基于Levenberg-Marquadt的非线性最小二乘新型换流变压器漏感矩阵识别法

三段式过流保护

无时限电流速断保护(电流I段) 反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。 1.几个基本概念 （1）系统最大运行方式与系统最小运行方式 最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式：就是在同样短路条件下，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。 （2）最小短路电流与最大短路电流 在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大，称之为最大短路电流。在最小运行方式下两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小，称之为最小短路电流。（3）保护装置的起动值 对应电流升高而动作的电流保护来讲，使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。 （4）保护装置的整定 所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。 2、整定计算 （1）动作电流 为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。即 Idz＞Id.max=KK Id.Bmax 式中可靠系数KK =1.2~1.3， 结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路，其最大和最小保护范围Lmax和Lmin。 (2) 保护范围（灵敏度KLm）计算（校验） 《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值Lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即 （3）动作时限 无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。t=0s 3、对电流速断保护的评价 优点：是简单可靠，动作迅速。 缺点：（1）不能保护线路全长； （2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。 注意: (1) 在最大运行方式下整定后，在最小运行 方式下无保护范围。 二、限时电流速断保护(电流II段)的电流速断保护 限时电流速断保护：按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。 1、工作原理 （1）为了保护本条线路全长，限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去。（2）为了保证选择性，就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。

换流变压器与交流系统的主变压器比较

换流变压器与交流系统的主变压器比较 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1>包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在较优的状态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1 换流变压器的特点以及对保护带来的影响

1.1 短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2 直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使地电位发生变化，造成直流电流流入变压器原边绕组，使换流变压器发生直流偏磁，工作点偏移。如果此直流电流过大，会导致换流变压器铁心饱和，同时损耗和温升也将增加。因此，要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。 1.3 谐波 由于换流器的非线性，在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器，主要会流过特征谐波电流，即p*n 1次谐波电流（p为脉波数，n为任意正整数）。在运行中，谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加，产生局部过热，发出高频噪声，还会使交流电网中的发电机和电容器过热，对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑，以免对保护装置造成影响。

直流输电换流变压器基础知识

第一章换流变结构 一、换流变概述 通常，我们把用于直流输电的主变压器称为换流变压器。它在交流电网与直流线路之间起连接和协调作用，将电能由交流系统传输到直流系统或由直流系统传输到交流系统。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。 直流输电系统的接线方式有多种，目前常见的接线方式如图1-1所示。 图1-1 两个六脉冲换流桥构成一个单极十二脉动接线，这两个六脉冲换流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现，两台三相双绕组变压器（一个Yy联结，一个Yd联结）或三台单相三绕

组变压器（一个网侧绕组和两个阀侧绕组，一个Y接，一个D接）或六台单相双绕组变压器（三个Yy 单相，三个Yd单相）。由建设规模的大小及直流电压等级可以确定换流变压器的大致型式。选择不同的型式主要受运输尺寸的限制，其次是考虑备用变容量的大小，当然，备用变容量越小越经济。 当直流输送容量较大时可采用每级两组基本换流单元的接线方式，此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv项目即采用了串联方式，其基本接线原理见图2。 800（HY） 600（HD） 400（L Y） 200（LD） 图1-2

图1-3 单相双绕组换流变压器外形 图1-4 单相三绕组换流变压器外形

图1-5 云广±800kV项目高端（800kV）换流变压器外形 二、绕组的常见类型 换流变中的绕组按照其连接的系统不同，通常可分为连接交流系统的网绕组及调压绕组；连接换流阀的阀绕组。绕组的排列方式通常有以下两种：铁心柱→阀绕组→网绕组→调压绕组；铁心柱→调压绕组→网绕组→阀绕组。 1.网绕组 目前，我公司的网绕组主要采用轴向纠结加连续式结构。与传统的纠结或内屏连续式不同，轴向纠结采用特殊的阶梯导线绕制n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见下图。

