浅谈单相500k V有载调压变压器的设计

王伟 孙秋霞 王法庆

摘要：介绍了我公司出口单相166.67MVA／500kV有载调压变压器的设计情况，主要包括结构.提高变压器可靠性而采用的关键技术，并给出了试验结果。

关键词：单相有载调压变压器结构绝缘

中图分类号：TM229.7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0138-01

近年来，我公司根据国内、国际电力市场的变化，加大科研投入力度，技术优势不断稳固，积极实施品牌战略，在巩固国内市场的同时，大力拓展国际市场，使我公司在国内、国际市场影响力不断提高。2010年我公司凭借雄厚的技术实力、过硬的产品质量以及良好的企业形象一举中标5台出口单相166.67MVA／500kV有载调压变压器，实现了超高压变压器产品的批量出口。该类产品容量大、技术复杂，为保证产品一次性制造成功并顺利通过各项试验，我们在结构、漏磁通、绝缘等方面做了大量的模拟研究工作，并根据其计算结果改进了设计。

1产品结构

1.1铁心

铁心采用单相三柱式，铁心截面经过程序进行合理优化，铁心接缝为多级步进搭接结构，减少铁心接缝部位的磁场畸变，降低局部涡流损耗，铁心片采用二片一叠，不叠上铁轭，最大限度的减小励磁电流、降低了空载损耗。

铁心片采用高导磁、低损耗、冷轧取向硅钢片，心柱表面最末两级硅钢片和心柱拉板开有隔磁长槽，有效防止横向漏磁通在拉板和铁心表面产生的损耗而引起的局部过热。

1.2线圈

高压线圈采用幅向分裂，HV2采用纠结连续式，HV1为螺旋式结构；低压线圈采用插入屏蔽连续式；第三线圈采用连续式。导线为半硬复合导线或自粘换位导线，严格控制导线应力及轴向力的计算值在规定范围内，导线的匝绝缘纸采用超高压产品专用绝缘材料，对匝绝缘的包扎层数、包扎方法提出了具体要求。这种结构的线圈纵向电容大，冲击电位分布好，具有足够的抗冲击能力和绝缘强度，机械性能好，可以保证线圈的可靠运行。通过精确计算合理设置线圈中挡油板的数量和位置。有效控制了线圈温升。

1.3器身绝缘

主绝缘为我公司成熟的薄纸筒小油隙绝缘结构，心柱、旁柱放置地屏，进行了端部电场和主绝缘电场计算，并根据电场计算结果设计绝缘结构，放置成型角环改善了端部电场，保证了绝缘强度。

器身采用整体套装，单个线圈和线圈组装都采用恒压干燥，以稳定绕组的轴向尺寸，器身压板和托板采用大厚度整张热压绝缘纸板，保证了绝缘性能和机械强度，提高了绕组的抗短路能力。

1.4引线

500kV引出线采用魏德曼公司设计生产的出线绝缘装置，其余引线采用电缆连接，外包一定厚度的绝缘皱纹纸。通过电场计算，对线圈主纵绝缘、引线、开关、套管等关键部位进行详细分析，严格控制各关键点电场强度，具有足够的绝缘裕度。引线支撑件、夹持件具有足够的强度和刚度，对引线结构进行了电动力计算，根据计算结果合理布置引线支撑和夹持件的位置，保证引线被充分紧固。引线采用冷压机械连接，消除焊接污染，并应用成熟可靠的屏蔽措施，控制局部放电。

1.5油箱

油箱采用桶式结构，外部加槽型加强铁，可承受真空压力13Pa和正压0.1Mpa的机械强度试验。在油箱内侧合理布置铜、磁屏蔽，以减少杂散损耗和防止油箱局部过热。

1.6其它外部结构

此变压器采用抬轿式运输结构；冷却装置采用15组散热器，7只风机，4只轴流泵；采用胶囊式储油柜。外部结构布置合理、外型美观。

2产品基础研究验证工作

2.1漏磁通分布仿真计算

对该变压器漏磁通进行分布计算，通过计算主空道及油箱的磁通量，布置合理的屏蔽措施以降低附加损耗，防止局部过热和减少有害的电磁力。

2.2绝缘结构可靠性仿真计算

(1)电场计算。

根据电场计算结果，合理设置静电板尺寸，优化绝缘结构消除整个绝缘系统中的薄弱环节，科学合理的绝缘介质匹配设计，使油隙在局部放电试验电压下的电场强度值低于油隙起始局部放电电场强度。

(2)波过程计算。

利用波过程计算软件计算线圈的冲击电压分布，根据计算结果采取了有效措施，调整线圈屏蔽的段数和匝数、工作线匝绝缘的厚度、屏蔽线匝绝缘的厚度以及油道的大小，通过电容补償进一步改善冲击电压梯度的分布，各绝缘裕度均大于1.3，保证线圈纵绝缘强度满足绝缘设计要求且具有良好的冲击电压分布，并严格控制场强分布，确保绕组内不发生局部放电，确保绕组的纵绝缘强度。

2.3其它方面的研究信息请登陆：输配电设备网

在产品绝缘设计过程中，按“无起始局部放电电场场强”原则严格控制各关键点电场强度，具有足够的绝缘裕度，而且在生产各工序严格保证质量，使产品的局部放电量得以控制。在提高抗短路能力、油流带电、噪声等方面也做了充分的研究。

3试验结果

本产品一次性通过各项试验，各项指标均满足协议要求，并达到国际先进水平。

4结语

该变压器的成功出口，为我公司进一步开拓国际市场、提高企业在国际变压器市场的知名度奠定了良好的基础，充分展示了我公司在超高压、大容量变压器国际市场上的领先地位。