保变公司换流变介绍2014.03.07sun
换流站的工作原理
换流站的工作原理换流站是电力系统中的重要设备，用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
它在电力系统中起着关键的作用，可以实现不同电压、频率或相位的电能互相转换，以满足电力系统的需求。
下面将详细介绍换流站的工作原理。
一、换流站的基本结构换流站通常由变压器、整流器、逆变器、滤波器和控制系统等组成。
1. 变压器：变压器用于改变电压的大小，将高压交流电转换为适合整流器和逆变器工作的电压。
2. 整流器：整流器将交流电转换为直流电。
一般采用可控硅整流器，通过控制可控硅的导通和关断来实现电流的控制。
3. 逆变器：逆变器将直流电转换为交流电。
逆变器一般采用可控硅逆变器或者IGBT逆变器，通过控制器控制开关管的导通和关断来实现电流的控制。
4. 滤波器：滤波器用于滤除换流过程中产生的谐波和杂波，确保输出电流的纯度和稳定性。
5. 控制系统：控制系统对整个换流站进行监测和控制，包括电流、电压、频率等参数的监测和调节。
二、换流站的工作原理可以分为两个过程：整流过程和逆变过程。
1. 整流过程：在整流过程中，交流电经过变压器降压后，进入整流器。
整流器中的可控硅根据控制信号的指令，进行导通和关断操作。
当可控硅导通时，交流电通过可控硅流过，变为直流电。
当可控硅关断时，电流停止流动。
通过控制可控硅的导通和关断，可以控制输出直流电的大小和稳定性。
2. 逆变过程：在逆变过程中，直流电经过滤波器进入逆变器。
逆变器中的可控硅或IGBT根据控制信号的指令，进行导通和关断操作。
当可控硅或IGBT导通时，直流电通过逆变器，变为交流电。
当可控硅或IGBT关断时，电流停止流动。
通过控制可控硅或IGBT的导通和关断，可以控制输出交流电的大小、频率和相位。
三、换流站的应用换流站广泛应用于电力系统中，主要用于以下几个方面：1. 交流与直流之间的转换：换流站可以将交流电转换为直流电，以满足直流输电、直流供电等需求。
2. 不同电压等级之间的转换：换流站可以实现不同电压等级之间的电能转换，以满足电力系统中不同电压等级之间的互联互通。
浅析换流变压器比率差动保护
浅析换流变压器比率差动保护作者：刘光誉潘俊锐来源：《科技创新与应用》2014年第26期摘要：换流变保护在二次系统中的作用十分重要。
文章结合特高压金华换流站，介绍了换流变压器差动保护的配置，分析了换流变差动保护的试验方法。
关键词：特高压；换流变差动保护；试验方法1 换流变保护介绍1.1 保护配置±800kV金华换流站换流变保护为三重化配置，三套保护均采用许继公司的SBH-101A成套保护装置。
保护以三取二原理运行，即完成一个保护动作至少需要三套保护系统中的两套系统同时检测到同一故障。
换流变保护主要包括换流变差动保护、换流变引线和换流变差动保护、换流变零序差动保护和后备保护及饱和保护、非电量保护。
1.2 差动保护特点及保护范围换流变差动保护是换流变的主保护，主要用来保护换流变绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也保护换流变单相匝间层间短路故障，换流变压器主保护由比率差动、增量差动、差流速断和差流越限告警组成。
由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上配合。
所以在区内故障时可以瞬时动作。
下面以许继公司的SBH-101A换流变成套保护装置为例简述换流变差动保护的构成和保护范围。
如图1所示。
TA1、TA2为网侧引线1、2支路TA，TA3.1为网侧套管角接换流变差动TA，TA3.2为网侧套管角接引线差动TA，TA6.1为网侧套管星接换流变差动TA， TA6.2为网侧套管星接引线差动TA，TA4为阀星侧首端套管TA，TA7为阀角侧首端套管TA，TA5为套管角接外接零序TA，TA8为套管星接外接零序TA。
通过差动原理分析并考虑TA极性的影响，得到差流平衡方程式如表1所示。
2 换流变差动保护现场校验2.1 比率差动保护动作特性差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护[1]。
比例差动保护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是外部故障时引起。
换流变保护原理讲解ppt课件
动曲线判断，曲线斜率为0.5，当差流大于制动电流时比差继电器动作。 3、饱和开放判断与故障点区内外判断任一条件满足。 延时20ms，比差动作。
