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对于电用变压设施的主要构造中的问题探究_0

发布者:沙巴官网-沙巴官网厂    发布时间:2018-02-08
对于电用变压设施的主要构造中的问题探究

1静电环的补偿

为了实现上部绝缘层加厚,建议在上部绝缘层增加一定厚度的适形纸板条,再包绕绝缘纸带,则可实现t1>t2的静电环绝缘层,图中H为静电环到压板的距离,m为绕组间距离。对于绝缘层厚度t,不能影响静电环的金属部分,即不应相对减小对绕组导线的屏蔽作用;而且减小静电环的金属部分对于轴向短路力也有一定影响。

2端部的“油楔”

高压绕组端部设以静电环,则在垫块与静电环绝缘层之间必然形成“油楔”所示。对于“油楔”,绝缘垫块的介电系数z大于变压器油的介电系数y,即z>y,故油中场强大于垫块中场强。从极化角度,“油楔”尖角处电荷集中,该处场强高,当场强达到局部入电场强时,尖角处开始局部放电,因此该处形成放电源。局部放电引起绝缘表面产生不可恢复的烧损;同时当角环布置不能与电场分布相一致时,就可能发展成沿面放电,故“油楔”应该是绝缘结构中的弱点。

当外加电压升高时,“油楔”中电压ug也随之升高,当ug达到“油楔”击穿电压ugb时,局部放电开始,此时,外加电压即为起始放电电压upd,式中:p为绝缘层与首端线圈的距离;g为油楔的绝缘距离;t2为静电环下部绝缘层的介电系数;g为油楔的介电系数。

上面所述绝缘以正常工艺处理的油纸绝缘而言,若油中含有杂质和水分时,则局部放电的起始电压将明显降低。

据此,在端部绝缘结构中必须采取措施,如增大电极的曲率半径、绝缘层的厚度以及缩小垫块的宽度,后者是***简便的措施,即将图中的垫块1减小至点线处,这对绕组的压紧无影响,并可消除“油楔”,改善电场分布,从而提高局部放电电压。

3静电环的设计

高压绕组端部的静电环的作用,其一为改善与其相邻诸线段的雷电冲击电压分布;其二为使绕组端部电场均匀,因此静电环的形状合理设计是很重要的。

设计静电环的形状,主要是确定电极的曲率半径和绝缘层的厚度t。设计原则是:确定的和t必须满足静电环金属表面及其绝缘层上的******电场强度〔1〕,小于该两处的许用电场强度值。

当前静电环都是采用厚度为0.5mm的软铜带或金属编织带半迭绕于纸圈上,其表面再绕以绝缘层而成,经过真空处理后,可能在金属表面与绝缘层之间存在着小空隙,以及采用适形纸条时,接缝处存在微小缝隙按1mm考虑时,存在***小击穿场强Ebmin,则允许场强E0X=Ebmin/K,其中K为安全系数,一般取1.40~1.45.

对于油―隔板端部绝缘结构中,采用角环和反角环将端部分隔成较小油隙时,其中负担***重的油隙中耐电强度将决定整个结构的耐电强度。因为******场强出现于静电环绝缘层表面的油隙中,故端部绝缘的耐电强度通常由静电环与其靠近的******个角环之间的******油隙所决定。该油隙的尺寸应按电力线方向取值〔1〕。根据油隙的大小,同样可查得〔3〕***小击穿场强Ebmin,并求得许用场强E1X=Ebmin/K.

增大和t均能使******场强下降,但应使两者比例合适才能取得良好的结果。根据大家对220kV变压器主绝缘结构试验研究的结果,当小时,增大t的效果较明显;反之当大时,增大t效果就不太明显;同样,当t较小时,增大的效果比较显著;当t较大时,增大效果不大。

高压绕组静电环绝缘层表面,******场强Emax随t增大而减小,并且相对减小幅度也随t增大而减小,并受的影响,当增大时,相对减小幅度变小,不过当t较小时,增大t的效果显著,反之亦然。

在选用t尺寸时,必须注意到静电环对线段的屏蔽作用,此时t相当于式中的d,应该小些。因为t增大,静电环对线匣的电容减小,从而减小了对线段的雷电冲击保护作用。为此,在超高压电力变压器的静电环上部绝缘层,应用适形绝缘纸衬垫以增加绝缘厚度,这样下部绝缘层厚度就自然减小,改善了起始分布。

4结论

a.为了充分发挥静电环的补偿作用,绝缘层厚度应尽可能小,如采用上部绝缘层垫以适形绝缘纸条衬垫,再包绕以纸带的技术措施;b.为了消除端部“油楔”,***简便的措施是适当缩短垫块的宽度;c.设计静电环形状时,主要是确定和t,增大和t均可减小绝缘层表面******电场强度,当小时,增大t效果明显;当较大时,增大t效果不太明显。对于220kV变压器绕组,在工艺条件允许的情况下,t选为10~15mm时,可有效地降低绝缘层表面的******场强值。

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