换流变压器教学教材

换流变压器

精品文档 一、换流变压器 1、定义： 换流变压器(Converter Transformer) 接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。 2、换流变压器在直流输电系统中的作用： （1）、传送电力；（2）、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；（3）、利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；（4）、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；（5）、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；（6）、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。 3、换流变压器的特点及要求： （1）漏抗 以往由于晶闸管的额定电流和过负荷能力有限，为了限制阀臂短路和直流母线短路的故障电流，换流变压器的漏抗一般比普通电力变压器的大，一般为15－20%, 有些工程甚至超过20%。随着晶闸管的额定电流及其承受浪涌电流能力的提高，换流变压器的漏抗可按对应的容量和绝缘水平合理选择，阻抗相应降低，通常为12－18%，因此，设备主参数、绝缘水平、换流器无功消耗及能耗等都可相应降低，同时，换流器的运行性能也有所改进。 为减少非特征谐波，换流变压器的三相漏抗平衡度要求比普通电力变压器高，通常漏抗公差不大于2%。如果运输条件允许，工程多采用单相三绕组换流变压器结构，进一步减少十二脉动换流单元中换流变压器六个阻抗值的差别。（2）绝缘 换流变压器阀侧绕组和套管是在交流和直流电压共同作用之下工作的，由于油、纸两种绝缘材质的电导系数与介电系数之比差别很大，油纸复合绝缘中直流场强按电导系数分布，交流场强则按介电系数分布。当直流电压极性迅速变化时，会使油隙绝缘受到很大的电应力。在套管与底座的连接部分，由于绝缘结构复杂，这一问题最为严重。越接近直流两极的阀侧绕组对地电压越高，在设计时必然增大绕组端部与铁芯轭部的距离，使绕组端部的辐向漏磁和局部损耗增加，因谐波漏磁而引起的损耗则增加更多。作为阀侧绕组外绝缘的套管，其爬电距离要考虑到直流电压的分量，为了避免雨天时在直流电压作用下，由于不均匀湿闪而造成的闪络故障，一般阀侧套管均伸入阀厅。干式合成套管已得到实际应用。为了抗震，套管法兰盘处一般装有振动阻尼装置。（3）谐波 换流变压器漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大，有时可能使某些金属部件和油箱产生局部过热现象。在有较强漏磁通过的部件要用非磁性材料或采用磁屏蔽措施。谐波磁通所引起的磁致伸缩噪声处于听觉较为灵敏的频带，必要时要采取更有效的隔音措施。（4）直流偏磁 换流器触发时刻的间隔不等，交流母线正序二次谐波电压和与直流线路并行的交流线路的感应作用等将在换流变压器阀侧绕组电流中产生直流分量；接地极入地电流引起的地电位变化会在交流侧绕组电流中产生直流分量，二者共 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

超高压直流系统中的换流变压器保护

编号：AQ-JS-02392 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 超高压直流系统中的换流变压 器保护 Converter transformer protection in UHVDC System

超高压直流系统中的换流变压器保 护 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状

态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使

超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版)

超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0608

超高压直流系统中的换流变压器保护(新 编版) 引言 超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状

态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线方式等，使

换流变压器与电力变压器的比较分析示范文本

换流变压器与电力变压器的比较分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

换流变压器与电力变压器的比较分析示 范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键 设备，是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核 心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键 和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠 性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作 用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难， 对制造环境和加工质量要求严格。开展换流变压器设计制 造关键技术的研究、攻克和制造条件改造工作，不断提高 试验手段，将有利于全面掌握换流变压器的设计制造技 术，实现换流变压器国产化，填补国内空白。同时可促进 国内交、直流输电设备设计制造水平的进一步提高和发

展，为特高压交、直流输变电设备的发展打下基础，做好前期准备，实现换流变压器国产化。 换流变压器(Converter Transformer) 接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。换流变压器在直流输电系统中的作用有：?传送电力；?把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；?利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；?将直流部分与交流系统相互绝缘隔离，以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接，使得换相无法进行；?换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用；?对沿着交流线路侵入到换流站的

