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武漢貝塞爾測控科技有限公司
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勵磁變壓器是一種專門為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)提供三相交流勵磁電源的裝置，勵磁系統(tǒng)通過可控硅將三相電源轉化為發(fā)電機轉子直流電源，形成發(fā)電機勵磁磁場，通過勵磁系統(tǒng)調節(jié)可控硅觸發(fā)角，達到調節(jié)電機端電壓和無功的目的
勵磁變壓器是一種專門為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)提供三相交流勵磁電源的裝置，勵磁系統(tǒng)通過可控硅將三相電源轉化為發(fā)電機轉子直流電源，形成發(fā)電機勵磁磁場，通過勵磁系統(tǒng)調節(jié)可控硅觸發(fā)角，達到調節(jié)電機端電壓 和無功的目的。通常接于發(fā)電機出口端，因發(fā)電機出口電壓較高，而勵磁系統(tǒng)額定電壓較低，故需一個降壓變壓器。
發(fā)電機用勵磁變壓器的安全、穩(wěn)定運行，是自并勵機組安全、穩(wěn)定運行的前提，是發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電、滿負荷發(fā)電的先決條件，是勵磁系統(tǒng)可靠運行的關鍵。
勵磁系統(tǒng)所需電功率由發(fā)電機出口取得，勵磁變壓器的作用是將發(fā)電機出口電壓降為電力可控硅的輸入電壓、在發(fā)電機機端和勵磁繞組之間提供電氣隔離，同時也用作電力可控硅的整流阻抗。
勵磁變壓器的分類
勵磁變壓器，按絕緣方式劃分主要有四種型式
（1）環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。
（2）無堿玻璃纖維纏繞浸干式變壓器。
（3）MORA型干式變壓器。
（4）油浸變壓器。
油浸變壓器是傳統(tǒng)變壓器，目前逐步被干式變壓器所代替。
干式變壓器具有防火、防爆及環(huán)保性能*等特點，成為勵磁變壓器主流應用。
環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的特點：
（1）絕緣強度高，澆注用環(huán)氧樹脂具有18～22kV/mm的絕緣擊穿場強，且與電壓等級相同的油浸變壓器具有大致相同的雷電沖擊強度。
（2）抗短路能力強。
（3）防災性能突出，環(huán)氧樹脂阻燃并能自行熄滅，不致引發(fā)爆炸。
（4）環(huán)境性能*，環(huán)氧樹脂防潮、防塵，可以在惡劣環(huán)境條件下運行。
（5）維護工作量小。
（6）運行損耗低，運行效率高，噪聲低。
（7）體積小，重量輕，安裝調試方便
環(huán)氧樹脂澆注干式基準沖擊水平可達250kV，MORA型為150kV。
環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器容量可達20MVA，MORA型僅能達到8～10MVA。
勵磁變壓器的一般要求
采用自并勵勵磁方式的發(fā)電機，其勵磁電源的勵磁功率整流器由勵磁變壓器供電。勵磁變壓器的高壓側通常接于發(fā)電機機端母線，低壓側接晶閘管三相全控橋式整流器，勵磁功率欄流器的負載為有很人電感、對地絕緣的發(fā)電機轉予。勵磁變壓器負載及接線的特點，以及電網和電廠對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的特定要求，使自并勵的水輪發(fā)電機勵磁變壓器工作條件及技術要求與一般應用的電力變壓器并不相同，主要包括如下方面。
