华明有载分接开关培训教材

有载分接开关用户培训教材一.概述1．调压手段电压质量指标定义：%100×−=ΔNNUUUU；电压质量指标规定：，超标要求调压。%5±调压手段：改变电源电压或电压损耗。1）改变电源电压①发电机调压：调节励磁电流，调压范围仅为5％，适用于单一发电机电网；②变压器调压：改变分接位置，调节电压比；无载调压——停电调节分接位置，采用无励磁分接开关（简写OCTC）；有载调压——带负载调节分接位置，采用有载分接开关（简写OLTC）；变压器调压一般在高压侧采用OLTC调压，中压侧或低压侧采用OCTC调压；2）改变电压损耗①变更电力网参数：改变线路电阻R（截面）和线路阻抗XC或XL（串联电容器或电抗器）来实现。调相机负载高峰—→过激磁运行—→发出Q—→U↑负载低谷—→欠激磁运行—→吸收Q—→U↓②调节无功补偿：无功，起着的作用，调压手段有调相机或投切电容器组。↑↓Q↑↓U电容器组投入—→发出Q—→U↑切除—→减少Q—→U↓调压新动态：先调节Q—→仍达不到调压要求—→再调OLTC的综合治理。2．OLTC用途1）调压——U达恒定，提高供电质量；2）联网、调节负荷潮流——采用OLTC实现联网，改变分接位置调节Q（无功）与P（有功）的负荷；3）挖掘设备Q与P的出力——CXUQ2=，调出U↑—→Q；P＝UI，I＝恒定值（温升限制），调出U↑—→P（有功）↑；↑↑4）工业变带负载调I、U或P，提高产品质量和产量，节约用电；5）特殊场合调压要求（如剧场灯光调节）；3.定义与分类1）定义（参照GB2900.15和GB10230术语）①“器”与“开关”的概念区别a.“器”：能载流、不能通断的装置，特征是“无电弧”产生；b.“开关”：能载流和通断的装置，特征是“有电弧”产生；注意：分接选择器与选择开关的概念不能混为一谈。②“触头”概念区别a.主触头——长期载流触头，不用于通断负载；b.联结触头——也是长期载流触头，不用于通断负载，起电路连接之用；c.主通断触头——直接与变压器连通、不带过渡阻抗，可通断负载的触头；d.过渡触头——带过渡阻抗与变压器连通、可通断负载的触头；③分接变换术语a.分接变换——从一个分接开始到完全转移到相邻另一分接的全部过程；b.操作循环——OLTC从一个端部变换到另一端部位置，再回到开始位置的动作。例如级，119操作算为一个操作循环，即完成19级动作；9±④技术参数术语a．额定通过电流：按变压器参数计算NNNUPI3=，在昀大负分接位置下，%)1(3xUPINNNm−=（式中X为调压范围）；a.昀大额定通过电流［IN］：OLTC的技术参数，用于温升、短路和切换试验的负载电流；b.额定级电压US：变压器分接绕组相邻分接间的电压（相）；d．昀大额定级电压［USm］：OLTC技术参数，用于切换试验与绝缘试验的参数；e.额定级容量［PSN］：级容量定义为级电压与负载电流的乘积，即PS＝US·I；［PSN］是OLTC在连续工作条件下昀大级容量。它被US和I所界定，表示成一范围曲线，见图1。在此界定曲线内负载是OLTC的额定值；f.额定频率:OLTC设计的AC频率；g.相数：OLTC本身结构相数，有Ⅰ相、Ⅲ相和特殊设计Ⅱ相；h.额定绝缘水平：主绝缘和纵绝缘。它取决于额定电压级次、调压部位（线端、中部或中性点调压）、连接方式（Y或D接）和调压方式（线性调、正反调或粗细调）等所决定，即OLTC绝缘水平与变压器分接绕组绝缘水平的要求相同；图1Us与I的相互关系主绝缘（对地绝缘）：26.25.2min50HZ,150/2.1～＝电压值电压值us,主要由50Hz，1min试验电压决定。纵绝缘（内部绝缘）：203min150HZ50/2.1～＝电压值，电压值us，由1.2／50us试验电压决定。