基于新型换流变压器的直流输电系统设计

基于新型换流变压器的直流输电系统设计 1 前言 换流变压器及滤波装置是直流输电系统中的重大技术装备。传统的换流变压器及滤波方案虽然广泛应用，但并不完善。传统滤波方案将滤波器安装于交流母线与换流变压器网侧绕组之间。这使得由换流器产生的谐波电流和无功电流均要通过变压器的网侧、阀侧绕组。这必然会在铁心和结构件中通过较强的谐波磁通，使得变压器绝缘强度加大，损耗增加，振动和噪声大。 针对上述问题，本文提出了一种新型换流变压器及其滤波系统，它是利用电磁感应原理在副边绕组间实现谐波磁势平衡的谐波抑制新方法，称之为感应滤波；分析了该滤波新方法的谐波抑制机理；在此基础上，对在建的新型直流输电系统平台的阀侧滤波器进行综合设计。 2 感应滤波的谐波抑制机理 现以图1所示中间引出抽头接单调谐滤波器的单相三绕组变压器为例，阐述利用变压器耦合绕组的安匝平衡作滤波机理的新型滤波方式。图中，1表示一次绕组，2表示二次延边绕组，3表示二次公共绕组，Ih 表示谐波电流源。箭头所示为谐波电流在变压器中的流通路径。 分析可知：在延边绕组2通过谐波电流影响下，公共绕组2和一次绕组1要感生相应的谐波电流，满足以下磁势平衡关系：W2Ih=W3Ih3+W1Ih1 （1） 式中：W1 一次绕组的匝数，W2 二次负载绕组的匝数，W3—二次滤波绕组的匝数。 如果延边绕组2 和公共绕组3 的安匝能保持平衡，则Ih1 =0，就不会在一次绕组感生谐波电流，从而使一次与谐波隔离开来，达到谐波屏蔽的目的。 由此可知，该种滤波方式的实现需要同时满足如下两个条件[3]： （1）图1 变压器二次绕组引出抽头接滤波器，目的是对谐波加以引流，为变压器耦合绕组2、3 的谐波安匝平衡作滤波方式提供前提。引流效果越好，利用耦合绕组的谐波屏蔽效果

浅谈国内换流变压器发展历程

浅谈国内换流变压器发展历程 1. 引言 众所周知，在直流输电系统中，换流变压器是最重要的设备之一，它不仅参与了换流器的交流电与直流电的相互变换，而且还承担着改变交流电压数值、抑制直流短路电流等作用。此外特高压换流变压器容量大，由其组成的换流站额定功率为5200～6400MW，额定电流为3250～4000A。换流变压器的额定电压分为±800kV、±600kV、±400kV、±200kV 四档，型式为单相、双绕组、油浸式，设备复杂，投资昂贵，单台平均突破4000万元。西门子公司提供向上线的±800kV换流变压器单台售价高达1亿元。因此，换流变压器的可靠性、可用率以及投资对整个直流输电系统起着关键性的影响。 2. 发展历程 2.1 三峡工程 我国换流变压器的研制与生产始于20世纪70年代末。当时，西安西电变压器厂（以下简称西变）为我国第一条自行设计的舟山直流输电线路成功地提供了±100kV换流变压器。80年代,西变结合葛上±500kV直流输电工程，引进了ABB公司的HVDC换流变压器的设计制造技术，在此基础上,西变承接了该工程使用的换流变压器全部设计和制造任务。 我国掌握换流变压器设计制造技术应该归功于三峡工程的建设。三峡工程开建前，我国并不具备三峡直流工程换流变压器的设计制造能力。为使国家重大装备制造的核心技术不再受制于别人，三峡建委决定三峡直流工程设备实行国际采购，并制定了“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线，运用国际招标的方式引进关键技术后消化吸收再创新，逐步实现我国换流变压器的国产化，同时选择我国最具优势的沈阳变压器厂和西安变压器厂作为引进技术的受让方。 西变合作生产三常线送端龙泉换流站±500kV单相双绕组、容量297.5MVA、电压比（525/3）/（210.4/3）kV的换流变压器（其中Y/Y联结和Y/D联结各一台）；沈变合作生产三常线政平换流站±500kV单相双绕组、容量283.7MVA、电压比（500/3×1.25%）/（200.4/3）kV的换

三段式定时限过流保护

三段式定时限过流保护 过流Ⅰ段保护为定时限过流保护，主要作为无时限电流速断保护，用于相间短路的主保护。过流Ⅱ段保护为阶段性相间保护后备保护，可用作限时电流速断保护、过电流保护，以满足保护选择性的要求，过流Ⅲ段保护为定时限/反时限可选过流保护，若定时限控制字投入则过流Ⅲ段按定时限动作，若反时限控制字投入则过流Ⅲ段按反时限动作。图3—1给出了定时限过流保护的逻辑框图。 图3—1过流保护逻辑框图 Idz、Tdz分别为过流保护电流启动值和延时定值。即A、B、C三相电流中一相或一相以上大于整定值Idz且持续时间大于整定延时Tdz时过流段保护动作。当整定时间为零秒时，动作时间＜30ms。过流保护动作后，在三相电流同时低于定值的93％时，保护动作复归。 “使能”是指装置某项保护功能的“投入/禁止”，如过流保护使能，即指过流保护投入。在本书中的保护原理及定值说明等部分将大量使用此术语。 3.1.2.2带复合电压的方向过流保护 带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值菜单里面选择。其逻辑框图如图3—2所示。 Ia>Ip 方向继电器使能 Ib>Ip 图3—2带复合电压的方向过流保护逻辑框图 发信、跳闸 过流保护使能 Ia>Idz Ib>Idz Ic>Idz

