第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、特高壓交流變壓器絕緣設(shè)計(jì)

主絕緣設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在各種試驗(yàn)工況下,對(duì)各油隙及電極表面場(chǎng)強(qiáng)均按無起始局部放電場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行嚴(yán)格控制,以確保主絕緣的可靠性。

縱絕緣結(jié)構(gòu) 研究 重點(diǎn)是計(jì)算 分析 在各種試驗(yàn)電壓下高壓線圈餅間絕緣強(qiáng)度,尤其是重點(diǎn)校核雷電沖擊電壓下各線圈的沖擊電壓特性,確?？v絕緣結(jié)構(gòu)滿足耐受雷電沖擊電壓絕緣強(qiáng)度的要求。特高壓交流變壓器出線裝置電壓高且集中,需綜合考慮引線到線圈、引線到鐵心、引線與引線間的絕緣距離,以及變壓器近區(qū)短路時(shí)引線結(jié)構(gòu)受漏磁影響承受電動(dòng)力的能力,重點(diǎn) 分析 計(jì)算高壓升高座箱壁開孔、套管均壓球、線圈連線處油隙等敏感區(qū)域引線的電場(chǎng)分布,控制各處油隙電場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于起始局部放電場(chǎng)強(qiáng),并充分考慮和套管尾部的絕緣配合,解決在電、磁、熱、力等多應(yīng)力作用下確保引線結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期安全可靠的設(shè)計(jì)難題。

2、特高壓換流變絕緣設(shè)計(jì)

換流變壓器閥側(cè)繞組除承受交流電壓、雷電沖擊電壓和操作過電壓外,還承受直流電壓、直流與交流的復(fù)合電壓和系統(tǒng)發(fā)生潮流反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的極性反轉(zhuǎn)電壓的作用(網(wǎng)側(cè)繞組承受交流電壓、工頻交流感應(yīng)和外施試驗(yàn)電壓、雷電沖擊電壓和操作過電壓等多種試驗(yàn))。換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)與常規(guī)直流類似,絕緣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于閥側(cè)繞組的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)。向上特高壓直流工程換流變壓器與±500kV直流輸電工程用換流變壓器相比,雷電和操作沖擊的水平提高的不多,而交流長(zhǎng)時(shí)外施、直流長(zhǎng)時(shí)和直流極性反轉(zhuǎn)耐壓水平有大幅度的提高。線圈排列方式為:鐵心-調(diào)壓線圈-網(wǎng)側(cè)線圈-閥側(cè)線圈-油箱。由于繞組絕緣水平的提高,要相應(yīng)增加線圈之間及端部絕緣的主絕緣距離。通過增加角環(huán)、紙筒和紙圈的數(shù)量,并合理地布置,來保證絕緣結(jié)構(gòu)在交流、直流和極性反轉(zhuǎn)電壓作用下電場(chǎng)的合理分布,有效地提高油、紙絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣強(qiáng)度。在特高壓換流變壓器結(jié)緣設(shè)計(jì)過程中,分別對(duì)閥側(cè)線圈在長(zhǎng)時(shí)AC外施試驗(yàn)電壓、DC帶局部放電測(cè)量的耐壓試驗(yàn)電壓、極性反轉(zhuǎn)試驗(yàn)電壓下的電場(chǎng)進(jìn)行了反復(fù)的計(jì)算 分析 ,并在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu),以保證絕緣結(jié)構(gòu)在各種作用電壓下都有足夠的絕緣裕度。

特高壓換流變壓器的網(wǎng)側(cè)繞組首端要承受全波1550kV的雷電沖擊電壓,網(wǎng)側(cè)線圈可采用糾結(jié)連續(xù)式,線圈首端若干段為糾結(jié)段。在網(wǎng)側(cè)線圈的上下端部設(shè)置靜電板,以改善線圈端部電場(chǎng)分布,提高絕緣強(qiáng)度。

特高壓換流變壓器閥側(cè)繞組首末端均要承受1800kV的全波雷電沖擊電壓,閥側(cè)線圈為全絕緣結(jié)構(gòu)。特高壓換流變壓器閥側(cè)繞組電流大,交流電壓較低,線圈的匝數(shù)較少,閥側(cè)線圈一般為內(nèi)屏蔽連續(xù)式或螺旋式結(jié)構(gòu)。內(nèi)屏蔽連續(xù)式的閥側(cè)線圈往往采用半硬自粘組合換位導(dǎo)線(首末端若干個(gè)餅的導(dǎo)線帶屏蔽線)繞制。內(nèi)屏蔽連續(xù)式的閥側(cè)線圈采用縱向電容分區(qū)補(bǔ)償結(jié)構(gòu),具有良好的沖擊電壓分布,并嚴(yán)格控制場(chǎng)強(qiáng)分布,確保線圈內(nèi)不發(fā)生局部放電。由于作用在閥側(cè)線圈上的交、直電壓都很高,閥側(cè)線圈的上下端部要設(shè)置靜電板,為有效改善線圈端部電場(chǎng)分布,靜電板要選擇合適的曲率半徑。調(diào)壓線圈為圓筒式,采用半硬自粘換位導(dǎo)線繞制,匝間和段間均無油道。各分接出頭通過電纜與線圈出頭原線焊接后引出,各分接間設(shè)有ZnO非線性電阻元件,來限制調(diào)壓線圈上的雷電沖擊過電壓。高端換流變壓器絕緣的高要求致使絕緣件用量很大,送端800kV高端換流變壓器僅線圈絕緣件質(zhì)量就超過11t。

