2勵磁變壓器技術參數的確定

2.1額定容量

變壓器額定容量取決于勵磁系統應提供的直流額定功率值，自勵磁系統一次電壓與發電機端電壓相同，二次電壓由勵磁系統的頂值電壓所決定，二次電流由發電機勵磁繞組的最大持續電流所決定。

2.2額定電壓值

一次及二次額定電壓值應考慮到在一次機端電壓為0.8額定電壓值時仍能保證所需頂值勵磁電壓值。但是，對于大型汽輪發電機自勵靜止勵磁系統，亦可以發電機一次電壓為額定值的條件確定強勵電壓倍數。

2.3接線組別對于三相雙繞組電力變壓器的接線組別，我國有關標準規定為：Y，yn12、Y，d11、Yn，d11、Yn，y12和Y，y12五種接線方式。對于勵磁變壓器接線組別的選擇，我國也多沿用電力變壓器的標準，一般都選用Y，d11接線方式。其原因為當勵磁變壓器的原邊接成星形接線時，一次繞組的相電壓僅為線電壓的1／3，降低了一次繞組的耐壓水平。二次繞組三角形連接，可為三次諧波短路電流提供一支路，用以抵消3次諧波磁通，改善了相電壓波形。

當勵磁變壓器采用Y，d11接線方式時，二次相電壓在相位上滯后一次相電壓30°，為此，在選擇晶閘管觸發回路的同步接線時應考慮這一因素。

2.4絕緣等級及溫升目前，國外供貨的勵磁變壓器絕緣等級多為F級或F／H級，國內產品多為F級或F／B級。在確定勵磁變壓器的溫升極限時，一些用戶常提出按絕緣等級降低一級溫升的要求。如某廠勵磁變壓器的絕緣等級為F級，允許溫升為100K，但用戶要求溫升按B級考核，即溫升最高值為80K，環境溫度規定為40℃。

2.5阻抗電壓變壓器的短路阻抗電壓是一個重要的參數，此值影響到整流器換相的工作狀態和變壓器的短路電流值。當發電機磁場短路或集電環閃絡以及整流橋臂短路時，回路短路電流將由變壓器的阻抗電壓決定。應當指出的是，對勵磁變壓器阻抗電壓的選擇應綜合考慮短路電流限制、整流器換相工作狀態以及滅磁方式等多方面因素。例如，當采用交流滅磁方式時，整流器直流側發生直接短路，可借助于過流脫扣保護功能予以限制短路電流，不必單獨依托于勵磁變壓器的短路阻抗。另一方面，勵磁變壓器所選用的短路阻抗值過大，在強勵條件下，勵磁變壓器二次電壓的下降以及勵磁電流的增加，有可能使整流器外特性的工作點過渡到第Ⅱ種換相狀態，導致勵磁輸出電壓顯著下降。

2.6短路電流過載能力變壓器的短路電流過載能力受結構、材質、運行和初始負載等多方面因素的影響。

對勵磁變壓器亦有過電壓過載能力的要求，因為電壓過載將導致鐵芯損耗及勵磁電流的增加。在發電機大修后或啟動時，如用自勵系統中的勵磁變壓器進行發電機耐壓試驗時，勵磁變壓器將承受1.15～1.30倍額定電壓，在確定勵磁變壓器規格時應予注意。

考核勵磁變壓器短路時電流過載能力的限制條件是繞組的最高溫升限值。

3勵磁變壓器保護3.1差動保護在靜止自勵勵磁系統中，各電壓對發電機及勵磁變壓器的差動保護采用了多種方案，如圖1。

方案（1）為發電機和勵磁變壓器分別裝設差動保護的方案。兩組差動保護各有其保護范圍，對勵磁變壓器采用了與廠用變壓器相同的保護方式。實現這一方案最大的困難是在勵磁變壓器高壓側裝一組與發電機出口回路相同變比的電流互感器，此電流互感器變比大，造價較高，須放置在變壓器高壓側的母線內，布置較為困難。