Ip 、Tdz 、Udz 、Ufx 分别为过流保护的电流启动值、延时时间、电压启动值、负序电压整定值。即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Ip 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流保护动作。 若需投入方向特性，则需把“方向继电器使能”投入，同时设置好方向特性，如正方向动作则负方向应拒动，反之亦然。 若需投入复合电压闭锁过流保护，则需把“复合电压启动”使能投入，同时设置好电压启动值和负序电压值。定值菜单中的“负序电压”对三段过流皆起作用。定值中Ue 为相电压二次额定值57.7V 。 3.1.2.3 带反时限的过流保护 过流保护定时限/反时限可选过流保护，同时带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值里面选择,其逻辑框图如图3—3所示。 跳闸、发信 Ia>Ip Ib>Ip Ic>Ip 图3—3 带反时限的过流保护逻辑框图 Ip 、Tdz 、Udz 、Ufx 分别为过流保护电流启动值、延时时间、电压启动值、负序电压整定值。即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Ip 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流保护动作。 在装置中，共有四组动作时间特性方程（曲线）供用户选择使用，后三组动作方程根据IEC255-4标准和英国标准BS142制定。 1·常用反时限，T=p p T I I *2 ??? ? ? ? 2·一般反时限，T=1)(14.002.0-*p p I I T

±1100kV直流换流变压器

±1100kV直流换流变压器 一、产品简介 ±1100kV特高压直流输电技术是一个全新的电压等级，也是目前世界输电技术的最高点，而且新疆电网已经以750kV交流电压等级和西北电网联网，若实现交直流并行输电，网侧电压将采用750kV，阀侧电压将达到±1100kV。此产品将依托国家电网公司准东送出±1100 kV 特高压直流输电工程开发研制。 ±1100kV直流系统拟采用每极双十二脉动换流器“550kV＋550kV”串联的接线方案，如图1所示。额定直流电流:4750A。考虑投入备用冷却设备后、在当地最高环境温度下，直流系统的最大电流达到5000A。主回路考虑直流系统双极运行方式，1100kV直流额定输送功率 10450MW。 图1 “550kV＋550kV”换流器接线方案 换流变压器电气接线与每个12 脉动阀组相连的有6台换流变压器，图1中的“换流变HY”和“换流变LY”各3台，换流变压器的阀

侧绕组采用星形连接，“换流变HD”和“换流变LD”各3台，阀侧绕组采用三角形连接。从高压端到低压端换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线－三角形接线－星形接线－三角形接线。 二、技术介绍 （一）产品技术特点 1、节能、环保、高效。 目前，我国电力电压等级最高的直流输电项目为±800kV特高压直流输变电工程，但新疆能源基地距离中东部用电负荷中心超过2400公里，若采用±800kV特高压直流输电技术，电力外送损耗可能超过10%，因此，±1100kV直流输电技术，是我国实现远距离大容量输电的重大战略举措，更加节能、环保、高效。 2、传输容量大，建设成本降低。 ±1100kV直流输电与±800kV直流输电、两个±500kV直流输电比较： 1）输送容量大幅提升。 2）占地面积小。 3）输电线路造价低, 输电用电缆与±800kV相近，比±800kV总体输送容量高，比两个±500kV输电线路造价少一半。 3、结构环保 ±1100kV直流换流变压器产品采用全密封结构，变压器油无渗漏的特点，对环境无污染，符合国家环保政策的要求。 （二）技术难点及解决方案 1、±1100kV换流变压器运输 ±1100kV换流变按两种运输方式考虑： 1) 线圈等组部件分散运输到现场，在换流站附件建设组装厂房，现场组装换流变压器。 2）“水路+公路”运输方式，长度13.0m、宽度5.2m、高度5.2m、最大运输重量480吨。