1）引线差动保护原理
保护判据： III段速动段： 以下两个条件满足任一条件差动速断动作。 1、差流速断突变量：半周波差流有效值IhalfRMS >Iopmax（定值） & 差流突变量。差流
动作结果： I段告警。 II段切系统 III段跳交流断路器并执行闭锁。
2、励磁涌流及保护应对
励磁 涌流
保护如 何应对
1）励磁涌流
励磁涌流产生的原因 励磁涌流的特点 和应涌流 对称性涌流 保护如何应对
1）励磁涌流
励磁涌流的产生
空载合闸时，电压瞬时值u=0时接通电路，经过半个周期后变压器的铁芯将严重饱和， 励磁电流将剧烈增大，此电流就变为变压器的励磁涌流，其数值可达到额定电流的6-8倍。 同时还包含有大量的非周期分量和高次谐波分量。
III段速动段： 以下两个条件满足任一条件差动速断动作。 1、差流速断突变量：半周波差流有效值IhalfRMS >Iopmax & 差流突变量启动 。差流速断 突变量动作。 2、差流速断稳态：全周波差流有效值IopRMS >Iopmax & 全周波差流有效值>0.7Iresmax &饱和开放或者区内外判断任一条件满足。差流速断稳态动作。
动作结果： I段只发告警信号。 II段和III段跳交流断路器并执行闭锁。
7）变压器过流保护原理
保护范围： 换流变压器的短路故障。
模拟量采样： Y/Y：IACY0， Y/D：IACD0。
换流变保护原理基本介绍
用途：当系统运行不平衡时，用于监测换流变一次侧中性线电流， 防止换流变铁芯饱和和导致换流变激磁电流畸变。
原理：保护采集中性点零序电流I0，通过采样点计算出零序电流的 峰值I0fz，等效为流入换流变直流电流的大小，当零序电流峰值大于定 值，保护动作。保护包括饱和告警和饱和跳闸．饱和告警分为三段， 饱和跳闸采用描点模拟反时限曲线原理。
CT4 2000/1
CT7 2000/1
CT2
CT1 2000/1
5151 CT3
CT2 5152
小差保护1
CT1
小差保护2
5153
换流变小差保护配置图
2.换流变保护原理介绍
过流保护
换流变的后备保护，当换流变任意一相电流大于定值，延时tS，保 护动作出口。保护分为三段，每段保护原理相同，一段告警，二、三 段跳闸。
DO)插件、人机对话(HI)插件、直流D电C/DC源(内藏(电D源)C-DC内藏)
插件。
H
交 流 输 入 插 件
C P U 插 件
A I 插 件
DO 插 件
I 人 机 接 口
插
件
HI面板 (LCD)
4.换流变保护屏压板简介
压板说明：
1、黄色压板为功能压板，红色压板为出口压板。
2、两套电量保护分别动作两侧换流变进线断路器的两个 跳闸线圈；非电量保护同时动作两侧换流变进线断路器的 两个跳闸线圈。
2.换流变保护原理介绍
平衡系数计算： ① 计算变压器各侧的一次侧额定电流
In=Sn/(√3×Un) 式中：Sn—变压器的额定容量，单位kVA；
Un—计算侧额定线电压，单位kV。 ② 计算变压器各侧流入装置的二次电流
in=Kj×（In/na） 式中：Kj—变压器TA的二次接线系数。当采用三角形接线时 Kj=√3；当采用星形接线时Kj=1；
换流变保护介绍
3.2.2保护逻辑框图
对于零序差动保护，保护电流来自变压器Y0侧三相电流的零序 分量和中性点零序电流，保护逻辑框图如图所示
高压侧 Ia ,b ,c
差动元件
I
t
跳闸出口
软压板
Y0
I0
TA断线元件
I
断线闭锁压板
差流速断元件
软压板
跳闸出口
3.2.3保护动作顺序
移相闭锁停机 跳两侧交流断路器 启动断路器失灵保护 启动交流断路器锁定继电器
I dz I k I zd I k Ik为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。
交 流 侧
*
I1
阀 侧
*
*
图3.2差动保护TA回路接线
3.1.3二次谐波制动原理 当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，差动保护元件会 检测到数值很大的励磁涌流，容易造成差动保护误动。本保护利用三相 差动电流中的二次谐波分量只和作为励磁涌流的闭锁判据，动作方程如 下：
移相闭锁停机 跳两侧交流断路器 启动断路器失灵保护 启动交流断路器锁定继电器
3.2换流变引线差动保护、绕组差动 保护和零序差动保护
3.2.1比例差动保护
