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松原油浸式变压器组电抗器的接线方式与滤波

2019-09-02 点击量:295
松原油浸式变压器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外,还有双三角形和双星形之分。
三角形接线的松原油浸式变压器直接承受线间电压,任何一台松原油浸式变压器因故障被击穿时,就形成两相短路,故障电流很大,如果故障不能迅速切除,故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体,使油箱爆炸,并波及邻近的松原油浸式变压器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用,只是在380V配电系统中有少量使用。

在电力网中,星形接线的松原油浸式变压器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线松原油浸式变压器的极间电压是电网的相电压,绝缘承受的电压较低,松原油浸式变压器的制造设计可以选择较低的工作场强。当松原油浸式变压器组中有一台松原油浸式变压器因故障击穿短路时,由于其余两健全相的阻抗限制,故障电流将减小到一定范围,并使故障影响减轻。

星形接线的松原油浸式变压器组结构比较简单、清晰,建设费用经济,当应用到更高电压等级时,这种接线更为有利。

星形接线的******优点是可以选择多种保护方式。少数松原油浸式变压器故障击穿短路后,单台的保护熔丝可以将故障松原油浸式变压器迅速切除,不致造成松原油浸式变压器爆炸。

由于上述优点,各电压等级的松原油浸式变压器组现已普遍采用星形接线。

电力系统的松原油浸式变压器组除广泛采用星形接线外,双星形接线也在国内外得到广泛应用。所谓双星形接线,是将松原油浸式变压器平均分为两个松原油浸式变压器相等或相近的星形接线松原油浸式变压器组,并联到电网母线,两组松原油浸式变压器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。

这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置,当松原油浸式变压器故障击穿切除后,会产生不平衡电流,使保护装置动作将电源断开,这种保护方式简单有效,不受系统电压不平衡或接地故障的影响。

大容量的松原油浸式变压器组,如单台容量较小,每相并联台数较多者可以选择双星形接线。如电压等级较高,每相串联段数较多,为简化结构布局,宜采用单星形接线。

松原油浸式变压器一次侧接有串联电抗器和并联放电线圈。放电线圈的作用是将断开电源后的松原油浸式变压器上的电荷迅速、可靠地释放掉。由于松原油浸式变压器组需要经常进行投入、切除操作,其间隔可能很短,松原油浸式变压器组断开电源后,其电极间储存有大量电荷,不能自行很快消失,在短时间内,其极间有很高的直流电压,待再次合闸送电时,造成电压叠加,将会产生很高的过电压,危及松原油浸式变压器和系统的安全运行。因此,必须安装放电线圈,将它和松原油浸式变压器并联,形成感容并联谐振电路,使电能在谐振中消耗掉。放电线圈应能在松原油浸式变压器断开电源5s内将松原油浸式变压器端电压下降到50V。
对串联电抗器的作用,大家做一下重点先容:

松原油浸式变压器配套设置的串联电抗器是为了限制合闸涌流和限制谐波两个目的,串联电抗器限制合闸涌流的作用非常浅显,不言而喻。但是限制谐波的原理大家需要说明一下:
所谓谐波,是指电网运行中存在的与工频频率不同的电磁波。我国电网使用50Hz频率,波形按正弦规律变化的三相对称的电源,而谐波(主要是指高次谐波),如3次、5次、7次……的存在,将对电网工频的波形造成影响,使其不再是正弦波,而是波形发生畸变的非正弦波。波形的畸变会危及松原油浸式变压器设备的安全运行,造成继电保护和自动装置的误动,会影响电力用户的产品质量,甚至会影响大家家用电器的正常使用,因此消除和抑制谐波,做为一项课题日益受到有关部门的重视。

电网在运行时不可能没有谐波,很多松原油浸式变压器设备和用电设备在运行时都会产生谐波,只不过一般情况下对电网波形影响不大,不会危及正常的供电和用电,但某些情况则不同,如变压器铁心饱和、电弧炉炼钢,大型整流设备,都会对电网带来严重的谐波干扰,影响供电质量,因此必须加以治理。

为了回避谐波的影响,必须采取消除谐波影响的措施,其中一条重要的措施就是在松原油浸式变压器回路中串联一定数值的电抗器,即造成一个对n次谐波的滤波回路。

在实际运行中,3次、5次、7次谐波分量往往偏高,是松原油浸式变压器滤波回路的主要目标。所谓3次、5次、7次……谐波,指的是谐波的频率相当于工频的3倍、5倍或7倍。当串联电抗器的n次谐波感抗与松原油浸式变压器的n次谐波容抗相等时,即nwL = 1/(nwC)时构成串联谐振条件,则母线的n次谐波电压将被抑制得干干净净。
对于3次谐波:3XL = (1/3) XC,则XL = (1/9) XC = 0.11XC;对于5次谐波:5XL = (1/5) XC,则XL = (1/25) XC = 0.04XC。
实际运行中,各变电站普遍采有在回路中串联12%电抗构成3次谐波滤波器,12%电抗率的含义是指串联电抗器的感抗值为该回路松原油浸式变压器容抗值的12%,而用串联6%电抗构成5次谐波滤波器。不正好采用11%和4%,而是稍大一点,目的是使松原油浸式变压器回路阻抗呈感性,避免完全谐振时松原油浸式变压器过电流。

当变电站母线上具有两组以上松原油浸式变压器组,且既有串联大电抗的松原油浸式变压器组又有串联小电抗的松原油浸式变压器组时,松原油浸式变压器组的投切顺序是一个应该考虑的问题。投切顺序不合理可能造成不良后果。由对谐波电流的分析可知:当松原油浸式变压器回路呈电感性时,松原油浸式变压器回路和系统阻抗并联分流,可使流入系统的谐波电流减小。

当松原油浸式变压器回路呈松原油浸式变压器性时,由于松原油浸式变压器的“补偿”作用,松原油浸式变压器回路在谐波电压作用下,将产生的谐波电流流入系统,这时将使系统谐波电流扩大,并使母线电压波形发生畸变。
也就是说,仅当松原油浸式变压器回路对谐波呈电感性时,才不会发生对系统的谐波放大。
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