220KV電力變壓器高壓套管引線設(shè)計(jì)分析

唐甜

摘要：變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理改變交流電壓的裝置，具有轉(zhuǎn)換電壓、電流、阻抗等功能，有效保證用電安全。引線是電力變壓器的重要組成部分，是變壓器實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的電氣通道。簡(jiǎn)單合理的引線結(jié)構(gòu)是變壓器具有優(yōu)良性能的基本保證。在220kV電力變壓器中，高壓引線是重點(diǎn)。根據(jù)不同的套管，需要采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前，許多電廠的220kV電力變壓器套管都會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障。為此，本文對(duì)電力變壓器高壓套管引線的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)電力變壓器的維修保養(yǎng)提出了切實(shí)可行的措施，希望能為電力技術(shù)人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：引線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu);220kv電力變壓器;高壓套管故障

引言

電力變壓器是極其容易被損壞的一個(gè)部件，通常，在設(shè)計(jì)變壓器的結(jié)構(gòu)時(shí)，為了能夠最大化的實(shí)現(xiàn)變壓器絕緣性能，一般都將引線放置在壓釘、支板中，以減少經(jīng)濟(jì)損失。電力變壓器在運(yùn)行過程中，由于電力變壓器的引線結(jié)構(gòu)被擊穿，非常容易造成安全事故。所以，為了提高電力變壓器運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，電力變壓器的引線結(jié)構(gòu)一定要進(jìn)行變更。此外，套管也是電力變壓器設(shè)備易于出現(xiàn)故障的所在，日常維護(hù)設(shè)備時(shí)，要定時(shí)檢查220kV電力變壓器套管，盡可能的降低220kV發(fā)生故障而引發(fā)的電力系統(tǒng)危機(jī)。給予電力變壓器的維護(hù)與檢修工作的高度重視，利用多種方法延長(zhǎng)電力變壓器的使用壽命，維護(hù)供電穩(wěn)定。

1.引線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用

以往，在設(shè)計(jì)電力變壓器的結(jié)構(gòu)時(shí)，是將均壓球放置在直徑為0.7米的升高座中，但是由于升高座的高度通常在1.5米左右，那么為了可以有效的布置聯(lián)氣管，則需要提高儲(chǔ)油柜的高度和支撐強(qiáng)度，如此一來電力變壓器的整體結(jié)構(gòu)就變得不再緊湊，電力變壓器的外形尺寸太大，占用空間大，且浪費(fèi)制造材料。除此之外，電力變壓器高電壓的那一側(cè)需要放置三個(gè)電流互感器，為了方便調(diào)試電流互感器的位置。所以，為了節(jié)約制造成本，提高安裝效率，在選擇升高器時(shí)可以適當(dāng)?shù)奶砑訚B漏點(diǎn)，將均壓球與中部電位之間的絕緣距離拉大，提高升高座，增加電力變壓器的整體高度。簡(jiǎn)化電力變壓器的引線結(jié)構(gòu)，將均壓球的高度降低到電力變壓器的油箱中，升高座的高度也隨之下降，改進(jìn)過后的電力變壓器的整體結(jié)構(gòu)更緊密。總的來說，電力變壓器的機(jī)身設(shè)計(jì)越來越小，在滿足電力變壓器功能的前提下，引線電氣強(qiáng)度越大。運(yùn)輸變壓器到各個(gè)變電站的時(shí)候，道路會(huì)有顛簸，所以，為了能夠抵擋的住短路、振動(dòng)所造成的巨大沖擊力，在實(shí)際運(yùn)行變壓器的時(shí)候，必須要保證引線有足夠的強(qiáng)度才行。電力變壓器長(zhǎng)期運(yùn)作，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以要求引線具有一定的耐高溫的能力，保證在高溫狀態(tài)下也能擁有正常的傳輸性能。

2.電力變壓器運(yùn)行過程出現(xiàn)的故障

電力變壓器在運(yùn)行的過程中，由于受到各種因素的干擾，溫度、氣體、水分、鐵芯故障等等，每一種因素都會(huì)干擾電力變壓器的傳輸電，會(huì)導(dǎo)致電壓異常。比如氣體會(huì)影響電力變壓器的油箱;如果通過電力變壓器的電荷量變大，變壓器負(fù)荷增大，那么內(nèi)部磁場(chǎng)和信號(hào)就會(huì)發(fā)生異常，會(huì)導(dǎo)致電力變壓器內(nèi)部調(diào)壓發(fā)生混亂;如果外部發(fā)生了短路的情況，那么變壓器內(nèi)部的溫度則會(huì)升高，而造成的直接結(jié)果就是變壓器的油面逐漸下降，導(dǎo)致電壓變得極其不穩(wěn)定;鐵芯發(fā)生故障，變壓器的內(nèi)部漏磁，直接損壞絕緣，變壓器內(nèi)部短路;外部短路，繞組受潮，會(huì)引發(fā)瓦斯繼電器的運(yùn)行，造成變壓器跳閘。

3.電力變壓器高壓套管引線設(shè)計(jì)措施

3.1 改變引線絕緣環(huán)境

以往電力變壓器的引線結(jié)構(gòu)中，引線的絕緣環(huán)，具有三錐結(jié)構(gòu)的二維電場(chǎng)，在一些中型和大型的電力變壓器的引腳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中定型，所以通常不會(huì)對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)做出改動(dòng)?；诖耍诮M合件現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)方式的前提下，只能對(duì)引腳的放置環(huán)境、引線的絕緣環(huán)境加以改進(jìn)?？梢栽O(shè)置壓釘在支板下方，或者改動(dòng)筋板結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)楣苁浇Y(jié)構(gòu)，或者將電力變壓器的夾件支板邊緣改成圓角，將起著固定作用的角板改成槽狀結(jié)構(gòu)，縮短長(zhǎng)度，最大化的提高電力變壓器引線的絕緣性能。