比例制动差动保护用于检测变压器的内部接地和相间短路故障， 保护特性与换流变差动保护相同，不设谐波闭锁功能。动作特性与3 －1相同。采用两段式，一段差动可设延时，延时下限可以整定为零， 二段差流速断。对于零序差动保护，保护电流来自变压器Y0侧三相电 流的零序分量和中性点零序电流。
保护跳闸出口
保护告警出口 保护跳闸出口
3.3.4保护动作顺序
移相闭锁停机 跳两侧交流断路器 启动断路器失灵保护 启动交流断路器锁定继电器
3.4换流变过激磁保护
保变电气概念
保变电气概念嘿，朋友们！今天咱来聊聊保变电气概念。
你说这保变电气啊，就像是咱生活中的一把万能钥匙！它在电气领域那可是有着响当当的名号。
咱平常生活里，电可是万万不能少的呀！想象一下，要是没有电，那晚上不就黑漆漆的，啥也干不了啦。
保变电气呢，就好比是那个给我们带来光明和便利的大功臣。
它生产的那些电气设备，就像是一个个小勇士，在电力的战场上冲锋陷阵。
你看那些变压器啊，就像大力士一样，扛起了电力传输的重任。
它们把电压调整得妥妥当当，让电流能够顺畅地流到我们需要的地方。
这可不是一般的厉害啊！就好像一个优秀的交通指挥员，把来来往往的车辆指挥得有条不紊。
保变电气的技术创新就像是一股清泉，不断地给这个领域带来新的活力。
他们不断钻研，力求让产品更加高效、更加可靠。
这就好比一个运动员，不断地训练自己，追求更好的成绩。
他们的努力，让我们的生活变得更加美好，更加便捷。
而且啊，保变电气可不是单打独斗哦！它和很多其他的企业、机构合作，共同推动着电气行业的发展。
这就像一群小伙伴手拉手，一起向着目标前进。
大家齐心协力，就能攻克一个又一个难关。
再说说保变电气对经济的贡献吧。
它带动了就业，让很多人有了工作，能养活自己和家人。
这多重要啊！就像给一个家庭带来了稳定的收入来源。
它还促进了相关产业的发展，这一连串的反应，可真是不容小觑。
咱普通人虽然不懂那些高深的技术，但咱能感受到保变电气给我们生活带来的变化呀。
家里的电灯亮堂堂的，电器都能正常工作，这不就是保变电气的功劳吗？咱可得好好珍惜这一切，也得给保变电气点个赞！总之，保变电气概念可不是什么遥不可及的东西，它就在我们身边，默默地为我们服务着。
它就像我们生活中的好朋友，一直陪伴着我们，让我们的生活更加美好。
所以啊，咱可得重视它，支持它，让它能继续发挥更大的作用，为我们创造更美好的未来！难道不是吗？。
换流变产品介绍
第2页 共6页
OIIT-N0016-202
(7)冷却器
型号 供方 数量
CETA-46-3-0-4-508-1-16-31-X 无锡诺尔达 4 6TT.360.30286A.1 TBEA 1 6TT.360.30286.2 TBEA 1 BUE2 开关带 1 1ZSE002743-AAK 开关带 2 5TT.439.T0002.2(1 个) 5TT.439.T0002.7(1 个) 产 品 介 绍
202
IiO
OFAF 工频额定电压下≤75 229.3 102 400 278 10400×3994×4827 dB(A) t t t t mm
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OIIT-N0016-202
4 产品使用条件
202
海拔高度 安装地点 环境温度 最高气温
不超过 1000 户外 43.9 -32(户外) 26.7 8 0.2 1.67 以上 35 95 90 0.11 10 Ⅲ
202
供方 数量 (14)绕组温度指示器 型号
MESSKO 1 63553-615-001117 MT-ST160WR(TT)
产 品 介 绍 (15)桥架 供方 数量 型号 供方 数量 (16)梯子 型号 供方 数量 (17)压力释放阀 型号 供方 数量 (18)油位表 型号 供方
MESSKO 2 5TT.426.30286.1 TBEA 1 5TT.047.30286.1 TBEA 1 130MC 意大利 COMEM 2 LE22LB 意大利 COMEM(开关储油柜带 1 个， 主储油柜带 1 个)
数量
2
第4页 共6页
OIIT-N0016-202
3 产品技术参数
合同号 产品型号 相数 额定容量 频率 短路阻抗 最大相间阻抗偏差 电压组合 联接组别 冷却方式 声级水平 器身重量 油重量 总重量 运输重量(充干燥空气) 运输尺寸(长×宽×高) 绝缘水平 网侧线路端子 阀侧线路端子 网侧中性点端子 SI/LI(CW)/AC 1175/1550(1705)/680kV SI/LI(CW)/AC1h/DC/DCPR 1050/1175(1293) /262/341/205kV LI/AC 185/95kV 2013 变 152 ZZDFPZ-405200/500-200 单相 405200 50 20% 2% （530/ ������（+23，-5）×1.25%）/171.9 kV kVA Hz 产 品 介 绍