方案（2）是將勵磁變壓器置于發電機變壓器組差動保護范圍內，另裝設一組速斷過流保護。但在多數情況下，保護靈敏度是不夠的。在某些短路情況下，勵磁變壓器沒有速動保護，顯然是不合理的，因此這種保護方案是不夠完善的。

方案（3）與（1）方案比較，省去了勵磁變壓器高壓側一組大電流互感器，解決了電流互感器安裝困難問題。另外，勵磁變壓器本身裝了差動保護，保證了勵磁變壓器故障時，有足夠的靈敏度。此方案通過在一些電廠600MW機組上的運行檢驗表明是成功的，并具有經濟、合理、高可靠性等優點。

3.2過電壓保護勵磁變壓器在運行中除有可能受到外來過電壓、操作過電壓和故障過電壓的沖擊外，還可能受整流器的換相過電壓，滅磁過電壓以及變壓器漏感和分布電容構成的振蕩過電壓的沖擊，在起始階段，這些過電壓將在勵磁變壓器的端部產生很高的尖峰電壓振蕩，為此必須予以抑制。

3.3過流保護直流側短路時（如集電環短路），等效于勵磁變壓器二次繞組短路。此時，除提高阻抗電壓以限制短路電流外，還可采用其它類型保護，例如在勵磁變壓器高壓側采用快速熔斷器；提高整流器可承受的短路容量；在直流側串入扼流電抗以限制短路電流對時間積分的增長速率；或在直流側采用快速檢測繼電器，當短路電流達限制值時閉鎖導通的可控整流器等。除上述保護方式外，在現代自勵系統中，多在勵磁變壓器二次繞組中接入交流互感器和按定時或反時限的方式啟動的保護繼電器，用以發出發電機主斷路器或磁場斷跌器的跳閘信號。

3.4散熱及冷卻一般環氧干式變壓器多采用空氣自然冷卻，不配外殼，戶內使用，保護等級為IP系列可供選擇。加裝外殼使變壓器容量降低，較小容量降低5％，較大容量降低10％左右。

變壓器正常運行時需要一定的通風，一般變壓器每1kW損耗需要4m 3／min的通風量，置于通風條件較差地方應考慮通風問題。

對于環氧干式變壓器，運行的安全性及使用壽命在很在程度上取決于變壓器繞組的絕緣水平。

3.4微機差動保護帶負荷測試需注意的問題微機差動保護帶負荷測試方法與傳統的電磁型差動保護類似，方便的是在裝置上可顯示各側相電流的有效值、相角、差流值，防止極性、變比、相別等錯誤接線，并具有差流超限報警功能。不過要注意的是，其相量是以高壓側A相為參考相的，當高壓側開關由旁路代供（如內橋接線方式，橋開關代供）時，主變高壓側開關A相電流為零，此時裝置顯示的相量是不正確的，正確的相量圖還是要在保護屏端子排上測試（以PST－1200型為例）。

由于變壓器Y、△側電流互感器均采用星型接線，因此在六角圖試驗時，Y、△側對應相電流的相角不再是180°，而是Y側的相電流相角應超前△側150°，這一點尤其應注意。

3.5判斷故障類型的簡單方法通過以上圖例，在試驗過程中可以很方便地判斷出電流互感器的接線正確與否。不過，即使能正確判斷出故障的類型（如某相電流互感器極性接反），又怎樣能快速判斷出具體那一相故障呢如果不能很快判斷出是那一相故障，而要每相檢查過去，那么工作量也是很大的。其實有一個方法很簡單，就是根據相量圖和電流之間的關系式反推過去。

將會加速絕緣老化及損壞。為確保變壓器使用溫升不超過規定值，必須設置溫控及溫顯系統。溫控系統可通過預埋在低壓繞組中的PTC測溫元件，并根據繞組溫度，控制啟動冷卻風機以及發出溫度報警及跳閘信號。

4結束語

勵磁變壓器的選型及保護配置關系到勵磁系統運行的可靠性與經濟性，本文對勵磁變壓器的選型從結構、技術參數確定、保護方式的配置等方面作了闡述，以期能為一些靜止自勵磁系統工程中的勵磁變壓器的選型及保護配置引以為借鑒和參考。