性信息。爆发：要

2、快速反应，在“第一时间”报送突发事件舆情。过程：要跟踪舆情变化报送态势性信息。结束：总结处理突发事件的经验、教训。关键词：及时反映，情况准确。,3、社会热点方面的舆情。现在社会热点问题很多，这些热点都在一定程度上反映了经济社会发展中的一些矛盾、难点，反映了人们对自身利益、国家发展及国际局势的关注和企盼。围绕着社会热点，人们总会发表各种各样的意见和观点，产生各种各样的思想认识，能否正确引导社会热点，在一定程度上取决于我们能否准确把握和分析热点。舆情信息工作，要及时跟踪热点问题的发展变化，切实加强对热点问题的分析，揭示热点问题产生的根源，善于提出引导舆论和解决热点问题的对策建议。关键词：找根源，提

3、建议,12脉动阀接线,换流变压器在直流系统中的接线,功能：实现交流电压变换，为换流阀提供换相电压。,换流变压器在直流系统中的接线,问题！,两种阀侧套管长度为什么不一样？,特点：换相阻抗大，限制了换相时的短路电流，保护换流阀。大容量换流变压器的短路阻抗百分数通常为12%-18%。换流变压器阀侧绕组同时承受交、直流电压。换流变运行时存在直流全压启动、极性反转等工况，导致换流变绝缘结构比普通变压器复杂。,换流变压器特点,换流变压器特点,运行中换流变压器流过特征谐波和非特征谐波电流，谐波含量大，损耗比普通变压器高。数值较大的特征谐波引起磁致伸缩噪音，导致换流变噪声比普通变压器高很多。有载调压范围宽。直

4、流系统具备降压运行方式，为了将触发角控制在安全域度内，有载调压的范围高达20%-30%。,各位学员在现场听一下换流变的声音。,换流变压器特点,直流偏磁现象。由于交直流线路的耦合、换流阀触发角不平衡、接地极电位的升高以及换流变交流网侧存在2次谐波等原因，换流变阀侧及交流网侧绕组的电流中含有直流分量，使换流变产生直流偏磁现象，导致换流变损耗、温升及噪音都有所增加。直流偏磁电流相对较小，一般不会对换流变的安全造成影响。换流变还需进行直流方面的特殊试验，如直流电压试验及局放试验、直流电压极性反转试验等。,换流变压器的接线组别,问题！,为什么会有这么多种接线组别？,换流变电气图（龙泉）,换流变线圈及铁心

5、,套管,1、SF6-油绝缘套管（阀侧套管）,问题！,为什么阀侧套管前部采用SF6气体绝缘？,套管,2、油绝缘瓷套管（网侧套管）,1、顶端螺母2、软连接3、顶座4、油位计5、瓷绝缘子，空气侧6、预压管7、变压器油8、电容器身9、夹紧装置 10、安装法兰 11、电流互感器抽头12、瓷绝缘子，油侧13、底部末端螺母14、密封塞,套管,3、硅橡胶套管（网侧中性点套管）,有载调压开关,换流变有载调压开关由以下部件组成：选择开关、切换开关、极性开关、电位开关、过渡电阻、电动操作机构及相关保护元件等组成。有载调压开关安装在变压器本体内。电动操作机构安装在变压器油箱壁上，通过驱动轴和斜齿轮与有载调压开关相连。

6、,有载调压开关,有载调压开关,有载调压开关,有载调压开关,有载调压开关档位变换,IL,IL,有载调压开关档位变换,IL,有载调压开关档位变换,IL1,IL2,有载调压开关档位变换,IL,有载调压开关档位变换,IL,有载调压开关档位变换,有载调压开关动作原理,问题！,怎样用15个档位实现31个分接位置？,有载调压开关,有载调压开关,有载调压开关,有载调压开关在线滤油机,由于切换开关频繁动作，导致油室内绝缘油劣化，油绝缘强度降低。换流变在线滤油机对有载调压开关切换开关油室内的绝缘油进行处理，恢复油绝缘水平。,问题！,为什么要采用在线滤油机？,有载调压开关在线滤油机,1 泵 2 电机 3 外罩 4滤