特高压换流变压器保护系统浅析
特高压换流变压器保护系统浅析摘要：换流变压器是特高压换流站的重要设备，其安全可靠性直接影响着直流输电系统的稳定运行，因此对换流变压器保护系统的完善与研究具有重要的意义。
本文通过与常规变压器保护系统的比较，分析换流变压器保护的配置原则与保护范围，重点阐述了主保护和后备保护的工作原理。
关键词：特高压；直流输电；换流变压器；保护系统引言相对于传统交流输电系统，特高压直流输电具有输送距离远、容量大、损耗小、可以快速控制等优点，已成为我国“西电东送”工程的主动脉。
然而换流站设备数量多、造价高、技术复杂，特别是换流变压器在换流站的投资中占据很大的比重，因此对其保护系统的研究具有重要的现实意义。
一、换流变压器与常规变压器的比较换流变压器是特高压直流输电工程中的主要设备之一，利用磁耦合原理传送功率，实现交直流系统的电绝缘与隔离。
换流变压器与普通变压器结构基本相同，然而由于其运行与换流器换相工作密切相关，因此在直流偏磁、谐波特性、绝缘要求等电气特性上与普通变压器有较大不同，换流变压器具有以下特点：1）存在直流偏磁情况：直流偏磁会导致铁心周期性饱和，产生低频噪声，增加变压器损耗与温升。
2）绝缘裕度要求高：换流变压器在运行中要同时承受交流电和直流电的应力作用，要求变压器绝缘尤其是阀侧绝缘对工作场强有较大的耐受裕度。
3）有载调压范围大：为满足阀侧电压随负载变化的特点，换流变压器具有大范围有载调压能力，远多于普通变压器。
4）短路阻抗较大：当换流变桥臂短路时，为限制短路电流对换流阀造成损坏，换流变设计有较大的短路阻抗，即漏电抗。
5）谐波较大：换流变在运行中会流过特征谐波与非特征谐波电流。
谐波作用于变压器漏磁将使杂散损耗增大，甚至使金属部件产生局部过热。
二、换流变压器保护的特点与配置原则2.1 换流变压器保护的特点换流变压器是连接交流系统和直流系统的重要设备，因此完善可靠的换流变压器保护系统对保障直流输电工程稳定运行具有重要的作用。
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公司名称
德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司 德国西门子公司
11
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场强计算
绝缘距离计算
计算线圈换位处电场强度
计算变压器主绝缘距离
德国西门子公司
德国西门子公司
自信自强，追求卓越
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保定天威保变电气股份有限公司
高压阀厅与换流变压器三维鸟瞰图
高压阀厅内三维局部结构图
创全球名企，树百年天威
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向家坝-上海±800kV特高压直流工程阀厅效果图
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直流工程阀厅外部图片
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直流系统介绍
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直流系统介绍: 直流输电系统在“十一五”、“十二五”乃至 今后将有较快的发展，根据国家电力发展规划，到 2020年，我国将建成五十多条直流输电线路，直流 输电工程的建设任务非常巨大，迫切需要国产化的 直流输电设备，特别是直流换流变压器及平抗，对 于双12脉波大容量特高压直流输电线路，每条需要 换流变压器56台，总产值达数十亿元，国内市场较 大。
创全球名企，树百年天威
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向家坝至上 海直流输电 工程的阀厅 设计
创全球名企，树百年天威
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向家坝-上海±800kV特高压直流工程阀厅效果图
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自信自强，追求卓越