2)分类①结构方式分：复合式（F）和组合式（Z）两类，CV型属F类，CM型属Z类；②过渡阻抗分：电抗（感）式和电阻式两类；③切换介质分：液（油）浸式、空气式（干变）、SF6气体式三类；④相数分：Ⅲ相、Ⅰ相及特殊设计Ⅱ相；⑤连接方式分：Y或D接两种；⑥调压部位：线端调、中部调和中性点调三种；⑦调压电路分：线性调、正反调或粗细调三种；⑧安装方式分：体内与分开安装、套管与埋入安装、顶部引入传动与中部引入传动、箱顶式（连箱盖）与钟罩式等安装方式；⑨灭弧方式分：自由开断、强制熄弧、真空熄弧及SF6熄弧等；⑩触点方式分：有触点与无触点之分；4．标准的沿革20世纪50~60年代，随着电力系统的发展，OLTC需求量大增。因此,迫切要求统一OLTC规格和性能指标,IEC着手OLTC标准的制定。OLTC标准沿革的比较见表1所示。标准修订的主要变化序标准沿革性能参数结构要求1IEC214-1966机械寿命20万次、电气寿命2万次；——2IEC214-1976机械寿命20万次、电气寿命2万次；增OLTC和电动机构两章节的结构技术要求3IEC214-1989寿命指标重大修改：机械寿命50万次、电气寿命5万次；进一步完善OLTC和电动机构两章节的结构技术要求4IEC60214-1-2003增无励磁分接开关性能参数及结构要求、增电抗式OLTC技术规范，修改局部放电量和密封试验的要求及测试方法等。其余内容与IEC214-1989内容基本一致。有载分接开关用户培训教材(二)二．OLTC工作原理OLTC工作原理由过渡电路、选择电路和调压电路三部分工作原理所组成。1.过渡电路（对应机构：切换开关或选择开关）过渡电路是跨接于分接间串接电阻的电路。工作原理：“架”“拆”分接间电阻“桥”（图2），允许几步跳跃式过渡替代圆滑式过渡，结构大为简化。图2.过渡电路的工作原理图1）单电阻过渡（图3）单电阻过渡特点：①过渡电路单臂接法非对称性；②输出电压两次变化，其矢量图见图4，像一面尖旗，故称非对称尖旗循环；③负荷方向变化使主通断触头切换容量增加四倍，联络变应用时注意；④COSФ=0时，主通断触头切换任务昀重；⑤与其他过渡电路相比，触头切换任务轻，电气寿命长；图3单电阻过渡电路图4单电阻过渡矢量图2）双电阻过渡（图5：CV型OLTC过渡电路或图6：CM型OLTC过渡电路）触头变化程序有“1－2－1”程序与“2－3－2”程序两种，比较见表1。图5CV型OLTC过渡电路图6CM型OLTC过渡电路表1.不同触头变换程序性能比较序项目1－2－1程序2－3－2程序1过渡电路对称，双臂接过渡电阻，四个触头对称，双臂接过渡电阻，四个触头2输出电压变化四步，矢量图外观象一面旗（图7），故称旗循环两步，矢量图外观象一面尖旗（图8），故称对称尖旗循环3COSФ影响COSФ=1，过渡触头切换任务重COSФ=1，主通断触头切换任务重4安全性主通断触头切换任务轻，安全性好主通断触头切换任务重，安全性差图7双电阻过渡旗循环矢量图图8双电阻过渡对称尖旗循环矢量图从表1看出，“1－2－1”程序优于“2－3－2”程序。因此，CV型与CM型OLTC均采用“1－2－1”程序。双电阻式结构简单，经济性好，适用中小容量OLTC。2）四电阻过渡（图9）四电阻过渡采用触头变换程序“2－3－2”。工作特点：①过渡电路是对称的，触头数目为六个，过渡电阻数目为四个（R1与R2）；图9四电阻过渡②输出电压变化六步，矢量图外观像一面大旗（图10），视为旗循环的延伸；③触头切换容量比双电阻过渡低,利于提高切换容量和延长触头寿命（1.5倍）；④四电阻式触头恢复电压低，熄弧可靠，适用级电压高；⑤四电阻式结构复杂、所需电热较多、占位大、成本较高，仅适用大容量OLTC；3）双断口应用图10四电阻过渡旗循环矢量图双断口按电路分为串联与并联两种；①串联双断口（图11）特点：每个断口恢复电压为单断口的一半；适用：US↑，如R型OLTC；②并联双断口（图12）特点：提高IN↑，它按过渡电阻与过渡触头连接方式分为无分流和有分流两种（如CM型OLTC）：无电阻分流连接方式：IN300A；有电阻分流连接方式：300≤IN≤600A；图12并联双断口过渡电路图11串联双断口过渡电路(a)无电阻分流(b)电阻分流2.