換流變壓器是超高壓直流輸電工程中至關(guān)重要的關(guān)鍵設(shè)備，是交、直流輸電系統(tǒng)中的換流、逆變兩端接口的核心設(shè)備。它的投入和安全運行是工程取得發(fā)電效益的關(guān)鍵和重要保證。換流變壓器的關(guān)鍵作用，要求其具有高可靠性和高技術(shù)性能。因為有交、直流電場、磁場的共同作用，所以換流變壓器的結(jié)構(gòu)特殊、復(fù)雜，關(guān)鍵技術(shù)高難，對制造環(huán)境和加工質(zhì)量要求嚴(yán)格。開展換流變壓器設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)的研究、攻克和制造條件改造工作，不斷提高試驗手段，將有利于全面掌握換流變壓器的設(shè)計制造技術(shù)，實現(xiàn)換流變壓器國產(chǎn)化，填補國內(nèi)空白。同時可促進(jìn)國內(nèi)交、直流輸電設(shè)備設(shè)計制造水平的進(jìn)一步提高和發(fā)展，為特高壓交、直流輸變電設(shè)備的發(fā)展打下基礎(chǔ)，做好前期準(zhǔn)備，實現(xiàn)換流變壓器國產(chǎn)化。
   
    換流變壓器 (Converter Transformer) 接在換流橋與交流系統(tǒng)之間的電力變壓器。采用換流變壓器實現(xiàn)換流橋與交流母線的連接，并為換流橋提供一個中性點不接地的三相換相電壓。換流變壓器與換流橋是構(gòu)成換流單元的主體。換流變壓器在直流輸電系統(tǒng)中的作用有：?傳送電力；?把交流系統(tǒng)電壓變換到換流器所需的換相電壓；?利用變壓器繞組的不同接法，為串接的兩個換流器提供兩組幅值相等、相位相差30°(基波電角度)的三相對稱的換相電壓以實現(xiàn)十二脈動換流；?將直流部分與交流系統(tǒng)相互絕緣隔離，以免交流系統(tǒng)中性點接地和直流部分中性點接地造成直接短接，使得換相無法進(jìn)行；?換流變壓器的漏抗可起到限制故障電流的作用；?對沿著交流線路侵入到換流站的雷電沖擊過電壓波起緩沖抑制的作用。
   
    換流變壓器的工作原理是將500 kV網(wǎng)側(cè)交流電壓通過變壓器變?yōu)殚y側(cè)交流電壓，經(jīng)換流閥整流為直流傳輸。為了提高整流效率，由2個6脈沖換流橋組成，這樣就要2組閥側(cè)繞組，一組為Y接，另一組為D接。可有3種選擇，每相2臺三相雙繞組。500 kV輸電電壓高、容量大，變壓器均做成單相，或為單相三繞組(3臺組成三相組)，抑為單相雙繞組(每臺只含一個Y相或一個D相，閥側(cè)繞組，6臺組成2個三相組)，。為了適應(yīng)換流器的工作條件，換流變壓器就應(yīng)具有不同于一般交流變壓器的特點：首先，流過高壓側(cè)交流中含有高次諧波(特征諧波)，它使變壓器的損耗增加，并有可能導(dǎo)致局部過熱；再者，如換流閥發(fā)生不同步觸發(fā)，則在交流側(cè)和變壓器中產(chǎn)生非特征諧波和直流分量，引起變壓器的噪聲、空載電流增大，損耗增加；另外換流變壓器的阻抗偏差也影響換流閥的非特征諧波和直流分量，為此要加以限制；最后，也是最為重要的是，由于在高壓網(wǎng)側(cè)有1個或2個高壓閥側(cè)繞組(直流)，因而絕緣問題最為突出。變壓器閥側(cè)除應(yīng)承受一般交流電壓外，還要承受疊加的直流電壓。在系統(tǒng)輸送能量反向時，還有閥側(cè)繞組的直流極性反轉(zhuǎn)以及沖擊試驗電壓等。與一般電力變壓器相比，對絕緣設(shè)計和制造都呈現(xiàn)出更為嚴(yán)格的技術(shù)要求，這是設(shè)計、制造所要考慮到的基本問題。
   