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主要设备： 〃冲击电压发生器：标称电压 4800kV； 冲击能量480kJ；主电容 0.0417μF。 〃冲击测量设备： TYPE 743数字测量 系统(瑞士哈佛莱公司)。 〃多间隙截断装置：标称电压 4000kV 〃冲击阻容分压器：标称电压 4000kV
立足产业报国，铸就世界品牌
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绝缘件X光检测设备，保证绝缘件的质量安全可靠.目前检测精度为小于 0.02毫米。
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公司有：X射线探伤机3台；数字超声探伤仪2台；磁粉探伤仪1台；并配有渗透检测及 荧光检漏设备。
●无损检测设备
X射线检测
立足产业报国，铸就世界品牌
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三、厂房及工装、试验设备
本部超高压装配 车间
长：108m 宽:36m 吊高:23m 起重能力：400t 秦变也有类似的装 配车间(144*36*25)
创全球名企，树百年天威
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引进瑞士MICAFIL公司的500 kW 煤油汽相干燥设施一套，罐体 有效容积5.5×6×15m3，平车载 重600t，为目前国内承载能力最 大；处理后的绝缘件含水量在 0.5%以下。
先造就人才，再成就企业
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保定天威保变电气股份有限公司 天威保变保定工厂（本部）
天威保变本部位于中国古城保定市西郊，占地面积66万平方米，处于 “京津石”三角地区的中心位置，铁路、公路四通八达便于产品运输。 能 够生产交流110kV-1000kV和直流±1100kV以下的各种类型变压器。
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天威保变电气股份有限公司 直流产品介绍
创全球名企，树百年天威
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保定天威保变电气股份有限公司
目录
一、公司简介 二、厂房及工装、试验设备介绍 三、直流输电系统介绍 四、直流产品研发能力介绍 五、直流产品业绩介绍 六、小结
立足产业报国，铸就世界品牌
天威集团
保定天威保变电气股份有限公司
创全球名企，树百年天威
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保定天威保变电气股份有限公司 四、直流产品设计研发能力介绍
关键设计技术： 换流变压器技术代表着当今变压器领域的最高技 术，它为一种高技术含量的产品，涉及到多项关键技 术，主要有： 产品结构形式的分析研究； 阀侧的工频、冲击等过电压的计算分析； 直流耐受电压对换流变压器绝缘的影响； 直流极性反转试验对变压器绝缘的影响及电场计算； 谐波、直流偏磁电流对变压器的影响； 空载、负载损耗、温升和噪声的计算方法研究等。 电场，磁场，温度场及结构件强度的计算分析。
从德国引进的30T卧式绕线机， 绕制直径为Φ800～Φ2800的线 圈，承重20t，用该设备已成功 完成1000MVA/1000kV、 840MVA/500kV、720MVA/220kV、 500MVA/750kV电力变压器及 ±800kV换流变压器等产品线圈 的绕制
引进瑞典40T(120T)立式 绕线机，可以绕制 1200MVA、1000kV级变压 器的高压线圈，线圈直 径最大Φ3200。
一、公司简介
保定天威保变电气股份有限公司(简称“天威保变”)是
保定天威集团有限公司的主体企业，始建于1958年，于1995 年6月改制成立保定天威集团有限公司，1999年9月组建了以
生产大型变压器为主的“保定天威保变电气股份有限公司”，
并于2001年1月以“天威保变”名称在上海证券交易所上网定 价发行。经过五十多年的发展，天威保变目前已经成为中国 著名的输变电设备专业制造企业，生产了一系列代表输变电 领域高水平的产品，产品出口欧美等40多个国家和地区。
荧光检漏
超声波检测 渗透检测
