超高壓與特高壓交流變壓器出線絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

陳漾 潘興

前言

伴隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，目前超高壓間接式出線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一種新的絕緣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，即電纜型出線結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)在高壓繞組引出線與高壓套管中部分和各柱高壓繞組高壓端引出線的連接部均可使用，并且對(duì)原有的出線絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，極大地節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本與制造材料，為確保超高壓變壓器出線裝置的可靠性做出了突出貢獻(xiàn)。

一、直接式中部出線結(jié)構(gòu)

直接式中部出線結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，而且還可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，但是這種結(jié)構(gòu)受運(yùn)輸條件的限制，如果各種條件允許的話，中部出線的超高壓和特高壓產(chǎn)品盡可能采用直接式出線結(jié)構(gòu)。在直接式中部出線結(jié)構(gòu)中，高壓套管的尾部首先要與高壓引出線連接，其尾部可以直接進(jìn)入到油箱當(dāng)中，再通過出線裝置實(shí)現(xiàn)與高壓引出線之間的連接。其次，在變壓器運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，要對(duì)出線裝置進(jìn)行加固，最后出線裝置隨本體一同運(yùn)輸。直接式中部出線結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 直接式中部出線結(jié)構(gòu) 圖2 間接式中部出線結(jié)構(gòu)

二、間接式中部出線結(jié)構(gòu)

與直接式中部出線結(jié)構(gòu)相比，間接式中部出線結(jié)構(gòu)克服了直接式中部出線結(jié)構(gòu)受運(yùn)輸條件限制的弊端，可以在很大程度上滿足變壓器運(yùn)輸?shù)囊骩2]。間接式中部出線結(jié)構(gòu)的出線裝置通常設(shè)置在油箱外部的升高座中，而高壓套管的尾部插入升高座的出線裝置中。最常見的間接式中部出線結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

三、多柱高壓繞組間的連線結(jié)構(gòu)

多柱繞組間的連線結(jié)構(gòu)的應(yīng)用的變壓器的性能與直接式端部出線結(jié)構(gòu)恰好相反，多柱繞組間的連線結(jié)構(gòu)適用于特大容量的變壓器，彌補(bǔ)了直接式端部出線結(jié)構(gòu)的不足，采用多柱串、并聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。多柱高壓繞組間的連線結(jié)構(gòu)同樣可以精簡設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與降低制造難度，克服運(yùn)輸困難的問題，不僅如此，多柱高壓繞組間的串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是為了通過降低每柱容量而延長產(chǎn)品的使用壽命，可以提高變壓器的可靠性。如圖3所示，多柱高壓繞組間的連線結(jié)構(gòu)。

四、直接式端部出線結(jié)構(gòu)

直線式端部出線結(jié)構(gòu)的高壓引出線的所處環(huán)境比較復(fù)雜，比如繞組、油箱、鐵心夾持結(jié)構(gòu)件等部件都與其距離較近，如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)影響到這些部件的性能，使整個(gè)變壓器的性能降低，因此其絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)技術(shù)及精細(xì)程度要求較高。直接式端部出線結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

五、電纜型出線結(jié)構(gòu)

電纜型出線結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡潔，增加了對(duì)高壓出線裝置生產(chǎn)的可控性，比如控制生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期等，這種結(jié)構(gòu)使出線裝置的結(jié)構(gòu)簡化，省略了絕緣成型件的設(shè)計(jì)。在實(shí)際電纜型出線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于對(duì)絕緣成型件設(shè)計(jì)的省略，需要在引線穿過油箱壁的開孔處增加一段引線絕緣保護(hù)，首先，設(shè)計(jì)人員要對(duì)高壓引線做進(jìn)一步的絕緣加強(qiáng)措施，主要是加在高壓引線的外包絕緣覆蓋層上。其次，設(shè)計(jì)人員要對(duì)高壓引線的絕緣層表面進(jìn)行包裹分割油隙，從而達(dá)到提高高壓引線耐電強(qiáng)度的目的。

（1—高壓套管；2—均壓球；3—均壓球絕緣保護(hù)；4—高壓引線；5—固定支架；6—高壓線圈；7—油箱絕緣保護(hù)；8—引線絕緣保護(hù)；9—高壓升高座）

結(jié)束語

綜上所述，直接式中部出線結(jié)構(gòu)、間接式出線結(jié)構(gòu)、多柱高壓繞組間的連接結(jié)構(gòu)、直接式端部出線結(jié)構(gòu)和電纜型出線結(jié)構(gòu)是超高壓與特高壓交流變壓器出線絕緣結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)方式，對(duì)于維持變壓器正常運(yùn)行發(fā)揮著不可替代的作用。在實(shí)際的超高壓與特高壓交流變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，只有結(jié)合變壓器的具體情況對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)型式對(duì)出線結(jié)構(gòu)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整才能設(shè)計(jì)出最佳的絕緣結(jié)構(gòu)，充分保證出線絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到理想目標(biāo)。

（作者單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司）

作者簡介

陳漾，男，1973年11月，漢族，籍貫：湖南省長沙市，本科，工程師，主要研究方向：輸變電設(shè)計(jì)，單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司.

潘興，男，1980年4月，漢族，籍貫：吉林省延邊州，研究生，工程師，主要研究方向：電力工程，單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司.