（1）勵磁變壓器繞組電流為非正弦電流，變壓器的設計需要考慮繞組中諧波電流的影響。由于發(fā)電機轉子時問常數通常為若干秒級，敝勵磁功率整流裝置晶閘管電流及交流側（即勵磁變低壓側）線電流均呵看作為矩形波，存在著基波分量和諧波分量，諧波電流將增加變壓器的銅損和鐵損，并使發(fā)電機端電壓波形畸變。故勵磁變壓器設計與制造時需要考慮變壓器繞組諧波電流的影響，包括變壓器的鐵芯磁密、容量、過負荷能力等均需要對諧波電流的影響進行考慮。諧波電流將可能引起變壓器運行的諧波噪聲，故在鐵芯與繞組的結構及機械強度上，需要考慮降低諧波噪聲的措施。
（2）作為氳接接到發(fā)電機機端的勵磁變壓器，需按發(fā)電機端電氣設備的技術要求進行設計。按照GB 1094.1《電力變壓器第1部分總則》的要求，在發(fā)電機負載時，變壓器與發(fā)電機相連的端子上，應能承受1.4倍額定電壓，歷時5s。通常尚要求在發(fā)電機機端電壓為1.3倍額定電壓的過電壓下運行60s。勵磁變壓器應能在110%額定電壓下長期連續(xù)運行。
（3）勵磁變壓器低壓繞組額定電壓應按滿足發(fā)電機強勵時的勵磁頂值電壓要求進行設計選擇。發(fā)電機強勵時，對勵磁功率整流器的輸出電壓有要求，為發(fā)電機勵磁頂值電壓。勵磁頂值電壓按發(fā)電機所在的電力系統(tǒng)要求選取。
（4）變壓器容鼉應能滿足發(fā)電機長期連續(xù)運行所要求的勵磁能力，在發(fā)電機勵磁電流和電壓為發(fā)電機額定負載下勵磁電流和電壓的1.1倍時，能長期連續(xù)運行。
（5）勵磁變壓器的過載能力應能滿足發(fā)電機強勵的勵磁容量及持續(xù)時間的要求。勵磁變壓器在發(fā)電機強勵磁時，發(fā)電機在勵磁頂值電壓下運行，勵磁電流的穩(wěn)態(tài)值也為勵磁頂值電流。此時勵磁功率對勵磁變壓器的負載能力有要求。
（6）勵磁變壓器高壓、低壓繞組間需設置靜電隔離屏蔽并接地。在變壓器投入和高壓側暫態(tài)過電壓時，通過勵磁變壓器高壓、低壓繞組間的分布電容，在勵磁變壓器低壓繞組上將產生過電壓。為減少此時勵磁變壓器低壓側的過電壓，在勵磁變壓器高壓、低壓繞組之間需設置靜電屏蔽并與變壓器鐵芯一起接地，以避免過電壓威脅勵磁功率整流器的安全。靜電屏蔽尚可減少變壓器低壓繞組的高次諧波及過電壓對高壓繞組及電網的影響，提高勵
磁變壓器的電磁兼容性。
除此以外，勵磁變壓器作為電力變壓器的一種應用類別，尚需滿足一般電力變壓器的技術要求。主要包括下列方面：
（1）運行溫升及絕緣耐熱等級。
（2）承受短路能力。
（3）絕緣水平。
（4）對輔助設備的沒置要求，包括電流互感器、溫度監(jiān)視設備等。
（5）其他，如噪聲水平、局部放電水平、三相對稱性。
勵磁變壓器的選擇
勵磁變壓器就設計和結構來說，與普通配電變壓器一樣，短路電壓為4%～8%。考慮到勵磁變壓器必須可靠，強勵時要有一定的過載能力。且勵磁電源一般不設計備用電源，因此宜選用維護簡單、過載能力強的干式變壓器。若從降低勵磁系統(tǒng)造價來說，采用油浸變壓器也是可行的。
當勵磁變壓器安裝在戶外時，由變壓器副方到整流橋之間的饋線．由于有電抗壓降，不宜太長，特別是在勵磁電流很大的情況下，這一點必須考慮。還有不宜用單芯鎧裝電纜．而應選用橡皮電纜。因為單芯鎧裝電纜通以交流電時，將在鋼甲中感應到較高的電壓以及不能忽略的電流，并對通信電纜造成干擾。
①勵磁變壓器性能和接線。應明確要求勵磁變壓器具備的性能和接線，如型式、額定容量（滿足勵磁系統(tǒng)要求）、溫升、絕緣耐壓要求、變壓器三相組接線組別、絕緣等級、噪聲水平、局部放電水平。
②技術要求。明確對勵磁變壓器的詳細技術要求，選型中，有的水電廠要求勵磁變壓器選用國內廠家的產品。
③對采用電氣制動停機的機組，需明確勵磁變壓器是否兼作制動變壓器。
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