由于換流變壓器的運(yùn)行與換流器換相造成的非線性密切相關(guān),它在漏抗、諧波、絕緣、有載調(diào)壓、直流偏磁和試驗(yàn)等方面與普通電力變壓器有不同的特點(diǎn)和要求。
1、漏抗
以往由于晶閘管的額定電流和過負(fù)荷能力有限,為了限制閥臂短路和直流母線短路的故障電流,換流變壓器的漏抗一般比普通電力變壓器的大,一般為15-20%, 有些工程甚至超過20%。隨著晶閘管的額定電流及其承受浪涌電流能力的提高,換流變壓器的漏抗可按對應(yīng)的容量和絕緣水平合理選擇,阻抗相應(yīng)降低,通常為12-18%,因此,設(shè)備主參數(shù)、絕緣水平、換流器無功消耗及能耗等都可相應(yīng)降低,同時(shí),換流器的運(yùn)行性能也有所改進(jìn)。
為減少非特征諧波,換流變壓器的三相漏抗平衡度要求比普通電力變壓器高,通常漏抗公差不大于2%。如果運(yùn)輸條件允許,現(xiàn)在的工程多采用如圖1所示的單相三繞組換流變壓器結(jié)構(gòu),進(jìn)一步減少十二脈動(dòng)換流單元中換流變壓器六個(gè)阻抗值的差別。
2、諧波
換流變壓器漏磁的諧波分量會使變壓器的雜散損耗增大,有時(shí)可能使某些金屬部件和油箱產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象。在有較強(qiáng)漏磁通過的部件要用非磁性材料或采用磁屏蔽措施。諧波磁通所引起的磁致伸縮噪聲處于聽覺較為靈敏的頻帶,必要時(shí)要采取更有效的隔音措施。
3、絕緣
換流變壓器閥側(cè)繞組和套管是在交流和直流電壓共同作用之下工作的。在這種電壓作用下,由于油、紙兩種絕緣材質(zhì)的電導(dǎo)系數(shù)與介電系數(shù)之比差別很大,油紙復(fù)合絕緣中直流場強(qiáng)按電導(dǎo)系數(shù)分布,交流場強(qiáng)則按介電系數(shù)分布。當(dāng)直流電壓極性迅速變化時(shí),會使油隙絕緣受到很大的電應(yīng)力。在套管與底座的連接部分,由于絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜,這一問題最為嚴(yán)重。
越接近直流兩極的閥側(cè)繞組對地電壓越高,在設(shè)計(jì)時(shí)必然增大繞組端部與鐵芯軛部的距離,使繞組端部的輻向漏磁和局部損耗增加,因諧波漏磁而引起的損耗則增加更多。
作為閥側(cè)繞組外絕緣的套管,其爬電距離要考慮到直流電壓的分量,為了避免雨天時(shí)在直流電壓作用下,由于不均勻濕閃而造成的閃絡(luò)故障,一般閥側(cè)套管均伸入閥廳。目前,干式合成套管已得到實(shí)際應(yīng)用。為了抗震,套管法蘭盤處一般裝有振動(dòng)阻尼裝置。
4、有載調(diào)壓
換流變壓器應(yīng)具有較多的有載調(diào)壓開關(guān),利用調(diào)壓開關(guān)可使直流輸電系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在接近最佳狀態(tài),換流器觸發(fā)角運(yùn)行在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),以兼顧到運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。分接開關(guān)的調(diào)壓范圍一般為20-30%,每檔調(diào)節(jié)量為1%-2%,以達(dá)到分接開關(guān)調(diào)節(jié)和換流橋觸發(fā)控制聯(lián)合工作,做到既無明顯的調(diào)節(jié)死區(qū),又可避免頻繁往返動(dòng)作。
5、直流偏磁