7、芯 5弹簧外壳 6压力表 7顶部螺帽 8排气螺栓9 翼状螺帽 10弹簧 11过滤器外壳 12固定螺栓 13过滤器底座 14排放阀15取样阀 16压力开关 17法兰 18密封圈 19密封圈 20密封圈21密封圈 22密封圈 23穿心螺杆,有载调压开关压力继电器,当切换开关油室内故障时，油室内压力增大，压力继电器动作发出换流变跳闸信号，换流变退出运行。,有载调压开关压力继电器,在-40到80的温度范围内，当压力增大20-40MPa/S时，动作时间将少于15ms。,有载调压开关油流继电器,装在有载调压开关切换开关油室与油枕之间的管道上。当调压开关油室内部发生故障后，油室中的油压力急剧增大，高压油将通

8、过油流继电器流向油枕，从而接通跳闸接点，发出跳闸指令。,压力释放阀,换流变压器的压力释放阀分别装在有载调压开关切换开关油室和本体油箱上。压力释放阀是一种保护装置，当换流变油箱或切换开关油室内严重故障时，本体或油室内油压急剧增大，并产生大量气体，压力增大后达到压力释放阀的动作值，压力释放阀动作泻压，并发出动作信号。,压力释放阀,压力释放阀,1-铝制法兰 2-密封圈 3-阀盘 4-垫片 6-盖板 7-弹簧 8-机械指示器 9-报警接点 10-复位把手 11-弹簧调节螺丝12-固定螺丝 14-排气螺丝,冷却系统,冷却方式：强油循环导向风冷却冷却器由冷却风扇、潜油泵、散热片、油流指示器等组成，通过冷却

9、空气与变压器油的热交换，降低换流变温度。,冷却系统,潜油泵,换流变压器的每组冷却器上装有1台潜油泵，潜油泵提供强迫油循环的动力。,油流指示器,当冷却器油管内油流速达到油流指示器定值后，表头中的指针指向PUMP ON的位置，表示冷却器运行正常。,油枕,油枕油位计,换流变油位指示器安装在本体油枕和有载调压开关油枕上。,油枕气囊泄漏探测器,油枕气囊泄漏探测器用来监测气囊内是否有破漏。气囊破裂后油会渗入，探测器检测到油后发报警信号。,在线监测装置,在线监测装置（HYDRAN）,问题！,采用在线监测的好处有那些？,在线监测装置,H201Ti,控制室计算机,在线监测装置,在线监测装置,在线监测装置实时测量

10、油中可燃性气体的含量，监测的状态量包括H2、CO、C2H2、C2H4四种可燃性气体，读数与气体含量的关系：仪器读数H2*100%+CO*18%+C2H2*8%+C2H4*1.5%监测装置的读数只代表了油中可燃性气体的含量，与试验室油样数据无法直接比较。但读数的变化可以作为油中气体含量变化的参考，此时应取油样进行色谱分析。,瓦斯继电器,瓦斯继电器,讨论!,换流变套管、分接开关部位重瓦斯保护采用气体累积触发节点，为什么？,温度传感器,换流变的顶部和尾部各有1个油温传感器。,热电阻Pt100 通过感应温度变化达到阻值的变化，输出对应于(4-20mA）的电流值。控制系统根据电流值计算当前的油温。换流变

11、的绕组测量温度是依据油温和绕组电流计算得出的温度。,温度传感器,呼吸器,呼吸器,换流变呼吸器分为本体油枕呼吸器和有载调压开关油枕呼吸器。呼吸器与换流变油枕相通，当油位变化时，空气流过呼吸器进入或退出油枕。呼吸器内含有硅胶，保证干燥空气进入油枕气囊。硅胶吸水后颜色会变化，变色严重后需更换硅胶。,降噪装置,换流变隔声屏障及背墙吸音体,换流变移动T型板,降噪装置,讨论!,采用降噪装置，有什么好处，有什么坏处？,换流变非电气量保护,以宜都换流站为例，非电气量保护配置如下：,换流变非电气量保护,换流变非电气量保护,换流变非电气量保护,换流变非电气量保护,讨论,与交流变压器相比，换流变的非电量保护有何区别

