油浸空心接地电抗器采用分接开关调电抗的研究.pdf

专题综述 油浸空心接地电抗器采用分接开关 调电抗的研究 王维征, 王士杰, 王健 保定天威集团保菱变压器有限公司,河北 保定0 7 1 0 5 6 1引言 对于5 0 0 k V并联电抗器, 一般采用通过中性点 接地电抗器来接地, 而此种电抗器根据线路的实际 情况一般需3个不同的电抗值, 也就是说需要引出 3个抽头。 目前各电抗器生产厂家对于此种情况, 除 线端A外, 一般有几个抽头就用几个套管引出。但 是当抽头数量超过3个,或末端要求安装套管C T 时,采用有几个抽头用几个套管引出的方案时, 既 增加成本又影响美观, 还易造成用户操作和接线的 不便。因此, 笔者对能否采用一套调节装置来调节 电抗,以达到各抽头只需要1支套管和1套C T就 能满足客户的需求进行了研究。 2空心电抗器电抗的计算方法 电抗器绕组示意图如图1所示。 根据文献[ 5 ], 空心电抗器绕组的电感计算公式 为 L μ 0 4 π N 2 d ΦL,H1 式中N绕组匝数 d平均直径,m ΦL可由图2曲线根据α、β查出, 其中参 数α h / d,β a / d h电抗高度,m a辐向宽度,m 绕组的电抗与电感的关系式为 X 2 π f L,Ω2 式中f频率,H z 由式1 和式2 可得出如下结果 X μ0 2 f N 2 d ΦL,Ω3 3电抗调节装置的选取 由上述公式可以看出,通过调整a、d、h尺寸和 绕组匝数N均可达到调整电抗的目的, 但绕组匝数 的更改对电抗值的影响效果最为显著。 因此, 如能找 到一种能够调节绕组匝数的调节装置,即可较容易 地获得不同的电抗值。 对于变压器来说, 高压一般都带分接范围, 而获 取分接范围的手段是通过开关调节匝数来获得不同 的电压值。那么是否也可以采用开关来调节电抗器 绕组匝数来获得不同的电抗呢 从理论角度来讲, 应 该说采用开关是完全可行的。但对于采用分接开关 后, 是否会对电抗值和损耗有较大影响, 笔者通过模 a h d 图1电抗器绕组 ΦL 3 3 . 5 4 5 6 7 8 9 1 0 1 5 2 0 1 . 00 . 90 . 80 . 70 . 60 . 50 . 40 . 30 . 20 . 10 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 α β 图2 ΦL与α、β曲线 第4 5卷 第5期 2 0 0 8年5月 T R A N S F O R ME R V o l . 4 5 Ma y N o . 5 2 0 0 8 王维征、 王士杰、 王 健 油浸空心接地电抗器采用分接开关调电抗的研究第5期 型试验进行了验证, 模型布置如图3所示。 4模型参数及试验结果 4 . 1模型参数 额定电流3 0 A 额定电抗5 5 0 Ω, 偏差0 ～ 2 0 电抗抽头3 5 0 Ω、4 5 0 Ω、5 5 0 Ω 损耗1 2 k W 绝缘水平 首端L I / A C 5 3 0 / 2 0 0 k V 末端L I / A C 2 0 0 / 8 5 k V 综合考虑制造成本、 加工周期和操作简便等诸 多因素, 模型采用无励磁分接开关作为调节装置来 调节绕组匝数, 可实现调整电抗地目的。 4 . 2试验结果 试验结果如表1所示。 5结论 由试验结果可以看出, 采用分接开关后, 电抗和 损耗试验值完全可以满足要求, 并且与传统方案 抽 头直接引出方式 得出的试验值基本相当。 采用分接 开关后, 对电抗值和损耗的影响完全可以忽略。 当空 心接地电抗器的抽头数量超过3个,或末端要求安 装套管C T时,采用合适的分接开关来调电抗是较 为理想的选择。 参考文献 [ 1 ]陈乔夫, 李湘生.互感器电抗器的理论与计算[ M ] .武 汉 华中理工大学出版社,1 9 9 2 . [ 2 ]本书编委会.电抗器设计计算与管理制度及预防性试验 标准规范实用手册[ M ] .北京 北方工业出版社,2 0 0 7 . [ 3 ]张德明.分接开关的选用[ J ] .变压器,2 0 0 6,4 36 3 7 - 3 8 . [ 4 ]张德明.分接开关的选用[ J ] .变压器,2 0 0 7,4 41 4 5 - 4 8 . [ 5 ]卡兰格罗夫П Л,采伊特林ЛА著.电感计算手册 [ M ] .陈汤铭, 刘宝安, 罗应立, 等译.北京 机械工业出 版社,1 9 9 2 . X X 1 X 2 X 3 X 1 X 2 X 3 套管 引线 绕组 分接开关 油箱箱壁 图3模型布置图 表1模型电抗及损耗试验结果 项目保证值设计值 试验值 采用分接开关 抽头直接引出 电抗 / Ω A - X 13 5 03 8 8 . 73 7 5 . 33 7 8 . 1 A - X 24 5 04 8 7 . 94 6 6 . 74 7 0 . 3 A - X 35 5 05 9 3 . 85 6 1 . 35 6 6 . 7 损耗/ k W1 28 . 0 68 . 1 18 . 1 3 上接第1 7页 剪应力为 τ H F H 0 . 7 R b 2 0 . 7 R h 4 2 1 0 0 0 . 7 1 5 1 0 0 2 0 . 7 1 5 4 0 2 2 . 3 M P a 综合应力为 τ τ 2 H δ 2 V“ 2 2 . 3 2 1 3 6 . 5 2 “ 1 3 8 . 3 M P a 角焊缝强度许用切应力[ τ ′ ] 1 4 0 M P a,τ [ τ ′ ], 所 以, 角焊缝强度满足要求。 由以上计算可以得出,固定板的抗弯强度和固 定板与基座板之间直角焊缝的强度全部满足抗震要 求。 4结论 根据变压器结构与受力特点进行抗震分析是必 要的。抗震计算逐渐成为变压器设计中的一个重要 环节, 越来越受到行业界的重视。 以上计算方法简便 实用, 仅供参考。 收稿日期2 0 0 8 - 0 1 - 2 9 作者简介 刘洪峰1 9 7 0 - , 男, 河北乐亭人, 中铁电气化局集团保定铁道变压器有限公司工程师, 从事变压器制造工艺工 作。 2 3