换流变压器

中国 西电集团
西安西电变压器有限责任公司
换流变压器讲座及青藏工程介绍
西安西电变压器有限责任公司
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中国 西电集团
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换流变压器
一、什么是换流变压器（功能与特点 ）
换流变压器是与换流阀一起实现交流电网与直流电网连接 及交流电与直流电之间的相互变换的变压器。 高压直流输电系统一般都采用每极一组12脉动换流器结构 ，所以换流变压器还为两个串联的6脉动换流变压器之间提供 30°的相角差，从而形成12脉动换流变压器结构。换流变压器 的阻抗限制了阀臂短路和直流母线上短路的故障电流，使换流 阀免遭损坏。
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西安西电变压器有限责任公司
二、换流变压器与普通电力变的异同
换流变压器与普通的电力变压器在工作原理和基本结构上 是相同的。 由于换流变压器（阀侧绕组）在整流回路的电气连接位置 及换流变压器的负载特性是与普通的电力变压器不同，使得换 流变压器在绝缘结构、电磁回路的设计上比普通的电力变压器 更复杂，如直流电压、极性反转电压、谐波电流、直流偏磁、 有载调压等问题。当然，在产品生产和验收中要增加与之相对 应的验证试验。
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西安西电变压器有限责任公司
换流变压器与普通电力变的异同
普通电力变压器 工作原理 相同点 基本结构 在系统的电 气连接（阀 侧绕组） 负载特性 电磁感应原理
换流变压器 电磁感应原理
铁心、线圈、器身（主绝 铁心、线圈、器身（主绝缘） 缘）、引线、冷却和和控制 、引线、冷却和和控制保护系 保护系统 统 绝缘结构 主要考虑交流电压（工频电 除考虑交流电压还要考虑直流 压、雷电和操作过电压） 电压（包括极性反转电压） 非正弦波电流（含谐波电流）
不同点
电、磁回路 正弦波电流
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换流变压器与电力变压器的比较分析标准版本

文件编号：RHD-QB-K5575 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 换流变压器与电力变压器的比较分析标准版本

换流变压器与电力变压器的比较分 析标准版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。开展换流变压器设计制造关键技术的研究、攻克和制造条件改造工作，不断提高试验手段，将有利于全面掌握换流变压器的设计制造技术，实现换流

变压器国产化，填补国内空白。同时可促进国内交、直流输电设备设计制造水平的进一步提高和发展，为特高压交、直流输变电设备的发展打下基础，做好前期准备，实现换流变压器国产化。 换流变压器(Converter Transformer) 接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。换流变压器在直流输电系统中的作用有：?传送电力；?把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压；?利用变压器绕组的不同接法，为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流；?将直流部分与交流系统相互绝缘隔

定时限和反时限过流保护

定时限和反时限过流保护 2007-12-15 16:48:22| 分类：知识| 标签：|字号大中小订阅 流过保护装置的短路电流与动作时间之间的关系曲线称为保护装置的延时特性。延时特性又分为定时限延时特性和反时限延时特性。定时限延时动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。反时限延时动作时间与短路电流的大小有关，短路电流大，动作时间短，短路电流小，动作时间长。短路电流与动作时限成一 定曲线关系。 过电流保护一般是按避开最大负荷电流这一原则整定的。为了使上、下级的过电流保护具有选择性，在时限上也应应有一个级差。这就使靠近电源端的保护动作时限将很长，这在许多情况下是不允许的。为克服这一缺点，通常采用提高整定值以限制动作范围的办法，不加时限，可以瞬时动作，这种保护叫做电流速 断保护。 无时限电流速断不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分。所以，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式来整定（即通过本线路的电流为最大电流），这就存在着保护的死区。为了弥补瞬时速断保护不能保护线路全长的缺点，常采用略带时限的速断保护，即延时速断保护。这种保护一般与瞬时速断保护配合使用，其特点与定时限过电流保护装置基本相同，所不同的是其动作时间比定时限过电流保护的整定时间短。为了使保护具有一定的选择性，其动作时间应比下一级线路的瞬时速断大一时限级差 一般取0.5秒。 定时限过流保护电流和时间是定值。反时限过流保护是以I2t等于一个常数来整定的，即电流越大，时间越 短，其实I2t是发热量。 如发电机负序保护一般5％发信；9％启动反时限，I2t=8或10；80％时启动定时限，0.5秒跳发变组。三段的区别主要在于启动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。电流速断不能保护线路全长，限时电流速断不能作为相邻元件的后备，过电流保护的动作时限较长。