12、，为什么会有这些区别？,1、换流变过负荷运行的条件（龙泉）,换流变压器运行注意事项,换流变压器运行注意事项,2、换流变各部分温升有一定的规定，运行中不得超过极限值。以龙泉站换流变为例，在额定功率下，最大温升：绕组温度 60K 油温 55K 热点温度 68.6K 过负荷下热点最高温度不得超过120摄氏度,换流变压器运行注意事项,3、当换流变过负荷运行时，应做好记录，并加强监视。4、新投运、大修、事故抢修或换油后的换流变，在施加电压前静置时间不应少于72小时。5、换流变在正常运行时，不允许在现场电动和手动操作有载调压开关，应在工作站进行三相同步逐级调节，同时监视分接位置及电压、电流的变化。,换流变

13、压器运行注意事项,6、呼吸器硅胶干燥时为橙粉红色（蓝色），吸潮后为白色（粉红色），硅胶吸潮变色应由下至上。当硅胶被油浸后或有3/4硅胶变色时，必须更换；若硅胶上部先变色，应检查连接管是否泄漏。7、有载调压装置控制方式由手动转为自动前，应预先将本极换流变分接头位置调节一致,换流变充电前的检查项目,1、收回有关工作票，拆除全部安全措施，有关试验、化验项目合格；2、现场清洁无杂物，一次设备上无遗留物；3、所有阀门位置正确，油枕和套管等油位正常，无渗漏油情况；4、铁芯和主体的接地可靠；5、保护、操作、测量装置工作正常，保护压板正常加用；,换流变充电前的检查项目,6、冷却器投入工作正常；7、分接头调节驱

14、动装置工作正常，分接头位置在最低档（1档）；8、消防装置投入正常；9、在线滤油装置投运正常；10、ETCS装置投运正常，无报警信号，控制柜加热器投入。,换流变压器充电操作,1、检查换流变具备充电前应具有的必备条件；2、确认所有微机及本体保护已正常投入；3、检查保护装置无异常及跳闸信号；4、检查分接头位置在最低档，三相位置一致；5、检查确认换流变两侧地刀已拉开；6、合上换流变交流侧相应断路器两侧刀闸；7、合上换流变交流侧相应断路器；8、检查冷却器工作正常；9、检查在线滤油装置工作正常；10、检查换流变充电正常。,换流变压器停电操作,1、确认相应极可控硅已闭锁；2、拉开换流变交流侧断路器；3、检查

15、分接头自动调至1档，冷却器自动停运；4、根据工作要求，做好其它安全措施。,常规巡视项目,换流变有无异常声音和明显震动换流变各部温度、油位正常本体油枕、分接开关的油枕、套管油位、SF6压力正常，呼吸器内硅胶无严重变色，各部分无渗油现象套管外部无破损裂纹，无放电痕迹及其它异常现象分接头调节驱动装置及控制柜加热器投入良好冷却器油流量正常，风扇运行良好外壳接地良好，冷却器接地良好在线滤油机装置指示正常，无压力报警在线气体分析装置运行正常，无报警信号潜油泵的运行情况：运行时现场指示表在“ON”，备用或检修时在“OFF”,特殊天气下的巡视项目,1、雪天检查外绝缘有无冰溜；2、大风天气，检查架空线、母线有无

16、严重舞动及挂落物；3、雨、雾天检查有无异常放电声，雨后检查控制柜内是否进水；4、秋、冬季气温低于5时，检查控制柜内电加热器是否投入运行；5、高温及大负荷时，对导线接头、变压器器身加强进行红外测温。,换流变引入监控系统的信号,1）直流运行方式、输送功率2）绝缘油温度3）绕组温度4）风扇启停5）油泵启停6）分接开关档位不同步信号7）本体保护动作信号：8）本体瓦斯保护动作信号（轻重瓦斯保护动作）9）分接开关油流继电器动作信号10）本体和分接开关压力释放阀动作信号11）本体和分接开关高、低油位信号12）分接开关滤油机压力高信号13）SF6套管密度继电器动作信号,换流变引入监控系统的信号,讨论,监控信号