    換流變壓器是直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備，其主要參數(shù)按直流系統(tǒng)的特殊要求確定。換流變壓器的作用是向換流器供給交流功率或從換流器接受交流功率，并且將網(wǎng)側(cè)交流電壓變換成閥側(cè)所需要的電壓。
    在整流站,用換流變壓器將交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)隔離,通過換流裝置將交流網(wǎng)絡(luò)的電能轉(zhuǎn)換為高壓直流電能,利用高壓直流輸電線路傳輸;在逆變站,通過換流裝置將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能,再通過換流變壓器送到交流電網(wǎng);從而實現(xiàn)交流輸電網(wǎng)絡(luò)與高壓直流輸電網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)。 換流變壓器提供相位差為30°的12 脈波交流電壓,以降低交流側(cè)諧波電流,特別是5 次和7 次諧波電流;作為交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的電氣隔離,削弱侵入直流系統(tǒng)的交流側(cè)過電壓;通過換流變壓器的阻抗限制直流系統(tǒng)的短路電流進(jìn)入交流系統(tǒng);通過換流變壓器可以實現(xiàn)直流電壓較大幅度的分檔調(diào)節(jié)。換流變壓器在直流輸電 <http://baike.baidu.com/view/904861.htm>系統(tǒng)中的作用有：1、傳送電力；2、把交流系統(tǒng)電壓變換到換流器所需的換相電壓；3、利用變壓器繞組的不同接法，為串接的兩個換流器提供兩組幅值相等、相位相差30°(基波電角度)的三相對稱的換相電壓以實現(xiàn)十二脈動換流；4、將直流部分與交流系統(tǒng)相互絕緣隔離，以免交流系統(tǒng)中性點接地和直流部分中性點接地造成直接短接，使得換相無法進(jìn)行；5、換流變壓器的漏抗可起到限制故障電流的作用；6、對沿著交流線路侵入到換流站 <http://baike.baidu.com/view/1313269.htm>的雷電沖擊過電壓波起緩沖抑制的作用。
   
    　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，電力需求快速增長，電力工業(yè)發(fā)展迅速，輸電電壓等級逐步提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。伴隨著2009年我國第～條1000kV特高壓交流輸電線路的投入運行與世界首條+800kV直流輸電工程的開工建設(shè)，目前全國已經(jīng)形成了六大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，系統(tǒng)總?cè)萘窟_(dá)6億千伏安的世界上最大規(guī)模的交直流互聯(lián)電網(wǎng)之一。這會將對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求提高到一個新的層次。繼電保護(hù)作為電網(wǎng)的安全保衛(wèi)者，其重要性也被放在了越來越突出的位置，對其動作的性能與可靠度也提出了更高的要求。電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，不僅自身價格昂貴，它的正常運行對于整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定也起著至關(guān)重要的作用。然而變壓器保護(hù)的正確動作率始終不高，這給電力系統(tǒng)的運行可靠性帶來了隱患。尤其是變壓器空載投入或外部故障切除時產(chǎn)生的勵磁涌流，常常會使保護(hù)發(fā)生誤動作。電力變壓器通過電磁感應(yīng)將一個系統(tǒng)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換為另一個系統(tǒng)的電壓和電流的電力設(shè)備。由鐵心和套于其上的兩個或多個繞組組成。 
   
    電力變壓器[1]是一種靜止的電氣設(shè)備 <http://baike.baidu.com/view/1487672.htm>，是用來將某一數(shù)值的交流電 <http://baike.baidu.com/view/56394.htm>壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。當(dāng)一次繞組通以交流電時，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動勢。二次感應(yīng)電動勢的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能 <http://baike.baidu.com/view/48797.htm>，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當(dāng)對變壓器 <http://baike.baidu.com/view/30130.htm>施加額定電壓時，根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流?，F(xiàn)在較為節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器 <http://baike.baidu.com/view/904828.htm>，其最大優(yōu)點是，空載損耗值特低。最終能否確?？蛰d損耗值，是整個設(shè)計過程中所要考慮的核心問題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置時，除要考慮非晶合金鐵心本身不受外力的作用外，同時在計算時還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。由器身、油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置和出線裝置組成。器身包括鐵心、線圈、絕緣、引線和分接開關(guān);油箱包括油箱本體和油箱附件(放油閥、接地螺釘、小車、銘牌等);冷卻裝置包括散熱器和冷卻器;保護(hù)裝置包括儲油柜、油標(biāo)、安全氣道、吸濕器、測濕元件和氣體繼電器;出線裝置包括高、低壓套管.變壓器的基本元件是鐵心和線圈。鐵心是由鐵心柱和鐵扼組成的閉合磁路，用厚度0.35~0.5mm的硅鋼片疊壓或卷繞而成。線圈是變壓器的電路部分，用絕緣銅線或絕緣鋁線繞制而成。線圈與線圈之間、線圈與鐵心之間都有良好的絕緣，并留有不同形式的槽道，以便于散熱和循環(huán)冷卻。油浸式變H器的鐵心和線圈都浸沒在絕緣油WN.容斌較大的變壓器·油箱外焊有散熱竹。油經(jīng)過油箱和散熱管循環(huán)流動，把鐵心和線圈發(fā)出的熱量散發(fā)到空氣中去。大型變壓器還采用加裝風(fēng)扇、強(qiáng)迫油循環(huán)、水冷等冷卻方式。
      
