對單相自耦500kV變壓器研制的分析

摘 要：單項自耦500KV變壓器普遍存在著一些問題，在對它的研制過程中一定要注意這些方面，而這些問題同時也是研制過程中的重點與難點問題。對這些問題的應對與解決將為單項自耦500KV變壓器使用與壽命帶來很大好處。

關鍵詞：自耦變壓器；短路；絕緣

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

單項自耦500KV變壓器是現下一款應用廣泛的變電設備，但是在使用過程中這些設備難免會出現一些這樣或那樣的問題。這些問題一般是人為操作、外部環境或是設備本身等原因出現了問題，這其中有一部分問題就是在研發過程中留下的安全隱患，比如絕緣設計不達標、局部放電量過高、動穩定性差、噪音過大等等。針對這些問題，在研發中解決、避免、減小這些問題的影響，對單項自耦500KV變壓器有著重要意義。

一、單項自耦500KV變壓器研制的重點

一般單相自耦500KV變壓器會出現一些常見的問題，這些問題也是單項自耦500KV變壓器研制中的重點與難點。

（1）變壓器的絕緣性問題。絕緣問題是最常見的問題之一，絕緣設計建造不到位產生的漏電會對電機造成毀壞，經濟損失嚴重。在設計中要選用可靠的絕緣結構，可靠的絕緣材料。500KV變壓其的絕緣難點是高壓線圈，高壓對地，對相鄰線圈。（2）變壓器的動穩定性能。變壓器外部短路造成的變壓器損壞，在變壓器事故率中占有很高的比率，其中最主要的原因就是繞組的動穩定性能不夠。當變壓器外部發生短路時，強大的短路電動力引起變壓器繞組的失穩變形，最終導致繞組絕緣的放電擊穿和短路。因此，提高變壓器的動穩定性能是變壓器安全可靠運行的關鍵。（3）對過負荷和溫升的控制。變壓器的過負荷通常變現為繞組的溫升發熱，過流保護的動作特性與變壓器本身的過負荷能力不能較好配合，原因是變壓器的過負荷與環境溫度、過負荷前所帶負荷、冷卻介質溫度、變壓器負荷曲線及變壓器設備狀況等因素有關。（4）對噪聲的控制。噪聲問題一直是變壓器設計制造者關注的問題，對于噪聲的控制是現在社會的內在需求，現代意義下，噪音也是對環境的一種污染。我國500KV變壓器的產品噪聲性能指標一直不夠先進，與一些先進的設備制造商有一定的差距。這些都使得噪音問題成為了單項自耦500KV變壓器研制的重點。噪聲主要是來自于鐵心的振動，所以如何防止或者減少鐵心的振動就是需要重點考慮的問題了。（5）對局部放電的控制。變壓器的局部放電是不可避免的，但是對于這種電流的控制也是必要的，變壓器局部放電的危害在于其會對電機造成本身造成危害，輕則損壞局部線路，重則燒壞整個設備，從而帶來很大損失。

二、單相自耦500kV變壓器研制關鍵技術分析

單相自耦500kV變壓器研制關鍵技術有絕緣設計、動穩定性能、過負荷與升溫、低噪聲、局部放電等，這些關鍵技術的解決能夠使自耦變壓器的事故率更低、使用壽命更長，也是單相自耦500kV變壓器能夠更長久的被人們所使用的關鍵。

（1）絕緣設計。絕緣設計是變壓器設計的關鍵，要同時考慮絕緣結構的安全性和經濟性。在設計時首先要對各種試驗電壓作用下，繞組對地、繞組間以及繞組的線餅間、線匝間的電位分布和電場強度，以此來確定變壓器主、縱絕緣的參數和絕緣結構，需要注意的是，在設計中一定要確保足夠的安全裕度。在絕緣材料選擇時也要有一定的標準。絕緣材料應具有很高的介電強度；其介電系數應盡可能與變壓器油的介電系數接近；應具有較低的介質損耗因數；應不含導電粒子。現在在選擇絕緣材料時大都采用純木漿纖維為原料而制作的各種紙制品，特殊情況下還采用耐熱等級更高的絕緣材料。（2）動穩定性能。動穩定性能主要由兩方面因素決定，一方面是由于其正常工作電流、短路阻抗、安匝排列等因素相關的點動力的量值決定的；另一方面是由與繞組支撐結構、導線力學特性、截面尺寸等因素相關的許用機械強度決定的，只有個通過有效的計算方法對短路的點動力大小進行有效控制，同時保證繞組具有較好的許用機械強度，才能確保變壓器產品具有較好的短路性能。具體而言，可以對變壓器繞組抗短路能力進行計算，確保足夠的安全裕度；可以針對提高中、低壓繞組的輻向穩定性采取必要措施；可以通過工藝保障措施以提高繞組的軸向穩定性等等。（3）過負荷和溫升。對付過負荷及其產生的溫升，首先應設法降低變壓器油的平均溫升。降低變壓器油的方法有很多，可以增加散熱器的面積；加大風扇的轉速與功率；設計合理的導油管結構，減小油阻等等。（4）低噪聲。低噪聲變壓器是現代社會對環境保護的需求，同時也是衡量制造廠設計能力和生產水平的重要指標之一。噪聲主要來自于鐵心的振動，在設計中采取下列方法并通過工藝保障措施減小鐵心的振動。降低鐵心振動的方式有選取適合的鐵心心片，保證其電磁屬性、質量、密度等；采取先進工藝保障鐵心制作，在鐵心的制作中應盡量避免附加機械應力的產生；采取措施各段鐵心振動的向外傳播；在鐵心與其他設備接觸部分放置減震彈性焦點，減震橡膠環等等；另外，良好的焊接工藝對變壓器抗震能力的提高也有很大幫助。（5）局部放電。對于局部放電的處理要從設計、材料、制造三個方面進行研制。首先要對器身、繞組、引線的絕緣結構在局部放電電壓作用下的場強進行計算，嚴格控制帶電體絕緣在油中的表面場強，使其滿足設計的場強許用值。其次，在材料選擇方面嚴格把關。材料選擇高標準的絕緣紙板，并對其進行電氣性能、灰分含量、金屬顆粒度等方面的檢測，確保符合標準。變壓器油應采用超高壓絕緣油。另外對于其他諸如引線、套管、開關等其他重要部件也要嚴格檢查，以保證絕緣要求。最后，在制造方面要進行嚴格的管理和使用先進的施工工藝。

三、結束語

變壓器的性能指標有：短路阻抗、額定容量、局部放電、噪聲、空載損耗、高壓、中壓，這些指標不但是產品的說明，更是對變壓器的評定標準。有一些變壓器事故就是因為標準不夠或不達標造成的。所以一定要對研制過程的標準嚴格把控。單項自耦500KV變壓器的應用還會持續一定的時間，所以對于它的研制工作是有必要、有意義的，對于以前這款設備問題的克服與解決會大大促進這款設備的使用，在對它的研發中，要應用先進的設計理念，借助專業的工具與設備，對每一環操作嚴格要求，及時發現問題，解決問題。為了產品性能的提高，運行的可靠，每個部門要通力合作，出色完成單項自耦500KV變壓器的研制任務。

參考文獻：

[1]康鑫，王亞娟，吳軍.500kV變壓器保護配置與維護探討[J].陜西電力，2014（01）.