高压直流输电中谐波对换流变压器差动保护的影响_乔小敏

第37卷第10期电力系统保护与控制Vol.37 No.10 2009年5月16日 Power System Protection and Control May 16,2009 高压直流输电中谐波对换流变压器差动保护的影响 乔小敏，王增平，文俊 （华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206） 摘要：由于高压直流输电系统特有的优点,使高压直流输电系统得到越来越广泛的应用。但高压直流输电系统具有其本身的特点，使得换流变压器与普通电力变压器在构造上有一些不同,高压直流输电系统中换流器是非线性元件，产生大量谐波，谐波对换流变压器保护动作有影响，再加上直流控制系统对故障的控制和调节作用,导致换流变压器和传统电力变压器保护存在差异。基于PSCAD/EMTDC仿真程序研究了CIGRE直流输电标准测试系统在正常运行，换流变压器内部故障和整流侧换流阀短路典型故障情况下的特点。并用Matlab分析了各种情况下的数据，并得出换流变压器差流中谐波的特点及对换流变压器差动保护的影响。 关键词: 高压直流输电; 换流变压器; 差动保护; PSCAD/EMTDC仿真; Matlab Influence of converter transformer differential protection by harmonic in HVDC transmission system QIAO Xiao-min,WANG Zeng-ping,WEN Jun （North China Electric Power University，Beijing 102206,China） Abstract: As the special merits of HVDC system, it becomes more and more popular.In HVDC system the valve is non-linear component and brings out a lot of harmonic,which affects the protection of the converter transformer. The converter transformer has something different with power transformer in structure,in addition,the control and adjust action to fault from the direct current control systems,which makes the protection exist differences between the converter transformer and the power transformer.This paper researches different typical conditions of the CIGRE HVDC standard test system based on PSCAD/EMTDC simulator, which includes good running, internal fault of the converter transformer and valve fault at rectifier.Finally,it analyzes the data of different conditions and draws the conclusion of the differential current harmonic traits and the converter transformer differential protection influenced by harmonic. Key words: HVDC transmission system; converter transformer; differential protection; PSCAD/EMTDC ; Matlab 中图分类号： TM77 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2009)10-0111-04 0 引言 高压直流输电由于其特有的优点，得到了越来越广泛的应用。这些优点包括：不须考虑稳定性问题；线路故障恢复能力较强；调节速度快，更有利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；可实现电力系统之间的非同步联网；超过一定距离建设投资更经济等[1]。中国的高压直流输电发展迅速, 相继建成投产了天广(天生桥-广州)、三常(三峡-常州)、三广(三峡-广东)和贵广(贵州-广东)等多项高压直流输电项目。 高压直流输电系统中，换流变压器是最重要的设备之一，它处于交流电和直流电互相交换的核心位置。可以提供相位差为30度的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，使直流系统运行在最优状态。 高压直流输电的另一主要设备换流器是非线性元件，对交流侧来说是主要的谐波电流源，产生大量的谐波对换流变压器保护，特别是对依靠谐波原理闭锁的保护产生影响。 换流变压器配置的主保护有比率差动、差动速断、工频变化量比率差动、零序比率差动保护，后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过电压保护等。 换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。差动保护作为换流变压器的主保护，其可靠安全动作对整个直流输电系统的安全稳定可靠运行至关重要。 1 CIGRE直流输电标准测试系统简介

定时限过电流保护及电流速短保护实验

北京联合大学 实验报告 课程名称：供电技术 定时限过电流保护及电流速短保护实验 学院：自动化学院专业：电气工程与自动化姓名：皮博迪学号： 2011100334229 指导教师：宋玉秋成绩： 2014年5月16日

定时限过电流保护及电流速短保护 一：实验目的： 1. 理解供电技术中定时限过电流保护及电流速短保护线路及其保护原理； 2. 学会自我设计电路原理图，并分析判断运行结果的正确性。 3. 明确定时限过电流保护及电流速短保护装置中信号继电器、中间继电器的应 用与作用； 4. 掌握定时限过电流保护及电流速短保护的整定原则与方法以及灵敏度的计算； 二：实验原理： 继电保护装置是一种能反映供电系统中电气元件（电气线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。继电保护装置由三部分组成： 所谓继电保护，泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统，具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至电路器跳闸线圈的一整套设备。如果需要利用通信手段传递信息，还包括通信设备。 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。 a) 选择性 继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 b).速动性 所谓速动性，就是发生故障时，保护装置能迅速动作切除故障。对不同的电压等级要求不一样，对110KV及以上的系统，保护装置和断路器总的切故障时间为0.1秒，因此保护动作时间只有几十个毫秒（一般30毫秒左右），而对于35KV 及以下的系统，保护动作时间可以为0.5秒。 c）灵敏性 继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反