   
    工作原理：電力變壓器 <http://byq.gkcity.com>是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它主要通過交變的磁通把一種等級的電壓、電流轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪坏燃壍耐l率的電壓、電流，而且通過電力變壓器可把不同等級的電力系統(tǒng)彼此聯(lián)系起來。它的種類很多，按照功用可分為升壓變壓器、降壓變壓器、特種變壓器等；按照相數(shù)可分為單相變壓器、三相變壓器等；按照繞組數(shù)目可分為單繞組變壓器、三繞組變壓器、分裂繞組壓器、自耦變壓器等，但其工作原理是一致的。 變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈 <http://www.gkcity.com/Products/690-10930000—-0-0-0.htm>中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。
   
    主要部件及作用
      ①、普通變壓器的原、副邊線圈是同心地套在一個鐵芯柱上，內(nèi)為低壓繞組，外為高壓繞組。（電焊機(jī)變壓器原、副邊線圈分別裝在兩個鐵芯柱上）
      變壓器在帶負(fù)載運行時，當(dāng)副邊電流增大時，變壓器要維持鐵芯中的主磁通不變，原邊電流也必須相應(yīng)增大來達(dá)到平衡副邊電流。
      變壓器二次有功功率一般＝變壓器額定容量（KVA）×0.8（變壓器功率因數(shù)）＝KW。
      ②、電力變壓器主要有：
      A、吸潮器（硅膠筒）：內(nèi)裝有硅膠，儲油柜（油枕）內(nèi)的絕緣油通過吸潮器與大氣連通，干燥劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持變壓器內(nèi)部繞組的良好絕緣性能；硅膠變色、變質(zhì)易造成堵塞。
      B、油位計：反映變壓器的油位狀態(tài)，一般在+20O左右，過高需放油，過低則加油；冬天溫度低、負(fù)載輕時油位變化不大，或油位略有下降；夏天，負(fù)載重時油溫上升，油位也略有上升；二者均屬正常。
      C、油枕：調(diào)節(jié)油箱油量，防止變壓器油過速氧化，上部有加油孔。
      D、防爆管：防止突然事故對油箱內(nèi)壓力聚增造成爆炸危險。
      E、信號溫度計：監(jiān)視變壓器運行溫度，發(fā)出信號。指示的是變壓器上層油溫，變壓器線圈溫度要比上層油溫高10℃。國標(biāo)規(guī)定：變壓器繞組的極限工作溫度為105OC；（即環(huán)境溫度為40OC時），上層溫度不得超過95OC，通常以監(jiān)視溫度（上層油溫）設(shè)定在85OC及以下為宜。
      F、分接開關(guān)：通過改變高壓繞組抽頭，增加或減少繞組匝數(shù)來改變電壓比。
      ∵：U1/U2＝W1/W2，U1W2＝U2W1，
      ∴：U2＝U1W2/W1。
      一般變壓器均為無載調(diào)壓，需停電進(jìn)行：常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三擋+5%、0%、-5%（一次為10.5KV、10KV、0.95KV二次為380V、400V、420V），出廠時一般置于Ⅱ擋。
      G、瓦斯信號繼電器：（氣體繼電器）輕瓦斯、重瓦斯信號保護(hù)。上接點為輕瓦斯信號，一般作用于信號報警，以表示變壓器運行異常；下接點為重瓦斯信號，動作后發(fā)出信號的同時使斷路器跳閘、掉牌、報警；一般瓦斯繼電器內(nèi)充滿油說明無氣體，油箱內(nèi)有氣體時會進(jìn)入瓦斯繼電器內(nèi)，達(dá)到一定程度時，氣體擠走貯油使觸點動作；打開瓦斯繼電器外蓋，頂上有二調(diào)節(jié)桿，擰開其中一帽可放掉繼電器內(nèi)的氣體；另一調(diào)節(jié)桿是保護(hù)動作試驗紐；帶電操作時必須戴絕緣手套并強(qiáng)調(diào)安全。
   

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文章名稱：《換流變壓器與電力變壓器的比較分析》

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