250MVA/220kV自耦有载高阻抗变压器结构的改进

菅荣萍 刘成亮

摘 要：借鉴以往产品中出现的问题，对250MVA/220kV自耦有载高阻抗变压器进行了结构改进。本文介绍了结构改进的思路、措施、及改进后的效果，为此类产品设计提供了实践经验。优化中的几个创新点为今后的设计提供了新思路。

关键词：自耦变压器;高阻抗;结构改进

1 前言

以往自耦有载高阻抗变压器采用常规自耦变压器排列方式：铁心-低压-中压-高压-调压，此种排列方式需要加大高压与中压绕组间的距離，来满足阻抗要求，由此造成成本的增加。这种结构最大分接时阻抗偏差大，可能产生油箱和夹件过热现象。

鉴于上述情况，对250MVA/220kV自耦有载高阻抗变压器进行了结构改进。本文总结了变压器结构改进措施，并对结构改进后产品的试验数据与2007年250MVA/220kV变压器进行了比较，并得出结论：改进后的产品减小了极限分接阻抗偏差，防止了局部过热现象，提高了运行的可靠性，并有效降低了损耗，节约了成本。

2 25MVA/220kV自耦有载高阻抗变压器主要技术参数

电压：220±13×0.77%/132/11kV

容量：250/250/75MVA

联结组别：YNa0d11

绝缘水平：SI850LI750AC395/LI650AC275-LI325AC140/LI110AC38

阻抗电压：HV-MV：15.6% ，HV-LV：50.06%， MV-LV：31.68%

空载损耗：51kW

负载损耗：465kW

3 结构改进措施

3.1 绕组排列方式采用铁心-低压-中压-调压-高压结构

2007年250MVA/220kV产品排列方式采用铁心-低压-中压-高压-调压结构，此结构极限分接阻抗与主分接阻抗偏差较大，尤其是最大分接时阻抗增大很多，漏磁增大，可能导致油箱或夹件局部过热。为避免此现象出现，改进结构采用铁心-低压-中压-调压-高压排列方式，减小了最大分接时阻抗，同时，将调压置于高压绕组与中压绕组之间，即满足了大阻抗的要求，又有效利用了空间，使器身整体缩小，节约了成本。

改进结构后阻抗设计值、实测值及改进结构前阻抗值列表如下：

由上表可见，改进后极限分接阻抗与额定分接阻抗极为接近，这也有利于电网的稳定运行。

3.2 A、C相外侧采用矩形磁屏蔽结构

以往250MVA/220kV自耦高阻抗变压器容易出现油箱及夹件局部过热的现象，由于极限分接时漏磁较大，在铁件中产生涡流损耗引起的。为改善漏磁场分布，在上下端部压板内放置了磁屏蔽结构，由此解决了局部过热问题。

肺叶磁屏蔽在三相五柱及单相三柱式结构中已经得到广泛应用，并取得了良好的效果，但三相三柱式结构中还极少采用。考虑到三柱A、C相外侧如果仍用常规肺型磁屏蔽，漏磁无法形成回路，故将A、C相外侧磁屏蔽改为矩形结构，硅钢片垂直插入压板开槽中，具体方式见下图1所示。

产品温升试验中无局部过热现象出现，证明矩形磁屏蔽可有效改善三相三柱A、C相外侧漏磁分布。

3.3 各个绕组首末端在同侧出头，避免了“穿窗”问题。

自耦变压器高、中压共用中性点通常设置在高压侧，以往产品为方便引线连接，中压绕组末端出线在高压侧引出，由于中压绕组首端在低压侧引出，造成“穿窗”问题。本次设计将中压首末端均布置在低压侧，中压末端连在一起后经开关下端空间绕至高压侧，避免了“穿窗”问题。

4 产品试验数据

改进结构后已经有5台产品通过了全部试验，试验结果记录及2007年产品设计值比较如下：

由此可见，优化后产品不仅性能可靠，而且成本大幅度降低，提高了产品的市场竞争力。

6 结论

借鉴以往产品中出现的问题，对250MVA/220kV自耦有载高阻抗变压器进行了结构改进，优化后的产品成本降低10%，并且一次通过了全部试验，为自耦有载高阻抗变压器设计提供了新思路和实践经验。

参考文献

[1]路长柏.电力变压器理论与计算[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2005.

[2]保定天威保变电气股份有限公司组，谢毓城.电力变压器手册[M].机械工业出版社，2014.

[3]尹克宁.变压器设计原理[M].北京：中国电力出版社，2008.

作者简介

菅荣萍（1984-），女，汉族，山东。本科，变压器设计，特变电工沈阳变压器集团有限公司。

刘成亮（1982-），男，汉族，黑龙江，本科，储油柜设计，沈阳海为电力设备有限公司。