3、特高壓變壓器(換流變)關(guān)鍵絕緣結(jié)構(gòu)國(guó)產(chǎn)化

特高壓交流變壓器所用絕緣材料是控制設(shè)備質(zhì)量和工期的關(guān)鍵部件,試驗(yàn)示范工程變壓器用的絕緣材料均為魏德曼產(chǎn)品。特高壓變壓器出線裝置的研制極具挑戰(zhàn)性,需要重點(diǎn)解決在裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸緊湊、電壓高且集中、運(yùn)行條件苛刻條件下電、磁、熱、力等多應(yīng)力共同作用下長(zhǎng)期安全可靠的設(shè)計(jì)難題。目前,國(guó)家電網(wǎng)公司組織瑞士魏德曼公司與國(guó)內(nèi)各制造廠已研制成功特高壓交流標(biāo)準(zhǔn)化出線裝置,正在循序漸進(jìn)、穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化樣機(jī)研制工作。特高壓換流變壓器絕緣設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵在于閥側(cè)引線裝置和套管的設(shè)計(jì)和制造。目前,國(guó)產(chǎn)化絕緣材料,如紙漿、絕緣紙和紙板的質(zhì)量和國(guó)外先進(jìn)制造商,如魏德曼、ABB之間的差距日益縮小,但在成型絕緣件,特別是手工異形絕緣件等方面仍存在差距。

高端換流變壓器閥側(cè)引線裝置的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)難度非常高,而且必須和套管的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)緊密配合,其中,套管尾部與閥側(cè)引線裝置連接的位置電場(chǎng)分布異常復(fù)雜,需要大量的計(jì)算和試驗(yàn)。由于閥側(cè)套管的設(shè)計(jì)制造難度大,國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)較為薄弱,短期內(nèi)難以研制。因此,直接開發(fā)特高壓直流高端換流變壓器閥側(cè)引線裝置和套管的難度大,風(fēng)險(xiǎn)高。國(guó)家電網(wǎng)公司大力支持和推動(dòng)提高特高壓變壓器、換流變絕緣材料和出線裝置的國(guó)產(chǎn)化工作,并將組織變壓器廠家、絕緣件廠家和相關(guān)套管廠家從交流變壓器、低端換流變壓器閥側(cè)引線裝置和套管入手,開發(fā)交流變壓器、低端換流變壓器國(guó)產(chǎn)化閥側(cè)引線裝置和套管,積極考慮在后續(xù)工程中掛網(wǎng)試運(yùn)行。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

1、絕緣件制作

首先進(jìn)行絕緣材料復(fù)檢，然后根據(jù)套裁方案下料，紙板刷膠、疊放，再采用蒸汽熱壓法熱壓，最后鋸削或銑削成型。絕緣件車間主要制備絕緣件、緊固件和夾件等。其中軸類零件主要采用車床、銑床加工，箱體類、異形類、復(fù)雜異形絕緣件等機(jī)械加工采用加工中心加工，板及塊類件采用刨床。另外，靜電板的制作采用靜電板包扎機(jī)，部分絕緣件加工采用熱壓床。

2、軟角環(huán)的制作方法是用長(zhǎng)L=高壓繞組內(nèi)周長(zhǎng)+20mm，寬B=高壓繞組輻向尺寸+高壓繞組端絕緣寬度+(8--10mm)，厚t=0.5--1.0mm的絕緣紙板，每隔25-35mm剪口一次。軟角環(huán)的制作方法如下圖所示。在沿矩形繞組卷繞時(shí)，出現(xiàn)的缺口處用梯形0.5-1.0mm紙板補(bǔ)齊，搭接10mm以上，并粘牢。

軟角環(huán)的制作方法

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì) 分析

變壓器制造工藝的發(fā)展主要結(jié)合新產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 研究 出與之相適應(yīng)的工藝，并著重于新材料，新裝備的開發(fā)應(yīng)用以此來不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，但這些新工藝的 研究 開發(fā)需要大量的資金投入和生產(chǎn)成本的提高。而目前我國(guó)變壓器供大于求，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，用戶在招標(biāo)活動(dòng)中首選條件是價(jià)格因素，因此各生產(chǎn)廠家很難進(jìn)行大量的投入，這樣生產(chǎn)工藝就無法發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量上不去，質(zhì)量上不去，價(jià)格也不會(huì)高，沒有利潤(rùn)于是造成惡性循環(huán)，因此有關(guān)部門對(duì)變壓器價(jià)格規(guī)律應(yīng)給予充分重視加以合理改進(jìn)。

我國(guó)將來變壓器發(fā)展方向仍是節(jié)能型，低噪音，防火防爆型，高可靠性方面發(fā)展，所以上述談的一些工藝仍要繼續(xù)推廣普及使用。另外選用優(yōu)質(zhì)低損耗導(dǎo)磁物質(zhì)，大型產(chǎn)品可選用激光照射或刻槽硅鋼片，帶軸向幅向壓緊裝置的繞線機(jī)、汽相干燥設(shè)備、步進(jìn)式橫剪線等先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備要普及使用。

絕緣材料加工盡可能由專業(yè)生產(chǎn)廠家統(tǒng)一加工逐步增加新型固體絕緣材料如注塑件等，國(guó)外絕緣件加工用激光切割，我國(guó)也可以發(fā)展用激光加工絕緣件。

另外對(duì)變壓器外在質(zhì)量上應(yīng)下大力氣加以 研究 ，如油箱表面處理，油漆的種類等使油箱盡可能美觀。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場(chǎng) 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請(qǐng)來電垂詢：4008099707。特此說明。