17、出现报警后，应该怎么办？,常规检修项目,1、套管1）套管表面检查及清扫；2）套管接头过热检查；3）渗漏油检查；4）SF6气体压力检查（油气绝缘套管）；5）油位检查及调整（油绝缘套管）；6）气体继电器功能测试。,充气套管注油示意图,常规检修项目,常规检修项目,2、有载调压开关1）操作机构传动伞齿轮检查及润滑；2）操作机构及其控制柜内连接部分、接线无松动；加热器功能正常；3）操作调压开关升、降档以检查电机和计数器；4）呼吸器检查及调压开关油枕油位检查；5）在线滤油机功能检查，压力表压力检查；6）压力继电器、涌流继电器、压力释放阀功能测试；7）7年或操作次数达1/5触头寿命进行吊芯检查。,常规检修项

18、目,3、冷却系统1）冷却器散热片冲洗及梳理；2）风机声音及振动检查、绝缘测量；3）潜油泵声音检查，在运行35000小时（最大5年）后，每年检查1次；4）冷却器控制柜内开关、接触器及接线检查；5）油流指示器指示检查。,常规检修项目,喷水口与散热器翅片平行，至少保持150mm的距离，冲洗时将风扇电机用塑料袋包好，防止高压水浸入到电机中。,冷却器冲洗方法,常规检修项目,4、其他1）渗漏油检查；2）外壳清扫；3）气体继电器及压力释放阀功能试验；4）温度传感器校验；5）本体油枕油位、呼吸器检查；6）气体在线监测装置检查。,特殊性检修项目,抽真空真空注油热油循环、静放排气本体压力释放阀更换风机更换油流指示

19、器更换,问题！,进行特殊性检修的条件？,特殊性检修项目,1、抽真空1）拆下换流变顶部注油阀旁的堵板，装上抽真空管道，在此管道上装一个真空表；2）启动真空泵，抽真空直至压力降到0.3kPa;3）停真空泵，1小时后记录真空表读数为P1；4）再过30分钟记录真空表读数为P2；5）记录换流变的油量，记为V吨；6）若（P2-P1）V30,等待30分钟后记录P2确认该结果，若（P2-P1）V30，则查找渗漏点并消除；7）若密封性试验合格，启动真空泵，继续抽真空直至压力降到0.15kPa；8）抽真空36小时。,特殊性检修项目,2、真空注油1）将储油罐、滤油机、换流变本体用油管连接；2）在换流变顶部和顶部阀门

20、之间连一个透明塑料管作为油位指示器，在气体继电器处装一个真空表；3）关闭本体油枕和本体油箱之间的阀门；4）启动真空泵对本体油箱抽真空，启动滤油机对本体油箱进行注入合格油，待油位距离本体邮箱顶盖50mm-100mm时，停止抽真空；5）继续注油直至注满本体油箱；6）继续注油使本体油箱有一个微小的过压，打开本体油枕和本体油箱之间的阀门，对油枕注油至适当的油位；7）停止滤油机，对换流变进行排气。,特殊性检修项目,特殊性检修项目,3、热油循环、静放排气1）将滤油机的进油管与换流变本体油箱排油阀相连，出油管与换流变顶部注油阀相连；2）启动滤油机进行热油循环，热油循环的速度控制在2-5m3/h,温度在70左

