什么叫换流变压器「整流变压器与普通变压器区别」

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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。额定电压为±800kV、±600kV、±400kV、±200kV四档换流变压器，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。

换流变压器的主要功能体现在以下几点：

1) 参与实现交流电与直流电之间的相互交换。

2) 实现电压变换。将交流系统的高电压（一般为500kV或220kV）降低到适合换流器需要的交流电压（一般为220kV左右）。

3) 抑制直流故障电流。换流变压器的漏抗限制了阀臂短路的直流母线短路时的故障，能有效保护换流阀。

4) 削弱交流系统入侵直流系统的过电压。

5) 减少换流器注入直流系统的谐波。换流变压器的漏抗对换流器产生的谐波电流具有一定的抑制作用。

6) 实现交、直流系统的电气隔离。

换流变压器的特点体现在以下几个方面：

1) 绝缘要求高：换流变压器阀侧绕组同时承受交流电压和直流电压，因此换流变压器的阀侧绕组除承受正常交流电压产生的应力外，还要承受直流电压产生的应力。另外，直流电压全压起动以及极性反转都会造成换流变压器的绝缘结构远比普通电力变压器复杂。

2) 有载调压范围宽：为了将触发延迟角控制在适当的范围内以保证直流输电运行的安全性和经济性，同时满足换流母线电压变化的要求，换流变压器采用有载调压式，且其调压范围很宽，一般高达20%～30%，操作也频繁。

3) 噪声大：换流器产生的谐波全部流过换流变压器，这些谐波频率低，容量大，导致换流变压器铁心磁滞伸缩而产生噪声。这些噪声一般处于听觉较灵敏的频带，因此换流变压器产生的可听噪声较谐波污染不严重的普通电力变压器更严重，大约能增加20Db。

4) 损耗高：大量谐波流过换流变压器导致涡流和杂散损耗加大，有时可能使换流变压器的某些金属部件和油箱产生局部过热。

5) 短路阻抗较大：为了限制阀臂或直流母线短路导致的故障电流，以免损坏换流阀的晶闸管器件，换流变压器应有足够大的短路阻抗。但短路阻抗不能太大，否则会使换流器正常运行时吸收的无功增加，增加无功补偿设备容量，并导致换相压降过大。换流变压器的短路阻抗百分数通常为12%～18%。

6) 直流偏磁严重：运行中由于交直流线路的耦合、换流阀触发延迟角的不平衡、接地极电位的升高以及换流变压器阀侧存在2次谐波等原因，将导致换流变压器阀侧及网侧绕组的电流中产生直流分量，使换流变压器产生直流偏磁现象，导致换流变压器铁心损耗、温升及噪声都有所增加。

试验繁复：除了普通电力变压器的例行试验和型式试验之外，还要添加直流方面的试验、直流电压局部放电试验、直流电压极性反转试验等。

（编自《电气技术》，原文标题为“漫谈换流变压器”，作者为陈宗器。）