35?kV干式接地变压器的技术和结构特点

刘利艳

摘 要：随着环氧浇注干式变压器技术水平的提高，现在越来越多的接地变压器也做成环氧浇注式。该文笔者即结合个人实践工作经验与相关参考文献，阐述了35 kV干式接地变压器结构设计要点，特别是对局部放电量的控制进行了粗浅的分析。同时为了更加清楚地为广大同行揭示变压器的结构设计要点，还对其接线、原理、特性以及在设计中注意的问题进行分析，以期通过粗浅阐述，能够为广大同行在今后35 kV干式接地变压器的设计上提供全新的思路与建议，以供参考。

关键词：干式接地变压器 局部放电量 结构特点

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（c）-0046-02

1 主要技术性能参数

笔者公司生产的DKSC-800/35-200/0.4干式接地变压器其主要技术参数如下。

型号：DKSC-800/35-200/0.4；高压额定容量：800 kVA；高压额定电压：（35±2×2.5%）kV；低压容量：200 kVA；低压额定电压：0.4 kV；中性点电流：30 A；联结组别为：ZNyn11；短路阻抗：6%；零序阻抗：<100 Ω/相。

笔者公司生产的35 kV干式接地变压器具有损耗低、噪声低、温升低、局放低、承受短路能力强等特点。

2 干式接地变压器设计要点

2.1 产品铁心磁通密度的选取

考虑到接地变压器正常情况下为空载运行，为降低空载损耗，故接地变压器的磁通密度取的相对低一些，笔者公司一般选择在1.55 T左右。

2.2 绕组电流密度的选取

对于l0 s的工作时间，电流在绕组中产生的热量全部用来使绕组的温度升高。按照国家标准GB1094.5—2008的规定可知：绝缘耐热等级F级，当选用铜导体，且θ1=350 ℃，θ0=140 ℃时，允许的最大短路电流密度为：

=48.15 A/mm2

对于2 h的工作时间，可按照GB/T 1094.12-2013，也可依据各自公司的超铭牌运行能力曲线得到相应的超铭牌运行能力，进而得到相应的电流密度。

2.3 两个半相绕组的绝缘距离

从干式接地变压器的例行试验来看，两个半相绕组在外施耐压下处在同一电位。在做感应耐压试验时，两个半相绕组之间的电压也较小，而对于雷电冲击试验来说，两个半相绕组的电压较高，故两个半相绕组的绝缘距离应按雷电冲击电压来确定。

2.4 绕组设计呈不对称结构

一般在系统不平衡电压较大时，接地变压器三相绕组做成平衡绕组。当系统不平衡电压较小时，将接地变压器三相绕组做成不平衡绕组，人为地造成三相绕组不平衡，适当提高接地变压器中性点的电位，以满足测量系统的门槛电压。一般情况下，在接地变压器A相绕组设置-1%的调偏抽头。

2.5 零序阻抗和短路阻抗

当接地变中性点直接接地时，零序阻抗决定着故障电流的大小。当接地变压器经小电阻接地时，零序阻抗决定着变压器各相对的电压分布。

可以按双绕组电力变压器正序漏抗的计算方法计算接地变的零序阻抗。对有二次绕组的接地变压器来说，还应计算一、二次绕组的短路阻抗，计算方法同双绕组电力变压器。

2.6 局部放电量控制

对35 kV级干式电力变压器，根据标准要求，根据用户对局部放电量≤10pC的要求，笔者公司专门进行了高电压产品低局放研究。制作了DKSC-800/35-200/0.4干式接地变压器1∶1的模型绕组，经过反复试验，得出测量电压、绝缘距离、工作电压Uw和局部放电量及电场强度的关系。

利用研究结果进行产品的绝缘结构设计，使绕组段间和层间的电场分布均匀；为保证大容量产品绕组内部不出现应力裂纹和绕组表面无裂纹，设计时合理地布置高压绕组的冷却风道及调压分接凸台结构；利用前期35 kV产品制造经验，摸索出了一套成功的浇注方法、固化曲线及成品绕组的特殊工艺处理，改善和消除了线圈的内部应力；在产品绕组的绕制过程中，调整绕组内部绝缘材料的放置方法使其在力学上更趋合理。从而防止了绕组内部裂纹的出现，使成品绕组的外观及放电量达到了预期的目的，其局放一般为5～8 pC，保证了产品的安全运行及使用寿命。

35 kV产品的浇注工艺中最显著的特点是：准确、耐磨损的高压计量泵技术，静态混料器连续混料方式，全自动定量浇注技术；连续的在线脱气技术，真空浇注后加压渗透技术，有效地控制了产品的局部放电量。

3 结构设计要点

3.1 铁心结构

铁芯选用优质冷轧硅钢片，45°阶梯全斜接缝结构，利用五级步进剪片与叠铁工艺，改善了接缝处的磁通分布，减少了铁芯的振动能量。铁芯进行一体固化与表面用绝缘树脂密封工艺，有效地降低了空载损耗、空载电流和铁芯噪音。

3.2 绕组结构

高、低压绕组均采用无氧铜导线绕制，绝缘采用无碱玻璃丝布带增强，薄绝缘，真空加压浇注。环氧浇注接地变压器的高压绕组采用Z型接法，且每相的两部分绕组径向排列，称为内绕组和外绕组。由于对产品局部放电量的控制，该产品内、外绕组做成两个独立绕组。绕组的结构型式为多段分层式，这样绕组的电场分布更加均匀。

绕组的导体采用优质无氧铜杆经多次冷拉成矩形的线材，其面与面的交接处都做成较大的圆弧状，不存在尖角毛刺，绕组内导体沿面处电场分布较为均匀，畸变系数小。

绕组采用Z形接法，由于电压等级较高和局部放电量的要求，对于连接线之间绝缘距离也有很高的要求。笔者公司设计了多种接线方式，并在模型绕组上进行反复试验，最后确定了如图1所示出线示意图。

4 实测数据

笔者公司生产的DKSC-800/35-200/0.4干式接地变压器，经过试验所有数据均合格，测试数据如表1所示。

该产品自2013年7月投入运行至今运行状况良好。

参考文献

[1] 张奕.环氧浇注接地变压器局部放电量的控制[J].变压器，2004，41（4）：27-29.

[2] 崔立君，张茂鲁，张洪，等.特种变压器理论与设计[M].北京：科学技术文献出版社，1996.