250MVA/220kV自耦有載高阻抗變壓器結構的改進

菅榮萍 劉成亮

摘 要：借鑒以往產(chǎn)品中出現(xiàn)的問題，對250MVA/220kV自耦有載高阻抗變壓器進行了結構改進。本文介紹了結構改進的思路、措施、及改進后的效果，為此類產(chǎn)品設計提供了實踐經(jīng)驗。優(yōu)化中的幾個創(chuàng)新點為今后的設計提供了新思路。

關鍵詞：自耦變壓器;高阻抗;結構改進

1 前言

以往自耦有載高阻抗變壓器采用常規(guī)自耦變壓器排列方式：鐵心-低壓-中壓-高壓-調(diào)壓，此種排列方式需要加大高壓與中壓繞組間的距離，來滿足阻抗要求，由此造成成本的增加。這種結構最大分接時阻抗偏差大，可能產(chǎn)生油箱和夾件過熱現(xiàn)象。

鑒于上述情況，對250MVA/220kV自耦有載高阻抗變壓器進行了結構改進。本文總結了變壓器結構改進措施，并對結構改進后產(chǎn)品的試驗數(shù)據(jù)與2007年250MVA/220kV變壓器進行了比較，并得出結論：改進后的產(chǎn)品減小了極限分接阻抗偏差，防止了局部過熱現(xiàn)象，提高了運行的可靠性，并有效降低了損耗，節(jié)約了成本。

2 25MVA/220kV自耦有載高阻抗變壓器主要技術參數(shù)

電壓：220±13×0.77%/132/11kV

容量：250/250/75MVA

聯(lián)結組別：YNa0d11

絕緣水平：SI850LI750AC395/LI650AC275-LI325AC140/LI110AC38

阻抗電壓：HV-MV：15.6% ，HV-LV：50.06%， MV-LV：31.68%

空載損耗：51kW

負載損耗：465kW

3 結構改進措施

3.1 繞組排列方式采用鐵心-低壓-中壓-調(diào)壓-高壓結構

2007年250MVA/220kV產(chǎn)品排列方式采用鐵心-低壓-中壓-高壓-調(diào)壓結構，此結構極限分接阻抗與主分接阻抗偏差較大，尤其是最大分接時阻抗增大很多，漏磁增大，可能導致油箱或夾件局部過熱。為避免此現(xiàn)象出現(xiàn)，改進結構采用鐵心-低壓-中壓-調(diào)壓-高壓排列方式，減小了最大分接時阻抗，同時，將調(diào)壓置于高壓繞組與中壓繞組之間，即滿足了大阻抗的要求，又有效利用了空間，使器身整體縮小，節(jié)約了成本。

改進結構后阻抗設計值、實測值及改進結構前阻抗值列表如下：

由上表可見，改進后極限分接阻抗與額定分接阻抗極為接近，這也有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

3.2 A、C相外側采用矩形磁屏蔽結構

以往250MVA/220kV自耦高阻抗變壓器容易出現(xiàn)油箱及夾件局部過熱的現(xiàn)象，由于極限分接時漏磁較大，在鐵件中產(chǎn)生渦流損耗引起的。為改善漏磁場分布，在上下端部壓板內(nèi)放置了磁屏蔽結構，由此解決了局部過熱問題。

肺葉磁屏蔽在三相五柱及單相三柱式結構中已經(jīng)得到廣泛應用，并取得了良好的效果，但三相三柱式結構中還極少采用。考慮到三柱A、C相外側如果仍用常規(guī)肺型磁屏蔽，漏磁無法形成回路，故將A、C相外側磁屏蔽改為矩形結構，硅鋼片垂直插入壓板開槽中，具體方式見下圖1所示。

產(chǎn)品溫升試驗中無局部過熱現(xiàn)象出現(xiàn)，證明矩形磁屏蔽可有效改善三相三柱A、C相外側漏磁分布。

3.3 各個繞組首末端在同側出頭，避免了“穿窗”問題。

自耦變壓器高、中壓共用中性點通常設置在高壓側，以往產(chǎn)品為方便引線連接，中壓繞組末端出線在高壓側引出，由于中壓繞組首端在低壓側引出，造成“穿窗”問題。本次設計將中壓首末端均布置在低壓側，中壓末端連在一起后經(jīng)開關下端空間繞至高壓側，避免了“穿窗”問題。

4 產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)

改進結構后已經(jīng)有5臺產(chǎn)品通過了全部試驗，試驗結果記錄及2007年產(chǎn)品設計值比較如下：

由此可見，優(yōu)化后產(chǎn)品不僅性能可靠，而且成本大幅度降低，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

6 結論

借鑒以往產(chǎn)品中出現(xiàn)的問題，對250MVA/220kV自耦有載高阻抗變壓器進行了結構改進，優(yōu)化后的產(chǎn)品成本降低10%，并且一次通過了全部試驗，為自耦有載高阻抗變壓器設計提供了新思路和實踐經(jīng)驗。

參考文獻

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[2]保定天威保變電氣股份有限公司組，謝毓城.電力變壓器手冊[M].機械工業(yè)出版社，2014.

[3]尹克寧.變壓器設計原理[M].北京：中國電力出版社，2008.

作者簡介

菅榮萍（1984-），女，漢族，山東。本科，變壓器設計，特變電工沈陽變壓器集團有限公司。

劉成亮（1982-），男，漢族，黑龍江，本科，儲油柜設計，沈陽海為電力設備有限公司。