21、右；3)循环的油量为换流变油箱油量的2倍；若油箱周围的温度在0以下，循环的油量为换流变油箱油量的3倍；若油箱周围的温度在-20以下，循环的油量为换流变油箱油量的4倍；4）取换流变油样进行化验，油色谱、微水、介损、耐压均合格；5）热油循环后，静放120小时，排气完毕后才能带电。,特殊性检修项目,4、本体压力释放阀更换1）从ETCS柜内断开本体压力释放阀信号电源；2）关闭本体油枕至本体油箱之间的阀门；3）用管子将本体油箱排油阀和油桶相连；4）半开本体油箱排油阀，并打开本体油箱顶部的注油阀观察本体油箱的油位，当油位降至本体油箱顶盖后，关闭本体油箱排油阀，并关闭本体油箱注油阀；5）松开本体压力释放阀的

22、固定螺栓，看是否有油渗出，若有油渗出，打开本体油箱排油阀，继续排油，直至压力释放阀处无油渗出为止；6）拆掉本体压力释放阀的固定螺栓，拆除压力释放阀；,特殊性检修项目,7）将新压力释放阀放置好，装上压力释放阀的固定螺栓并紧固；8）拆卸旧压力释放阀的二次接线，并将二次接线安装在新压力释放阀上；9）慢慢打开油枕与本体之间的阀门来对本体进行注油，并打开本体油枕至本体油箱之间气体继电器的取气阀进行排气；10）通过试验把手检查新压力释放阀功能是否正常（用万用表测量接点是否正常动作）；11）将氮气瓶与管道相连，通过氮气瓶对油枕气囊加压（压力为1.2bar左右），打开油枕上的排气阀对油枕进行排气；,特殊性检修

23、项目,5、风机更换1）从汇控柜中断开风机电源开关，并将风机安全开关打至“OFF”位置；2）松开固定防护罩的螺栓并取下防护罩；3）拆下风机扇叶；4）拆开电机接线盒，断开电机电源线；5）松开电机支架上的固定螺栓，拆下电机；6）更换上新电机并恢复；7）先手动转动电机，电机转动灵活无卡阻，扇叶不摩擦后合上安全开关，启动风机。,特殊性检修项目,6、油流指示器更换1）将故障油流指示器的信号电源断开；2）关闭油流指示器前后的蝶阀；3）拆除油流指示器的信号线；4）松开油流指示器的固定螺丝，用桶接住流出来的油；5）安装新的油流指示器，接好信号线并恢复信号电源；6）关闭冷却器的进油阀门，然后打开油流指示器的前后阀

24、门，通过冷却器上的排气阀门排气，最后将冷却器进油阀门打开；7）启动相应的潜油泵，检查油流指示器工作是否正常；,试验项目,绝缘油试验,绝缘油试验,换流变的检修预试,讨论,与交流变压器相比，换流变有那些特殊的检修预试？,更换前的准备工作,更换前的准备工作,换流变移位施工,换流变压器的调试,换流变压器的启动调试,换流变的更换,讨论,与交流变压器相比，换流变更换工作有何区别，为什么会有这些区别？,七、常见故障及处理方法,常见故障及处理方法,常见故障及处理方法,八、换流变压器的技术管理,技术管理,技术管理,九、换流变故障处理实例,江陵站原极II Y/-C相换流变压器（西变产，编号为A2002064）自2

25、004年调试以来由于油色谱超标问题先后四次退出运行。,换流变返厂检查,换流变返厂检查,前三次退出运行检查发现的问题主要有：1）有载调压开关的选择开关部分档位位置错位；2）左、右调压开关下端电位开关及开关静触头有明显的放电痕迹；3）有载调压开关的非线性电阻的紧固绝缘螺栓松动；4）换流变内部有些地方绝缘纸松散。其中第二次退出运行后整体更换了两台分接头选择开关，第三次退出运行后更换了非线性电阻和极性开关的动静触头。,换流变返厂检查,2007年1月22日第四次投入运行，随后又由于乙炔快速增长至25.93ppm退出运行。6月份返厂进行了吊芯检查和缺陷处理，下面主要对吊芯检查及处理情况进行介绍。,换流变返

