电力变压器引线结构改进设计

黄丽霞

摘要：随着我国对电力的需求越来越高，电压器在电力传输过程中起到非常重要的作用，是电力系统中必不可少的设备。变压器的使用在电能的经济传输和灵活分配上起到重要的作用，在使用方面具有重要的意义。本文结合变压器引线的结构现状，对变压器的高压引线和低压引线进行研究分析，针对设计中的细节和要点进行阐述。

关键词：变压器;引线设计;高压引线;低压引线

引言

在变压器的结构设计中，引线一般布置在夹件加强筋、压钉、上下支板等环境中，制约了变压器的绝缘性能，造成一定的经济损失。在变压器的运行过程中，由于变压器引线被击穿，非常容易启发事故。所以，改进变压器引线结构，提高变压器的稳定性，对提升电力变压器的安全稳定性能具有重要意义。

1变压器引线的作用分析

（1）对引线的电气性能要求，目前变压器的机身设计越来越小，在满足变压器功能的前提下，应该保证引线足够的电气强度。

（2）对引线的机械强度要求，变压器制作完成之后，需要运输到各变电站，在运输途中由于道路的颠簸，以及在变压器的运行过程中产生的振动和短路的动力冲击，要求变压器的引线具有足够的机械强度。

（3）对引线的温度要求，在变压器长期运行使用过程中，会产生大量的热量，以及变压器的内部短路等故障，会造成变压器引线部位的温度迅速上升，要求变压器引线能够在高温状态下保证电力传输性能。

变压器的引线结构是变压器设计工作中的重要组成部分，在布置引线的位置都需要支持结构，所以这部分就成为了引线结构的绝缘弱点。变压器的引线绝缘距离间隙主要包括以下几种形式：第一是引线与接地部分之间;第二部分是低压线圈到高压线圈之间;第三是分接开关与高压线圈之间。第四是套管下部的带电部分和油箱、铁心之间，以及引线沿着支架沿面的放电距离。在引线的结构设计中需要考虑多方面的因素。

2传统变压器的引线结构

传统的变压器结构设计，是将均压球放置在升高座中，一般升高座的直径为0.7米，保证均压球附近的环境良好，场强稳定。这种结构具有设计缺陷，因为升高座的高度一般为1.5米，为了能够有效布置联气管，需要提高储油柜的高度和支撑强度。采用这种方式设计的变压器结构整体不紧凑，变压器的外形尺寸大，占用空间大，而且还会浪费制造材料。

另外，在电压器的高电压一侧需要布置三个电流互感器，为了方便电流互感器的的安装调试，在选择升高座时需要谨慎。为了提高安装效率，可以适当的添加法兰，能够将均压球与中部法兰地电位之间的绝缘距离拉大，需要将升高座提高，导致变压器的整体高度增加。

对电力变压器引线的结构进行改进之后，引线的结构得到了一定的简化，将均压球的高度降低到变压器的油箱中，升高座的高度也随着下降了0.9m，在设置法兰结构的同时，升高座成为了主体部分。对变压器引线结构改进之后，变压器的整体结构更加的紧密。但是在使用的过程中还存在一些问题，在安装的过程中，均压球与夹件和上梁之间的距离过近，只能通过加大油箱尺寸来保证各个绝缘点之间的安全距离。

3电力变压器综合自动引线转接技术改进

在传统的变压器引线环境中，引线的绝缘环具有三维结构的二维电场存在，由于在中型以及大型的变压器的引线结构设计已经基本定型，按照当前的电力系统发展趋势不会对其结构做出较大的变动，所以只能对引线的布置环境以及引线的绝缘环境进行改进和加强，这种改进要基于组合件现有的结构方式开展研究和攻关。

以传统的变压器结构现状为基础，我们提出了以下三种假设：第一，可以在支板的下方设置压钉;第二，可以对筋板式结构进行改进，使之能够成为管式结构;第三是将变压器夹件支板的边缘改进成为圆角;第四是将固定作用的角板改进成为槽状结构，将其长度缩短，使用单个螺栓进行机械固定。改进的这种结构能够缩短变压器的外形尺寸，并且可以在很大程度上提高变压器引线的绝缘性能和绝缘强度。

3.1变压器油箱结构设计

我国目前的变压器油箱设计的结构主要为梯形顶钟罩式和平顶钟罩式，在变压器内部，设计了电流互感装置，因此都相应设计了升高座。由于油箱的结构不同，所以需要根据实际情况，在不同的位置设置均压球，与油箱的经济效应相比，为了找到最优的结构设计方案。在对比的过程中，可以忽略变压器机身和套管排油的影响。在平顶的油箱中放置均压球，会受到其他部件的挤压等影响，由于均压球附近的电场不均匀，会产生放电现象。为了满足变压器的电气需求，可以对油箱的体系进行更改，使受到的压力均衡，拉长夹紧件之间的绝缘距离。

3.2穿缆载流式结构

在设计变压器时，电缆需要穿过铜管套管进行使用，将上端的引出线与与接头连接，将引线的下端与均压球铜管的另外一端连接。在安装的过程中要将接线头和电缆一起从铜管的下方穿入，再从上方拉出，使用销钉固定。根据套管的结构特点，使用以下的设计方案：首先保持均压球和法兰开孔之间的距离保持在0.3m，在法兰的開口处倒半径为10的圆角，以便于引线的穿入。保持均压球和穿缆引线紧密配合，保持绝缘厚度为25mm，长度在105mm以上。

为了避免将电缆穿入铜管之后产生发热现象，在穿管之前，可以事先使用皱纹纸进行包裹处理。改进之后，主要由支板承担压力，这样可以有效消除引线绝缘环附近的三维电场。使用这种改进之后的结构，能够对绝缘部件的处理更加合理，在同等的绝缘条件下，可以将引线的位置下移，以达到降低油箱高度的目的。

3.3引线的连接方式

通过对变压器引线结构的设计进行改进，提出使用YN接法来实现引线的连接，将变压器三相高压绕组与高压套筒互相连接，将高压绕组的末端和调压绕组的出头，与调压开关进行连接。在B相油箱中布置载调压开关，将A相和C相高压绕组的末端的引线与B相的调压开关进行连接。这样就可以满足分相运输的要求。在油箱中的10根引线全部设计为可拆式引线，以便于在使用过程中的拆卸和组装。在整个结构中，较小的绝缘纸管起到支撑架的作用，在防止下垂的同时，还能起到很好的绝缘作用。使用这种改进之后的引线连接方式，使操作更加便捷、结构美观，能够满足引线的绝缘性要求。

4结束语

在变压器的设计过程中，引线的设计显得尤为重要。本文通过对变压器的引线结构进行分析，在传统的结构上提出对引线结构的改进措施，改进之后，变压器的体积会显著减小，使用和维护更加方便，同时能提高绝缘效果，有效的保证了电力传输的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]沈阳变压器研究所.变压器线圈制造.机械工业出版社，2019

[2]《变压器手册》编写组.电力变压器手册.辽宁科学技术出版社，2018

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