直流输电中的换流变压器

上篇 第一章換流變結構 一、換流變概述 通常，我們把用於直流輸電的主變壓器稱為換流變壓器。它在交流電網與直流線路之間起連接和協調作用，將電能由交流系統傳輸到直流系統或由直流系統傳輸到交流系統。換流變壓器是超高壓直流輸電工程中至關重要的關鍵設備，是交、直流輸電系統中換流、逆變兩端介面的核心設備。 直流輸電系統的接線方式有多種，目前常見的接線方式如圖1-1所示。 圖1-1 兩個六脈衝換流橋構成一個單極十二脈動接線，這兩個六脈衝換

流橋分別由Yy 與Yd 聯結的換流變壓器供電。兩個單極疊加在一起構成一個雙極。 每極所用的換流變壓器可以由下述方式實現，兩臺三相雙繞組變壓器（一個Yy 聯結，一個Yd 聯結）或三臺單相三繞組變壓器（一個網側繞組和兩個閥側繞組，一個Y 接，一個D 接）或六臺單相雙繞組變壓器（三個Yy 單相，三個Yd 單相）。由建設規模的大小及直流電壓等級可以確定換流變壓器的大致型式。選擇不同的型式主要受運輸尺寸的限制，其次是考慮備用變容量的大小，當然，備用變容量越小越經濟。 當直流輸送容量較大時可採用每級兩組基本換流單元的接線方式，此種接線方式有串聯和並聯兩種方式。如目前在建的±800kv 專案即採用了串聯方式，其基本接線原理見圖2。 圖 1-2 800（HY ） 600（HD ） 400（L Y ） 200（LD ）

圖1-3 單相雙繞組換流變壓器外形 圖1-4 單相三繞組換流變壓器外形

圖1-5 雲廣±800kV專案高端（800kV）換流變壓器外形二、繞組的常見類型 換流變中的繞組按照其連接的系統不同，通常可分為連接交流系統的網繞組及調壓繞組；連接換流閥的閥繞組。繞組的排列方式通常有以下兩種：鐵心柱→閥繞組→網繞組→調壓繞組；鐵心柱→調壓繞組→網繞組→閥繞組。 1.網繞組 目前，我公司的網繞組主要採用軸向糾結加連續式結構。與傳統的糾結或內屏連續式不同，軸向糾結採用特殊的階梯導線繞制n個雙 餅構成n/2個糾結單元。糾結繞制和換位示意見下圖。

定时限和反时限过电流保护

定时限和反时限 定时限过电流保护是指保护装置的动作时间不随短路电流的大小而变化的保护。 反时限过电流保护是指保护装置的动作时间随短路电流的增大而自动减小的保护。 过电流保护一般是按避开最大负荷电流这一原则整定的。为了使上、下级的过电流保护具有选择性，在时限上也应应有一个级差。这就使靠近电源端的保护动作时限将很长，这在许多情况下是不允许的。为克服这一缺点，通常采用提高整定值以限制动作范围的办法，不加时限，可以瞬时动作，这种保护叫做电流速断保护。 无时限电流速断不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分。所以，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式来整定（即通过本线路的电流为最大电流），这就存在着保护的死区。为了弥补瞬时速断保护不能保护线路全长的缺点，常采用略带时限的速断保护，即延时速断保护。这种保护一般与瞬时速断保护配合使用，其特点与定时限过电流保护装置基本相同，所不同的是其动作时间比定时限过电流保护的整定时间短。为了使保护具有一定的选择性，其动作时间应比下一级线路的瞬时速断大一时限级差一般取0.5秒。 定时限 变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值（给定值）或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护，定时限在故障电流超过整定值后，经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。 反时限 反时限过电流保护是指动作时间随短路电流的增大而自动减小的保护。使用在输电线路上的反时限过电流保护，能更快的切除被保护线路首端的故障。 反时限特性：流过熔断器的电流越大，熔断时间越短。 软压板 软压板是指软件系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能。通常以修改微机保护的软件控制字来实现。