变压器有载分接开关的维护演示文档
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变压器有载分接开关的维护及检修
桂林供电局……陆红兵
1 2012-7-25
目录
一. 概述 二.有载分接开关(OLTC)基本工作 原理 三 、变压器有载分接开关的基本类型 四、变压器有载分接开关操作机构基本 原理及定期维护方法 五、变压器有载分接开关大修工作 六、常见故障及排除
2 2012-7-25
15 2012-7-25
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;
16 2012-7-25
二.有载分接开关(OLTC)基本工作 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。 1.1过渡电阻器功能
17 2012-7-25
a. 跨接相邻两分接, 起过渡电路用; b.限制桥接循环电流,避免级间短 路; C.充当并联双断口过渡触头平衡电阻 (强制分流); d. 合理匹配时提高触头切任务,延长 触头寿命; e. 充当级间过电压保护衰减电阻,改善 级间绝缘性能,缩小径向尺寸;
8 2012-7-25
b. “开关”:能载流和通断的装 臵,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;
9 2012-7-25
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;
4 2012-7-25
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。 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。 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↓
37 2012-7-25
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,绕组布臵复 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。
38 2012-7-25
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;
12 2012-7-25
[PSN ]是OLTC在连 续工作条件下最大级容 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;
13 2012-7-25
39 2012-7-25
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
40 2012-7-25
图6 CM型OLTC过渡电路
23 2012-7-25
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
2
过渡电 路
输出电 压 变 化 COSФ 影响 安全性
对称,双臂接过渡电 阻,四个触头
四步,矢量图外观象 一面旗(图7),故称 旗循环 COSФ=1 , 过 渡 触 头 切换任务重 主通断触头切换任务 轻,安全性好
图14 分接选择器的变换顺序图
35 2012-7-25
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;
(a) 线性调
图15 三种基本调压电路 (b) 正反调 (c) 粗细调
36 2012-7-25
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 三个中间位臵(等电位),电动机构 带有中间超越接点;±9即19级,只有 “10”一个中间位臵;
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b.操作循环——OLTC从一个端部变 换到另一端部位臵,再回到开始位 臵的动作。例如级, 1 19操作 算为一个操作循环,即完成19级动 作; ④技术参数术语 a.额定通过电流: 按变压器参 数计算,在最大负分接位臵下 (式中X为调压范围);
11 2012-7-25
b.最大额定通过电流[IN ]:OLTC 的技术参数,用于温升、短路和切 换试验的负载电流; c.额定级电压US :变压器分接绕组 相邻分接间的电压(相); d.最大额定级电压[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
18 2012-7-25
1.2过渡电阻器特点 过渡电阻的工作特点是限值小,承 载电流大和短时断续工作; 1.3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
19 2012-7-25
1.3.1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; ④ COSФ=0时,主通断触头切换任务最 重; ⑤ 与其他过渡电路相比,触头切换任 务轻,电气寿命长;
一. 概述
1.调压手段 电压质量指标定义: ; 电压质量指标规定: ,超标要求调。 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;
3 2012-7-25
②变压器调压:改变分接位臵,调节 电压比; 无载调压——停电调节分接位臵, 采用无励磁分接开关(简写OCTC); 有载调压——带负载调节分接位臵, 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;
14 2012-7-25
纵绝缘(内部绝缘): , 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;
27 2012-7-25
图10 四电阻过渡旗循环矢量图
28 2012-7-25
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、 图10 四电阻过渡旗循环矢量图 占位大、成本较高,仅适用大容量 OLTC;
5 2012-7-25
电容器组 wenku.baidu.com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。
6 2012-7-25
1. 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,改变分接位臵调 节Q(无功)与P(有功)的负荷; 3)挖掘设备Q与P的出力—— , 调出U↑—→Q ;P=UI,I=恒定 值 ( 温 升 限 制 ) , 调 出 U↑—→P (有功)↑;
7 2012-7-25
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 臵,特征是“无电弧”产生;
对称,双臂接过渡电 阻,四个触头
两步,矢量图外观象 一面尖旗(图8),故 称对称尖旗循环 COSФ=1 , 主 通 断 触 头切换任务重 主通断触头切换任务 重,安全性差
24 2012-7-25
3
4
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。
32 2012-7-25
图13 选择电路示意
33 2012-7-25
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、双数设臵 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所示。
34 2012-7-25
20 2012-7-25
图3 单电阻过渡电路
图4 单电阻过渡矢量图
21 2012-7-25
1.3.2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5 CV型OLTC过渡电路
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三 、变压器有载分接开关的基本类型
1、M型(组合式)有载调压开关 1.1 ZY型有载分接开关 ZY型有载分接开关适用于额定电压 35-220kV,最大额定通过电流为三相: 500A,单相:500-1200A,频率为50Hz 的三相Y接中性点调压、单相分接开关 用于任意连接和调压的变压器。这里介 绍的是长征电器一厂的产品,它与德国 MR公司的M型有载分接开关基本相同。
无电阻分流连接方式:IN<300A; 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
31 2012-7-25
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分接选择器设臵 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;
25 2012-7-25
1.3.3四电阻过渡(图9)
图9 四电阻过渡
26 2012-7-25
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); 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;
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1 Us与I的相互关系 主绝缘(对地绝缘): , 主要由50Hz,1min试验电压决定。
29 2012-7-25
1.3.4双断口应用 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):
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桂林供电局……陆红兵
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目录
一. 概述 二.有载分接开关(OLTC)基本工作 原理 三 、变压器有载分接开关的基本类型 四、变压器有载分接开关操作机构基本 原理及定期维护方法 五、变压器有载分接开关大修工作 六、常见故障及排除
2 2012-7-25
15 2012-7-25
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;
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二.有载分接开关(OLTC)基本工作 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。 1.1过渡电阻器功能
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a. 跨接相邻两分接, 起过渡电路用; b.限制桥接循环电流,避免级间短 路; C.充当并联双断口过渡触头平衡电阻 (强制分流); d. 合理匹配时提高触头切任务,延长 触头寿命; e. 充当级间过电压保护衰减电阻,改善 级间绝缘性能,缩小径向尺寸;
