220KV电力变压器高压套管引线设计分析

唐甜

摘要：变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的装置，具有转换电压、电流、阻抗等功能，有效保证用电安全。引线是电力变压器的重要组成部分，是变压器实现电磁转换的电气通道。简单合理的引线结构是变压器具有优良性能的基本保证。在220kV电力变压器中，高压引线是重点。根据不同的套管，需要采用不同的结构设计。目前，许多电厂的220kV电力变压器套管都会出现不同程度的故障。为此，本文对电力变压器高压套管引线的设计进行了简要分析，并对电力变压器的维修保养提出了切实可行的措施，希望能为电力技术人员提供帮助。

关键词：引线设计结构;220kv电力变压器;高压套管故障

引言

电力变压器是极其容易被损坏的一个部件，通常，在设计变压器的结构时，为了能够最大化的实现变压器绝缘性能，一般都将引线放置在压钉、支板中，以减少经济损失。电力变压器在运行过程中，由于电力变压器的引线结构被击穿，非常容易造成安全事故。所以，为了提高电力变压器运行时的稳定性，电力变压器的引线结构一定要进行变更。此外，套管也是电力变压器设备易于出现故障的所在，日常维护设备时，要定时检查220kV电力变压器套管，尽可能的降低220kV发生故障而引发的电力系统危机。给予电力变压器的维护与检修工作的高度重视，利用多种方法延长电力变压器的使用寿命，维护供电稳定。

1.引线的结构设计作用

以往，在设计电力变压器的结构时，是将均压球放置在直径为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，那么为了可以有效的布置联气管，则需要提高储油柜的高度和支撑强度，如此一来电力变压器的整体结构就变得不再紧凑，电力变压器的外形尺寸太大，占用空间大，且浪费制造材料。除此之外，电力变压器高电压的那一侧需要放置三个电流互感器，为了方便调试电流互感器的位置。所以，为了节约制造成本，提高安装效率，在选择升高器时可以适当的添加渗漏点，将均压球与中部电位之间的绝缘距离拉大，提高升高座，增加电力变压器的整体高度。简化电力变压器的引线结构，将均压球的高度降低到电力变压器的油箱中，升高座的高度也随之下降，改进过后的电力变压器的整体结构更紧密。总的来说，电力变压器的机身设计越来越小，在满足电力变压器功能的前提下，引线电气强度越大。运输变压器到各个变电站的时候，道路会有颠簸，所以，为了能够抵挡的住短路、振动所造成的巨大冲击力，在实际运行变压器的时候，必须要保证引线有足够的强度才行。电力变压器长期运作，会产生大量的热量，所以要求引线具有一定的耐高温的能力，保证在高温状态下也能拥有正常的传输性能。

2.电力變压器运行过程出现的故障

电力变压器在运行的过程中，由于受到各种因素的干扰，温度、气体、水分、铁芯故障等等，每一种因素都会干扰电力变压器的传输电，会导致电压异常。比如气体会影响电力变压器的油箱;如果通过电力变压器的电荷量变大，变压器负荷增大，那么内部磁场和信号就会发生异常，会导致电力变压器内部调压发生混乱;如果外部发生了短路的情况，那么变压器内部的温度则会升高，而造成的直接结果就是变压器的油面逐渐下降，导致电压变得极其不稳定;铁芯发生故障，变压器的内部漏磁，直接损坏绝缘，变压器内部短路;外部短路，绕组受潮，会引发瓦斯继电器的运行，造成变压器跳闸。

3.电力变压器高压套管引线设计措施

3.1 改变引线绝缘环境

以往电力变压器的引线结构中，引线的绝缘环，具有三锥结构的二维电场，在一些中型和大型的电力变压器的引腳结构设计中定型，所以通常不会对这个结构做出改动。基于此，基于组合件现有的结构方式的前提下，只能对引脚的放置环境、引线的绝缘环境加以改进。可以设置压钉在支板下方，或者改动筋板结构，转变为管式结构，或者将电力变压器的夹件支板边缘改成圆角，将起着固定作用的角板改成槽状结构，缩短长度，最大化的提高电力变压器引线的绝缘性能。