3.2改變電力變壓器的油箱結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，我國(guó)各大電力企業(yè)在設(shè)計(jì)變壓器的油箱結(jié)構(gòu)時(shí)，主要采用平頂鐘罩式油箱和梯形頂鐘罩式油箱兩種，因?yàn)橛拖涞慕Y(jié)構(gòu)不同，所以在改造時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)升高座與均壓球，平頂?shù)挠拖渲蟹胖镁鶋呵?，?huì)受到其他部件的擠壓，到時(shí)候均壓球附近電場(chǎng)不均勻，就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象[1]。為滿足電力變壓器的電氣需求，可以對(duì)油箱的體系進(jìn)行更改，均衡所受壓力，拉長(zhǎng)絕緣距離。

3.3穿纜載流式結(jié)構(gòu)

在電力變壓器設(shè)計(jì)的過程中，銅套套管的下方用來連接接線頭和電纜，引出線與接頭在銅套管的上端相連接，下端則負(fù)責(zé)連接均壓球。根據(jù)銅套套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以這樣進(jìn)行穿纜載流式的結(jié)構(gòu)：控制均壓球與法蘭開孔之間的距離，大約為1.5mm，然后在開口處預(yù)留一個(gè)半徑為10mm的圓角，將引線從中穿過，保持絕緣厚度25mm、長(zhǎng)度105mm以上。為避免電纜穿入銅管后產(chǎn)生發(fā)熱，穿管之前，可以用皺紋紙包裹處理一下，有效消除引線絕緣環(huán)附近的三維電場(chǎng)。

4.電力變壓器套管常見故障的對(duì)策

4.1監(jiān)控電力變壓器的運(yùn)行

為了防止由于出現(xiàn)短路而引起的變壓器輸電異常，在變壓器實(shí)際運(yùn)行過程中，技術(shù)人員需要對(duì)電力變壓器的運(yùn)行進(jìn)行全程監(jiān)控，以提升電力變壓器的工作效率。首先，調(diào)整電力變壓器的油箱內(nèi)部故障以及油面下降情況，其次，開啟電流速斷保護(hù)，避免電流信號(hào)和變壓器發(fā)生跳閘現(xiàn)象。最后，加強(qiáng)因?yàn)橥獠慷搪范鸬碾娏鞫搪罚A(yù)防電流跳閘。保護(hù)電力系統(tǒng)元件，控制電力系統(tǒng)元件的繼電裝置，一旦發(fā)生異常情況立即進(jìn)行處理，避免擴(kuò)大損失[2]?？焖俑綦x故障元件，降低對(duì)電力系統(tǒng)的繼續(xù)損壞，滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的需求。

4.2檢驗(yàn)電力變壓器繼電運(yùn)行

電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，短路、設(shè)備外殼產(chǎn)生火花、電力變壓器發(fā)熱等情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)此要及時(shí)處理，防止斷路器故障。為了避免發(fā)生繼電失誤的情況，在檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的時(shí)候，要對(duì)回路的升壓情況進(jìn)行細(xì)致檢驗(yàn)，并且整個(gè)檢驗(yàn)過程都不可以拔除插件。定期對(duì)電力變壓器裝置進(jìn)行檢測(cè)、維修、養(yǎng)護(hù)，保證變壓器的安全運(yùn)行，不發(fā)生裝置故障。電力變壓器運(yùn)行發(fā)熱，電力變壓器的溫控器控制線與電力變壓器本體 距離太近，受熱后會(huì)破壞控制線絕緣層，造成電力變壓器損傷。電力變壓器返廠維修，重新設(shè)置溫控器控制線的走線。

4.3提高電力變壓器的抗干擾能力

電力變壓器只有具備良好的抗干擾能力，能夠抵擋的住傳輸電力時(shí)設(shè)備所引起的電磁干擾，繼電保護(hù)才會(huì)有效運(yùn)行?？梢栽诟蓴_源處降低干擾，減小設(shè)備接地阻抗，在流入高頻電流的時(shí)候，控制電位，調(diào)整輸電線路。并構(gòu)建低阻抗接地網(wǎng)，縮小電位差，防止出現(xiàn)二次回路干擾?；蛘?，在二次回路上降低干擾，重視二次回路抗干擾能力的提升，實(shí)際運(yùn)行過程中盡量使用帶有屏蔽保護(hù)層的電纜。除此之外，還可以通過兩端接地的方式，減小感應(yīng)電壓，屏蔽感應(yīng)電流，合理運(yùn)用二次抗電磁干擾措施，保證變電站的正常運(yùn)行[3]。

5.結(jié)論

綜上所述，電力變壓器套管引線的設(shè)計(jì)非常重要。為了保證輸電的穩(wěn)定安全運(yùn)行，為人們提供更充足的電力，電力企業(yè)的技術(shù)人員需要改造導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，提高絕緣性能，減少電力變壓器的體積，方便使用和維護(hù)，避免一切安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙磊. 超高壓電力變壓器高壓出線絕緣結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[D].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]常軍. 電力變壓器主絕緣電場(chǎng)仿真軟件的二次開發(fā)及應(yīng)用[D].河北工業(yè)大學(xué)，2016.

[3]肖朋. 超高壓電力變壓器高壓引線及套管電場(chǎng)分析[D].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2010.