电力变压器绝缘结构及其设计要点.docx
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电力变压器绝缘结构及其设计要点
电力变压器绝缘结构及其设计要点
1与变压器有关的标准、反措、规定
IEC76-1电力变压器,总则
IEC76-2电力变压器,温升
IEC76-3电力变压器,绝缘水平和绝缘试验外绝缘的空气间隙
IEC76-5电力变压器,承受短路能力
IEC60高电压试验技术
IEC71-1,2,3绝缘配合
IEC137高于1000V的交流电压的绝缘套管
IEC156绝缘油的电场强度的分析方法
IEC185电流互感器
IEC44-6保护用电流互感器的暂态特性技术要求
IEC214有载调压开关
IEC296用于变压器和开关的新矿物绝缘油的规范书
IEC354油浸式变压器负载导则
IEC507交流高压绝缘子的人工污秽选择导则
IEC551变压器和电抗器的噪声水平测试
IEC542有载调压开关的负载导则
IEC851绝缘子防污秽选择导则
IEC270局部放电测量
IEC228绝缘电缆的导线
GB1094.1-96电力变压器,总则
GB1094.2-96电力变压器,温升
GB1094.3-85电力变压器,绝缘水平和绝缘试验
GB1094.5-85电力变压器,承受短路能力
GB6451.15-95电力变压器技术参数
GB10237-88电力变压器,绝缘水平和绝缘试验外绝缘的空气间隙
GB311.1∽6-83高压输变电设备的绝缘配合,高电压试验技术
GB7449-87电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则
GB4109-88高压套管技术条件
GB2536-90变压器油
GB1208-87电流互感器
GB10230-88有载调压开关
GB5273-?
变压器、高压电器和套管的接线端子
GB7595-90运行中变压器油的质量标准
GB7252-?
变压器油中溶解气体分析和判断导则
GB5582-85高压电力设备外绝缘污秽等级
GB7328-87变压器和电抗器的声级测定
GB7354-87局部放电测量
GB50150-91电气装置安装工程电气设备交接试验标准
GB/T16274-96500kV油浸式电力变压器技术参数和要求
GB/T13499电力变压器应用导则
GB/T174431000kV电流互感器技术参数和要求
GB/T15164-94油浸式电力变压器负载导则
DL/T586-95电力设备用户监造技术导则
JB/T501-91电力变压器试验导则
ZBK41005-896-220Kv级变压器声级
ZBK41006-89试验变压器
SI国际单位制
国电公司关于防止二十五项反事故措施的重点要求
国电公司预防110-500kV变压器(电抗器)事故措施
福建省电力公司提高电力变压器安全运行补充措施
2绝缘水平
额定电压(kV)
系统最高运行电压(kV)
LI(雷电全波)
(kV)
LI(雷电截波)(kV)
工频耐压
(kV)
备注
10
11.5
75
85
35
线端
35
40.5
200
220
85
110
126
480
530
200
220
252
850/950
935/1050
395
500
550
1425/1550
1150/1675
630/680
35/110
---
250
---
95
中性点
63/110
---
325
---
140
中性点
110/220
---
400
---
200
中性点
35/220
---
185
---
95
死接地
注:
现国际上通用额定电压等于系统最高电压,且统一用最高运行电压来表示额定电压
表示方法:
例:
220/110/10.5kV三绕组电力变压器,高压中性点绝缘水平110kV,中压中性点绝缘水平35kV。
SI**LI950AC395-LI400AC200/LI480AC200-LI250AC95/LI75AC35
3绝缘分类
主绝缘相---地
内绝缘相---相
绝缘纵绝缘:
匝间绝缘
外绝缘:
空气介质,如套管间绝缘
薄绝缘:
指绕组首段匝间绝缘低于下表厚度的匝绝缘
中厚绝缘:
介于正常绝缘与薄绝缘的匝间绝缘
额定电压(kv)
10
35
110
220
500
匝绝缘厚度(mm)
0.45
0.95
1.35
1.95
2.95
匝绝缘定义(d)
指相邻两匝每个导线半边绝缘厚度的和
d—匝绝缘(指斜线部分)
绝缘
导线
4机械性能要求
4.1基本要求
1)等高、不同心:
不好
上线圈压板
低压绕组
高压绕组
径向力Fr
幅(轴)向力Fa
铁心
长撑条
绕组
S形:
变形
2)不等高、同心:
不好。
3)等高、同心:
好。
只Fa力,内绕组向铁心挤压,外绕组往外拉
4.2基本措施
硬纸筒
长撑条
Fr硬(半硬)导线
自粘环氧固化换位导线
半硬自粘环氧固化换位导线
端压板:
高密度层压纸板、开口钢压圈、分快压板
Fa平衡绝缘
端绝缘
合同:
半硬自粘环氧固化换位导线或半硬、硬绝
缘纸桶
少近区短路:
误操作、带地线合刀闸、小动物
运行部门短路、母线谐振
保护:
小于2S、重合闸闭锁、正确动作
限制短路电流:
提高变压器阻抗、加限流电抗器
4.3其他
1)6度法则:
油浸电力变压器,在80--140℃时,油温每升高6度,绝缘纸老化要快一倍,即变压器寿命缩短一半左右。
2)13度规律:
油浸变压器最热点温度与其平均温度一般相差13度。
3)有关的温度:
6℃、13℃、55K(铁心)、65K(绕组)、80℃(油箱局部)、85℃(ONAN、顶层油)、95℃(ONAF/ODAF顶层油)、105℃(最高运行)、250℃(短路是局部最高)
4)绝缘纸聚合度D:
新纸:
D=1000;老化、运行20年以上的纸:
D≤250通过测量油的糠醛含量,求得聚合度的公式:
Log(mg/L)=1.51-0.0035D
4.4绕组结构及其特性
1)绕组排列(正常的三相芯式220KV及以下变压器)
MLHLMHT
升压变降压变
2)绕组形式及特点
AX
绕组
Ce
Ck
端压圈
纵向电容
对地电容
圆筒式
优点:
饶制简单、CK大—冲击电压分布均匀、Ce均匀、便于分级绝
缘
缺点:
油道长—散热效果不好、端面小—抗短路能力差
Ce1Ce2
6251A
Ck
3748
X
纠结饼式(不同于连续式)
优点:
CK大—冲击电压分布均匀、端面大—抗短路能力强、油道短—散热效果好
缺点:
纠结式,加工困难、Ce不均匀
3)绕组出线方式
中部出线:
220kV及以上用、空间小(已用的坏多)
aX1A
Am
xX2X
端部出线(110KV及以下)
4)重要绝缘件
角环
相间隔板
LH
绝缘角环:
提高爬电距离,提高滑闪电压
相间隔板:
提高击穿电压
A
静电板
X
静电板:
增大Ck,改善冲击电压分布
5)引线绝缘
Dδ
D1D3
额定电压(kV)
工频电压(kV)
引线最小直径(mm)
每边绝缘厚度(mm)
D1(mm)
D3
(mm)
10
35
2.24
0
20
20
---
3
10
0
35
85
4.1
0
50
50
---
6
20
20
110
200
10
10
70
60
220
400
≥30
10
190
160
6)线圈与电位梯度关系
R—绕组单位长度电阻L—绕组单位长度电抗
C—绕组单位长度对地电容K--绕组单位长度电容
al=√c/k
=√LC/(K/L)
=√Co/K0
C0—沿整个绕组L长度上对地总电容
KO--沿整个绕组L长度上串联总电容(即前图Ck)
表明:
1)Co:
小好、均匀好,如筒式好于饼式。
2)Ck:
大好、均匀好,插入电容式好于连续式。
再看绕组联接方式:
Ce1CK
Ce2938271
A
410511612CK
X
纠接式:
Ce即Co不均匀,但Ck均匀,冲击电位分布好即al=1--5
插入电容
Ce1Ce2
654321
A
789101112CK1CK2
X
插入电容式:
插入电容导线与绕组导线同电位,但开环,不载流,只
起增大Ck电容用,而不同于连续式。
静电环:
起改善分布电容作用,Ck增大,如下图
静电环
绕组
cK1
A
cK2
cK3
x