3.2改变电力变压器的油箱结构

现阶段，我国各大电力企业在设计变压器的油箱结构时，主要采用平顶钟罩式油箱和梯形顶钟罩式油箱两种，因为油箱的结构不同，所以在改造时需要根据实际情况设计升高座与均压球，平顶的油箱中放置均压球，会受到其他部件的挤压，到时候均压球附近电场不均匀，就会发生放电现象[1]。为满足电力变压器的电气需求，可以对油箱的体系进行更改，均衡所受压力，拉长绝缘距离。

3.3穿缆载流式结构

在电力变压器设计的过程中，铜套套管的下方用来连接接线头和电缆，引出线与接头在铜套管的上端相连接，下端则负责连接均压球。根据铜套套管的结构特点，可以这样进行穿缆载流式的结构：控制均压球与法兰开孔之间的距离，大约为1.5mm，然后在开口处预留一个半径为10mm的圆角，将引线从中穿过，保持绝缘厚度25mm、长度105mm以上。为避免电缆穿入铜管后产生发热，穿管之前，可以用皱纹纸包裹处理一下，有效消除引线绝缘环附近的三维电场。

4.电力变压器套管常见故障的对策

4.1监控电力变压器的运行

为了防止由于出现短路而引起的变压器输电异常，在变压器实际运行过程中，技术人员需要对电力变压器的运行进行全程监控，以提升电力变压器的工作效率。首先，调整电力变压器的油箱内部故障以及油面下降情况，其次，开启电流速断保护，避免电流信号和变压器发生跳闸现象。最后，加强因为外部短路而引起的电流短路，预防电流跳闸。保护电力系统元件，控制电力系统元件的继电装置，一旦发生异常情况立即进行处理，避免扩大损失[2]。快速隔离故障元件，降低对电力系统的继续损坏，满足电力系统运行的需求。

4.2检验电力变压器继电运行

电力系统运行过程中，短路、设备外壳产生火花、电力变压器发热等情况时有发生，对此要及时处理，防止断路器故障。为了避免发生继电失误的情况，在检验继电保护装置的时候，要对回路的升压情况进行细致检验，并且整个检验过程都不可以拔除插件。定期对电力变压器装置进行检测、维修、养护，保证变压器的安全运行，不发生装置故障。电力变压器运行发热，电力变压器的温控器控制线与电力变压器本体 距离太近，受热后会破坏控制线绝缘层，造成电力变压器损伤。电力变压器返厂维修，重新设置温控器控制线的走线。

4.3提高电力变压器的抗干扰能力

电力变压器只有具备良好的抗干扰能力，能够抵挡的住传输电力时设备所引起的电磁干扰，继电保护才会有效运行。可以在干扰源处降低干扰，减小设备接地阻抗，在流入高频电流的时候，控制电位，调整输电线路。并构建低阻抗接地网，缩小电位差，防止出现二次回路干扰。或者，在二次回路上降低干扰，重视二次回路抗干扰能力的提升，实际运行过程中尽量使用带有屏蔽保护层的电缆。除此之外，还可以通过两端接地的方式，减小感应电压，屏蔽感应电流，合理运用二次抗电磁干扰措施，保证变电站的正常运行[3]。

5.结论

综上所述，电力变压器套管引线的设计非常重要。为了保证输电的稳定安全运行，为人们提供更充足的电力，电力企业的技术人员需要改造导线结构，提高绝缘性能，减少电力变压器的体积，方便使用和维护，避免一切安全隐患。

参考文献：

[1]赵磊. 超高压电力变压器高压出线绝缘结构分析与优化[D].沈阳工业大学，2015.

[2]常军. 电力变压器主绝缘电场仿真软件的二次开发及应用[D].河北工业大学，2016.

[3]肖朋. 超高压电力变压器高压引线及套管电场分析[D].沈阳工业大学，2010.