環(huán)氧澆注干式接地變壓器繞組結構及特點分析

邢廣勤，柳雪

（沈陽中變電氣有限責任公司，沈陽110141）

1 引言

在我國10kV級電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點是絕緣的。為保護電網(wǎng)安全運行，抑制因電網(wǎng)系統(tǒng)單相故障時，由于接地容性電流產(chǎn)生間歇電弧而引起的系統(tǒng)過電壓，需要提供一個與接地容性電流大小相近、方向相反的感性電流作為補償（一般采用過補償，及感性電流稍大于接地容性電流），因此需要在主變壓器一次側連接一臺接地變壓器，經(jīng)消弧線圈接地作人為中性點[1]（如圖1）。由于電網(wǎng)系統(tǒng)需要接地變壓器具備不可燃、不助燃、節(jié)能環(huán)保、耐熱等級高、抗短路能力強、局放量低等特點，而目前環(huán)氧澆注工藝的技術水平也日益提高，故越來越多的接地變壓器采用環(huán)氧澆注式。接地變壓器的連接組別通常采用ZN（不兼站用變使用）或ZNyn11（兼站用變使用），本文主要就ZN連接的一次繞組結構進行分析和討論。

2 繞組結構及特點分析

目前干式接地變壓器繞組通常采用的結構形式有軸向交錯式、徑向內外排布式、徑向分離排布式等結構，下面就這幾種繞組的結構形式分別進行介紹及特點分析：

圖1 接地變壓器接線示意圖

2.1 軸向交錯式

軸向交錯式結構繞組，是指兩個異相的半繞組沿軸向交錯排列，套裝于同一鐵心柱的繞組結構（如圖2）。

軸向交錯式結構繞組，由于通過繞組排布將兩個異相的半繞組做成了一只線圈，故有以下幾個優(yōu)點：

線圈可以直接在面板上出頭，絕緣處理簡便；

兩個半繞組都可以在面板上設置分接，連接矢量不會偏移，電壓調節(jié)很準；

圖2 交錯式繞組結構示意圖

線圈輻向尺寸較小，生產(chǎn)成本低；

產(chǎn)品只需一只模具，模具成本低。

但此結構的缺點也很明顯，就是線圈絕緣處理要求很高，由于兩個半繞組交錯排列，兩個半繞組的電壓差很大，所以在絕緣處理上要采取一定的措施，一方面要避免絕緣擊穿，發(fā)生匝間短路，另一方面層間、段間、匝間場強都要控制，避免局放過大。

2.2 徑向內外排布式

徑向內外排布式結構繞組，是指兩個異相的半繞組沿徑向內、外排布，兩個半繞組中間設置氣道，套裝于同一鐵心柱的繞組結構[2]（如圖3）。

圖3

徑向內外排布式繞組結構，由于通過氣道將內外線圈分隔，故有以下幾個優(yōu)點：

產(chǎn)品只需一套模具，模具成本低；

線圈排布方便，層間場強容易控制；

線圈可以直接在面板上設置出頭，絕緣處理方便；

增加通風氣道，加強散熱效果。

此結構的缺點就在于A、0出線之間，由于A、0之間為線電壓，故此處場強極大，所以在絕緣處理上要采取一定的措施。另外分接也只能通過外線圈在面板上出頭進行調整，電壓調節(jié)偏差較大，且矢量會發(fā)生偏移。

2.3 徑向分離排布式

徑向內外分離式繞組結構，是指兩個異相的半繞組沿徑向內、外排布，兩個半繞組做成獨立線圈，套裝于同一鐵心柱的繞組結構（如圖4）。

圖4

徑向內外分離式繞組結構，由于兩個半繞組都做成獨立線圈，故有以下幾個優(yōu)點：

線圈排布方便，層間場強容易控制，且沒有局部電場大的情況，局放容易控制；

兩個線圈中間有空隙，且無遮擋，散熱效果最好。

但此結構的缺點也是顯而易見的，就在于內線圈的出頭絕緣處理，由于在工頻試驗時要承受沖擊耐壓，故出頭絕緣處理要采取一定的措施，避免擊穿。同時分接也只能通過外線圈在面板上出頭進行調整，電壓調節(jié)偏差較大，且矢量會發(fā)生偏移。另外產(chǎn)品需要兩套模具進行生產(chǎn)，模具成本較高。

3 結論

通過以上對比分析可以看出，干式接地變壓器繞組有多種結構形式，但每種結構都有其特定的優(yōu)缺點，在結構選擇上除了要考慮設計上的成本分析外，工廠的工藝水平也是重要的參考因素。