26、厂检查,2007年6月份，该换流变运回西安变压器厂进行吊芯检查。在吊芯解体前，进行了以下试验项目：绝缘电阻、变比试验、直阻试验、温升试验、温升试验时局放试验、档位切换试验、阀侧绕组升压试验、阀侧绕组升压试验时档位调节、工频耐压及局放试验、感应耐压及局放试验。但试验结果均满足标准，未发现问题。,换流变返厂检查,拔出铁心和线圈进行检查，但仍未找到产气故障点。随后将所有连接部分，包括绕组和绕组、绕组和套管的连接都打开进行了检查。当打开阀侧直流套管a和绕组间的屏蔽管时发现了故障点，故障现象共有三处。,引线上发现的放电痕迹，绝缘纸包裹的引线金属部分已经暴露,图1 引线上的放电痕迹,图2 阀侧绕组引出线引

27、出位置（穿缆式引线，外部静电屏蔽铝管已经拆除）,故障点位于屏蔽管内靠近绕组侧的连接引线上，在靠近直流套管侧铁心柱的绕组上半部，该引线绝缘纸已损坏，引线上有一处直径约1.5厘米的放电痕迹（见图1，图2）。,换流变返厂检查,连接件,静电屏蔽铝管,图3 拆下的引线放电点对应的静电屏蔽铝管及连接件,位于放电点对应的静电屏蔽铝管内壁（此处为转弯处）也存在放电痕迹（见图3、图4）。,此黄点为掉落进去的绝缘纸碎片，非放电痕迹,管内焊缝粗糙，有尖角,放电痕迹位置,图4 静电屏蔽铝管内部放电痕迹,换流变返厂检查,黑色痕迹,图5 静电屏蔽铝管接头连接件,静电屏蔽铝管接头处连接件也存在黑色痕迹（见图5）。,换流变返

28、厂检查,处理情况,ABB对存在问题的屏蔽管部分进行了更换，引线损坏的绝缘纸也进行了重新包扎。,处理情况,修复后的换流变成功通过了出厂试验，进行的出厂试验包括：有载分接开关试验、电压比测量及联结组标号检定、绕组电阻测量、绝缘电阻及介损测量、中性点外施耐压试验、负载损耗及短路阻抗的测量、空载损耗及空载电流的测量、长时感应电压试验、交流耐压试验同时局部放电测量、直流耐压试验同时局部放电测量、直流极性反转同时局部放电测量、温升试验、绝缘油试验、变压器绕组频率响应特性测量、冲击试验。,原因分析,从返厂吊芯解体检查情况看，导致该换流变故障产气的直接原因是由引线绝缘损坏引起的。,原因分析,在正常情况下，换流

29、变阀侧套管引线与其屏蔽管只在套管尾端一端接触，由于引线绝缘损坏，导致引线在该位置与屏蔽管形成了非正常间隙接触，由于引线在该位置与屏蔽管存在一个电势差，即该位置引线至套管间流过主电流引起的电势差，最终导致了该位置放电和局部过热，使油中乙炔等故障性特征气体增加。而负荷电流越大，引线与屏蔽管之间的电势差也越大，放电能量也就越大，产气的速率也就越快，这一点与现场实际情况也相符合。,原因分析,引线静电屏蔽管由几部分焊接在一起，故障点在绕组顶部的屏蔽管焊接处，位于靠近绕组第一节的弯头位置。导致引线绝缘损坏可能有以下几方面原因：,原因分析,1）静电屏蔽管焊缝处存在毛刺，导致损坏引线绝缘；2）在装配时可能出了些问题，例如引线在屏蔽管内可能弄弯了或卡住了，在这样一种情况下，引线就可能紧紧的压在屏蔽管内壁上，在将引线往套管拉的装配过程中就会使机械应力加在引线上，从而损伤绝缘。3）可能该绝缘在装配之前就已经损坏了，或是在整个出厂装配过程中损坏了。,结束语,该换流变从投运以来短短两年多时间就历经四次投退，但在现场由于未能吊芯检查，所以一直没能查出该故障点，而由于故障点较小，相关高压试验也未能发现问题所在，但油色谱却一直很灵敏地反映了该换流变存在的问题。因此，现场加强油务管理和分析是非常重要，也是非常有必要的。,谢 谢！,