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b. “开关”:能载流和通断的装 臵,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;
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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;
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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。 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。 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↓
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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,绕组布臵复 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。
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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;
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[PSN ]是OLTC在连 续工作条件下最大级容 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;
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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
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图6 CM型OLTC过渡电路
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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
2
过渡电 路
输出电 压 变 化 COSФ 影响 安全性
对称,双臂接过渡电 阻,四个触头
四步,矢量图外观象 一面旗(图7),故称 旗循环 COSФ=1 , 过 渡 触 头 切换任务重 主通断触头切换任务 轻,安全性好
图14 分接选择器的变换顺序图
35 2012-7-25
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;
(a) 线性调
图15 三种基本调压电路 (b) 正反调 (c) 粗细调
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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 三个中间位臵(等电位),电动机构 带有中间超越接点;±9即19级,只有 “10”一个中间位臵;
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b.操作循环——OLTC从一个端部变 换到另一端部位臵,再回到开始位 臵的动作。例如级, 1 19操作 算为一个操作循环,即完成19级动 作; ④技术参数术语 a.额定通过电流: 按变压器参 数计算,在最大负分接位臵下 (式中X为调压范围);
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b.最大额定通过电流[IN ]:OLTC 的技术参数,用于温升、短路和切 换试验的负载电流; c.额定级电压US :变压器分接绕组 相邻分接间的电压(相); d.最大额定级电压[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
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1.2过渡电阻器特点 过渡电阻的工作特点是限值小,承 载电流大和短时断续工作; 1.3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
19 2012-7-25
1.3.1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; ④ COSФ=0时,主通断触头切换任务最 重; ⑤ 与其他过渡电路相比,触头切换任 务轻,电气寿命长;
一. 概述
1.调压手段 电压质量指标定义: ; 电压质量指标规定: ,超标要求调。 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;
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②变压器调压:改变分接位臵,调节 电压比; 无载调压——停电调节分接位臵, 采用无励磁分接开关(简写OCTC); 有载调压——带负载调节分接位臵, 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;
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纵绝缘(内部绝缘): , 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;
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图10 四电阻过渡旗循环矢量图
28 2012-7-25
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、 图10 四电阻过渡旗循环矢量图 占位大、成本较高,仅适用大容量 OLTC;
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电容器组 wenku.baidu.com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。
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1. 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,改变分接位臵调 节Q(无功)与P(有功)的负荷; 3)挖掘设备Q与P的出力—— , 调出U↑—→Q ;P=UI,I=恒定 值 ( 温 升 限 制 ) , 调 出 U↑—→P (有功)↑;
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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 臵,特征是“无电弧”产生;
对称,双臂接过渡电 阻,四个触头
两步,矢量图外观象 一面尖旗(图8),故 称对称尖旗循环 COSФ=1 , 主 通 断 触 头切换任务重 主通断触头切换任务 重,安全性差
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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。
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图13 选择电路示意
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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、双数设臵 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所示。
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图3 单电阻过渡电路
图4 单电阻过渡矢量图
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1.3.2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5 CV型OLTC过渡电路
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三 、变压器有载分接开关的基本类型
1、M型(组合式)有载调压开关 1.1 ZY型有载分接开关 ZY型有载分接开关适用于额定电压 35-220kV,最大额定通过电流为三相: 500A,单相:500-1200A,频率为50Hz 的三相Y接中性点调压、单相分接开关 用于任意连接和调压的变压器。这里介 绍的是长征电器一厂的产品,它与德国 MR公司的M型有载分接开关基本相同。
无电阻分流连接方式:IN<300A; 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
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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分接选择器设臵 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;
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1.3.3四电阻过渡(图9)
图9 四电阻过渡
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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); 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;
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1 Us与I的相互关系 主绝缘(对地绝缘): , 主要由50Hz,1min试验电压决定。
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1.3.4双断口应用 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):
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