选择电路（对应机构：分接选择器）选择电路是为选择绕组分接头所设计的一套电路。复合式OLTC直接在各个分接头上依次选择与切换；组合式OLTC分接选择器设置单、双数触头，接通彼此相邻两分接头。OLTC变化操作在于两个转换的交替组合，见图13；动触头选择分接头的运动方式：a．直线滑动方式：结构复杂、难以实现。b．笼式圆周旋转方式：结构简便易实现分接头按单、双数设置两层，动触头与中心环相连，级进转动依次选择相邻分接头，见图14图13选择电路示意所示。图14分接选择器的变换顺序图3．调压电路1)基本调压电路线性调、正反调和粗细调三种，见图15；图15三种基本调压电路(a)线性调(b)正反调(c)粗细调①线性调——主绕组连接分接绕组、调压范围15％；②正反调——主绕组可正接或反接分接绕组，调压范围增大一倍；±8（10193W）与±9（10191W）的区别：±8即17级，内有9a、9b、9c三个中间位置（等电位），电动机构带有中间超越接点；±9即19级，只有“10”一个中间位置；③粗细调——主绕组上有一粗调段，用于正或反接分接绕组，调压范围扩一倍；从绝缘观点看，绕组布置复杂，绝缘强度要求较高。粗细调以节能、安匝易平衡和抗短路能力强优点在电力变压器上获得应用。2)三相调压电路（图16）①星形中性点调压三相星形中性点调压，其分接绕组可以做成分级绝缘。因绝缘水平低，可采用一台星形连接的OLTC。结构紧凑、经济性好。②三角形连接调压a.三角形线端调压：UN≤60kV，常用一台三相三角形接法OLTC。而110kV≤UN≤220kV，采用三台单相OLTC，有机械联动或电气联动两种方式；b．三角形中部调压：与三角形线端调相比，允许降低一级OLTC绝缘水平；c．特殊三角形线端调压：允许二相加一相线端调压，见图16，经济性好；图16三相调压电路（a）星形中性点调压(b)三角形线端调压(c)三角形中部调压(d)特殊三角形线端调压③自耦调压电路（图17）自耦调压电路可分为中性点调压、中部调压、单独调压器调压和第三绕组调压等调压电路。自耦调压电路选择取决于系统条件、调压范围及大型变压器运输重量和外形尺寸等。图17自耦调压电路(a)中性点调压(b)中部调压(c)单独调压器调压(d)第三绕组调压①中性点调压：变压器一次与两次绕组电压比2，调压范围15％；②中部调压：常用于联络变压器；③单独调压器与第三绕组调压：二次绕组电压高、电流大，分接开关无法满足要求时采用，主要用于工业变压器或高压自耦变；3)工业变压器调压电路（图18）工业变压器的调压电路，主要是通过中间电路辅助变压器调压；图18工业变压器的调压电路高压串联调压［图18(a)］：额定电流过大而不能考虑低压侧调压；低压串联调压［图18(b)］：级电压高或电压梯度高而不能考虑高压侧调压；附加调压器调压［图18(c)］：调压级数多，尽可能细调。借助多级粗细调或Y／D变化；4.转换选择器触头转换过程的气体形成转换选择器包括极性选择器和粗调选择器。它转换瞬间，分接绕组处于“悬浮”状态，见图19。分接绕组“悬浮”时，因耦合电容Cw与Ce（图20）的作用，在触头W间引起电位升高而出现一位移电压VW。221332UCeCCUV±+×=（Y接）同时，耦合电容的放电，在触头W间产生火花。火花放电气体量VG。这个气体：CM型进入变压器本体轻瓦斯继电器；CV型进入分接开关瓦斯继电器。图19分接绕组悬浮状态两者不同情况要引起运行人员注意。图20正反调双绕组的布置与耦合电容1)位移电压UW的允许值见表2；表2转换选择器触头上位移电压允许值［Uw］分接开关型号转换选择器允许位移电压UWCV型OLTC≤15KVCM型OLTC≤35KV计算位移电压UW［UW］时，必须采用减少气体形成办法。2)减少触头W形成气体方法a.电位电阻恒定联结方式（图2）；b.电位电阻借助电位开关的联结方式（图22）；CV型OLTC唯一可采用电位电阻恒定联结方式；CM型OLTC两种方式均可选择采用；图21电位