换流变阀侧套管末屏分压器安装及调试

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换流变阀侧套管末屏分压器安装及调试

曹东瑞

甘肃送变电工程有限公司变电施工分公司,甘肃省兰州市 730050

摘要:本文主要讲述了换流变末屏分压器的工作原理及安装方法,在安装过程中的注意事项。通过末屏分压器的工作原理从而得出末屏分压器安装完成后的验证方式。以避免由于末屏分压器的错误安装而造成换流变的保护误动。

关键词:末屏分压器;套管;换流变

引言

换流变压器将送端交流电力系统的电功率送到整流器或从逆变器接受功率送到受端交流电力系统的电力元件。

1 套管分压结构及工作原理。

1.1 套管末屏结构及作用

电容式套管系利用串联电容分压原理制成的,电容式套管一般分为油纸电容式和胶纸电容式两类,由电容芯、上下瓷套、连接套筒及其配件组成。电容芯子是电容式套管的主绝缘,以油纸电容式为例,它由多层绝缘纸加压交错绕制在导管上,便形成以导管为中心的很多同心电容器,通常称为电容屏,由于导管处在最高电位,而电容屏的最外屏即末屏是接地的,因此,便形成多个电容(与电容屏数相对应) 相串联,套管的对地电压便等于各电容屏的分布电压之和,可以做到较均匀地分布在电容芯的绝缘中。

1.2 分压器结构

末屏分压器的二次原理图如图1所示,其主体结构为一个分压电容,其与套管末屏串联在一起,取末屏分压器电容两端(X1-X2)电压为套管的二次电压用于换流变阀侧的保护及测量电压。

换流变阀侧套管末屏分压器安装及调试

图1 末屏分压器二次原理图

图中ABL1与ABL2为小型避雷器,用于保护分压器的分压模块,其与 及 并联在分压器中,以防止分压模块被过电压击穿。 及 为分压器的分压模块,其中 为分压电容,为产生二次电压的主体部分; 为分压电阻起到一定的分压作用,主要功能为保护分压电容 ,防止当二次电压回路短路时分压电容 正负极直接导通,从而损坏分压电容 。 还可以作为消耗分压电容产生剩余功率的负荷电阻。

1.3 末屏分压器安装方式

末屏分压器在现场安装时,其直接安装于阀侧套管末屏处。分压器首端与阀侧套管可靠连接,末端直接与换流变外壳连接接地。

末屏分压器二次接线原理图如图2所示,其中 为套管芯线至套管末屏之间的电容量, 为末屏分压器电容量。我们假定一次电压为 ,末屏分压器产生的二次电压为 , 为套管芯线至套管末屏及末屏分压器的总电容。则:

得出:

在实际安装应用中,一般 远大于 ,此时:

由此看出,末屏分压器的变比主要取决于 与 的比值。同时也可以看出在正常运行时只有在二次侧开路或者接入高阻抗负载时此关系才能成立,由此在换流变压器正常运行时末屏分压器的二次侧同样不得短路运行,与普通电压互感器的要求一致。且末屏分压器安装时末屏不得接地,需与末屏分压器的X0端子可靠连接。

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图2 末屏分压器二次接线原理图

需要注意:当换流变刚到现场时,其阀侧套管是直接接地的,在现场安装中需要将末屏分压器的接地连接线打开,并把末屏引出线连接在末屏分压器的X0端子上。

2 应用实例

2.1 接线说明

海南-驻马店 换流站的换流变压器主接线图如图3所示,其网侧为750kV电网交流进线,阀侧接入换流阀上,通过换流阀整流为直流电压,减小输电过程的电能损耗。换流变压器每一级的阀侧都有Y接与Δ接两种接线方式,阀侧Y接为中性点直接接地系统,阀侧Δ接换流变网侧为中性点直接接地系统,阀侧无中性点为中性点不接地系统。

换流变阀侧套管末屏分压器安装及调试

图3 单极换流变主接线图

当换流变正常运行时,其三相电压基本平衡,零序电压接近于零。当某相线路单相对地短路,发生单相接地故障时其接地相电压变小,另外两相电压增大,此时换流变零序电压发生改变不再为零。此时换流变的中性点就会发生偏移,当满足换流变中性点偏移保护判据时,换流变保护动作从而保护换流变。在此过程中末屏分压器产生的二次电压是中性点偏移保护的重要判据,若分压器安装方法不规范或者安装错误可能会造成换流变中性点偏移保护的误动,由此可见末屏分压器的正确安装至关重要。这就要求现场安装人员必须正确安装末屏分压器。并对安装完成的末屏分压器详细检查。

2.2 检验方法

末屏分压器安装完成后需要现场调试人员对安装完毕的分压器检查,确保分压器的正确安装。

由于现场换流变阀侧有Y接与Δ接两种联结方式,这就造成Y接与Δ接换流变压器的阀侧套管有两个规格,不同规格的套管其套管对末屏电容量必然不同,所以分压器必须与套管配套使用。而两个规格的末屏分压器从外部特征基本无法区分,这就导致安装工人在安装过程中极有可能将本来配套于Y接换流变套管的分压器安装于Δ接套管上,将本来配套于Δ接换流变套管的分压器安装于Y接套管上。所以在现场安装完成后需要对末屏分压器的变比测量,然而一般的电压互感器测量仪无法测量套管末屏分压器的变比。所以在现场我们可以使用介损测量仪在阀侧套管加10kV电压,在末屏分压器二次测量端子上可使用万用表交流电压档测量产出的二次电压,从而计算末屏分压器的变比。

海南-驻马店 换流站分压器的变比为172.9kV/110V,在套管加10kV电压时二次端子测量的电压应约为6.36V,以此方法可以判断分压器的安装是否正确,若测量电压与此值偏差过大,则需要怀疑分压器安装是否错误。若经检测确实安装错误必须及时更换,以避免换流变投运之后造成换流变中性点偏移保护的误动。

3 结语

本文通过换流变的套管的绝缘原理及末屏分压器的工作原理从而提出了换流变的检验方法,以保证分压器安装的正确性。以此来避免换流变保护由于分压器安装错误而造成换流变保护误动。由于本人见识短浅,其中有不当之处还需各位同仁斧正。

参 考 文 献

[1] 刘耀,庞广恒,李新年.特高压直流输电工程调试换流阀低压加压实验时电流异常跌落分析[J].高电压技术,2013.39(3);623-629.

[2] 孔圣立,王君亮,石光,等.750MW换流站高压晶闸管换流阀电压加压试验分析[J].现代电力,2011,38(1):24-27.

[3] 张斌,贾伟伟,吴遨,郝克,林国艳,换流变压器套管分压器接线与调试[B].山东电力技术,2016年第8期;78-80.

 

 

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