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保定天威保变电气股份有限公司 超高压试验大厅
室内净空距离为 60×40×40(m) ，(42*39*44) 吊重32T，全试验 室为铜网屏蔽。与 1000kV级厂房相连 大门为12×21(m) 。具备了1000kV级 特高压变压器、电 抗器及±1100kV级 换流变压器和平波 电抗器的试验条件 。
600t组合式气垫运输车 一台，用于运送变压器进、 出高压试验室进行产品试验
立足产业报国，铸就世界品牌
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大流量滤油机， 引进麦克非尔公司 流量40000升/小 时，过滤精度1µm ，含水量3ppm，含 气量0.5%
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保定天威保变电气股份有限公司 线圈制作
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保定天威保变电气股份有限公司 绝缘件制作
德国进口的大型数控绝缘件加工 中心 ，能够加工Φ3200以下各 种压板、托板。
3500t弯折机
创全球名企，树百年天威
天威集团保定天威保变Fra bibliotek气股份有限公司
铁芯片剪切
引进西德乔格 公司1000纵剪 线，和三条 1000×5000横 剪线，硅钢片 剪切毛刺控制 在0.02mm以下。
直流工程阀厅内部图片
创全球名企，树百年天威
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换流变与普通变压器的主要差别
1.阀侧绕组耐受直流外施电压试验. 2.阀侧绕组耐受极性反转电压试验. 3.阀侧绕组及网侧绕组有谐泼电流的影响. 4.有直流偏磁. 5.由于系统有降压运行的要求,网侧正分接范围大(25%)左右. 6.由于阀侧绕组的额定电压高所以试验时(要采用临时套管). 7.阀侧绕组的电流变化率大,将影响OLTC的切换. 8.运行方式的多样性,增加了换流变设计的复杂性. 9.当网侧短路时,直流系统送电,短路电流的计算. 10.在结构上由于阀侧套管要深入到阀厅中,为了防止换流变发生事故殃 及到阀体,所以阀侧套管采用干式套管. 11. 工艺方面的特殊问题 12. 试验方面的特殊问题
15MVA/50Hz发电机组一台
自信自强，追求卓越
天威集团
保定天威保变电气股份有限公司
15MVA/60Hz发电机组一台
自信自强，追求卓越
天威集团
保定天威保变电气股份有限公司
三、直流系统介绍
创全球名企，树百年天威
天威集团
保定天威保变电气股份有限公司
直流系统介绍
创全球名企，树百年天威
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保定天威保变电气股份有限公司
程序功能概要 集肤效应和涡流损耗计算 线圈短路强度、漏磁场计算 电场磁场计算（包括瞬态PR场计算） 电场计算（AC、DC、PR ） 磁场 温度场 公司名称 挪威O.W. Andersen 挪威O.W. Andersen 英国VECTOR FIELDS公司 加拿大ENGINIA RESEARCH公司 加拿大ENGINIA RESEARCH公司 加拿大ENGINIA RESEARCH公司
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天威保变秦皇岛工厂（出海口）
天威保变秦皇岛工厂位 于秦皇岛市山海关区，距海 运港口仅900米，占地面积 240亩, 2005年10月建成投产 ，具备1000kV 及以下各种电 压等级的交流变压器和直流 电压等级±1100kV及以下各 种换流变压器生产及试验能 力；因其便利的运输条件， 秦皇岛工厂主要生产：600MW 及以上发电机组三相一体主 变压器、核电变压器、换流 变压器、平波电抗器、大型 出口变压器等。
LDS-6型局部放电测量仪
743型脉冲数字分析系统(Haefely公司)
LDS-6型局部放电测量仪
创全球名企，树百年天威
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D6100功率分析仪(奥地利)
9124局部放电测试仪(Tettex公司)
立足产业报国，铸就世界品牌
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保定天威保变电气股份有限公司 30000kVA 、50Hz发电机组