關(guān)于變壓器設(shè)計(jì)技術(shù)問題的探討

陳海東

摘 要：組合式變壓器主要是由變壓器、高壓室和低壓室三個(gè)方面構(gòu)成的，多以“品”字形態(tài)組成。文章主要分析了組合變壓器的構(gòu)造以及這種形式的變壓器高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，并闡述了在設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)掌握的幾點(diǎn)技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：組合變壓囂；高壓系統(tǒng)；低壓系統(tǒng)

變壓器一般安置在后面部位，所以被叫做后倉；高低壓室一般安置在前面部位，所以被叫做前倉，而也正是這三個(gè)是聯(lián)合在一起的，所以被叫做組合變壓器。這種形式的變壓器其好處是結(jié)構(gòu)構(gòu)造緊湊、體積小、安置容易、運(yùn)用簡單、整體絕緣且密封、還可以深入到電力系統(tǒng)中負(fù)荷相對(duì)集中的地區(qū)等較多的使用好處，所以這種組合形式的變壓器所涉及的范圍也是相當(dāng)廣泛的，通常出現(xiàn)在居民住宅區(qū)、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心和高層建筑等各種地方，以下是對(duì)組合變壓器的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行說明，其中也對(duì)變壓器、高低壓系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)做出了具體分析。

1 變壓器的設(shè)計(jì)

變壓器的設(shè)計(jì)跟普通油浸式變壓器的設(shè)計(jì)方法幾乎是完全相同的。鐵心的材料可以選用含碳低的硅鐵軟磁合金進(jìn)行制作，這種材質(zhì)稱之為硅鋼片，或者是采用非晶合金進(jìn)行制作；鐵心的構(gòu)造可以選用疊片的方式，也可以選用卷鐵心結(jié)構(gòu)；繞組材料選用銅導(dǎo)線或者是箔式的方法來進(jìn)行。在對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中需要特別注意的是組合變壓器的連接組別，這種變壓器有三相繞組有星形連接、三角形連接以及曲折形連接三種連接方法。

2 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 高壓系統(tǒng)進(jìn)出線方式的設(shè)計(jì)

高壓系統(tǒng)的接線手法有三種：第一，環(huán)網(wǎng)型。這種接線手法是以一根電線從電源處進(jìn)線，一根從變壓器的低壓側(cè)出線，最后一根是連接別的機(jī)器設(shè)備或是變壓器，從而為其他機(jī)器設(shè)備或是變壓器供應(yīng)電源；第二，終端型。這種接線手法是兩根電線一根從電源處進(jìn)線，另外一根從變壓器的低壓側(cè)出線；第三，終端雙回路型。這種接線手法是一根線從電源處進(jìn)線，一根從變壓器的低壓側(cè)出線，最后一根為備用電源，用意是為了一旦主進(jìn)電源出線故障的時(shí)候，可以及時(shí)的用備用電源提供電力。

2.2 高壓系統(tǒng)負(fù)荷開關(guān)的選擇

組合變壓器的負(fù)荷開關(guān)分別為四位置開關(guān)和二位置開關(guān)。四位置開關(guān)有“T”型、“V”型和“I”型。“T”型和“V”型開關(guān)都是能夠適用于環(huán)網(wǎng)型組合變壓器，“T”型和“V”型開關(guān)分為600A和200A兩種形式，負(fù)荷開關(guān)的電流值是從系統(tǒng)流通的電流值上得出的，也可以說是從環(huán)網(wǎng)總回路的電流值上得出的。電流值的結(jié)果不應(yīng)該從變壓器的大小上來決定。負(fù)荷開關(guān)的短路電流是從組合變壓器安放地點(diǎn)的短路容量來判斷的。短路容量是一個(gè)單純定義的計(jì)算量，并不是測量量。200A負(fù)荷開關(guān)具有著200A系統(tǒng)套管和肘型電纜插頭，肘型電纜插頭及電纜頭的大小需要從用戶所埋設(shè)的電纜直徑來判斷，例如：120ram2電纜所需要用到的電纜頭型號(hào)是A09，200A系統(tǒng)需要配置的電纜直徑為35-150ram2之間。銅電纜需要使用銅壓接頭，鋁電纜需要使用銅鋁壓接頭。600A負(fù)荷開關(guān)配備600A系統(tǒng)套管和T型接頭，600A系統(tǒng)所配備的電纜直徑為180-350ram2之間。“I”型負(fù)荷開關(guān)適合用于終端雙回路型組合變壓器。

2.3 高壓系統(tǒng)熔絲的設(shè)計(jì)

組合變壓器的防護(hù)措施是運(yùn)用插入式熔絲（BAY-O-NET）和后備熔絲（ELsP）串聯(lián)到一塊來進(jìn)行的。插入式熔絲很容易在超負(fù)荷、突發(fā)故障和油箱溫度太高時(shí)產(chǎn)生熔斷。因?yàn)檫@種狀況經(jīng)常出現(xiàn)，于是把熔絲設(shè)計(jì)成以插入的形式來進(jìn)行使用，如此一來就可以在外面進(jìn)行替換，減少了很多不必要的麻煩，操作既方便有簡單。而后備熔絲大多都是在電流過高，變壓器短路的時(shí)候才會(huì)產(chǎn)生熔斷，因?yàn)檫@種狀況不會(huì)時(shí)常出現(xiàn)，因此，一般都是將熔絲安放在變壓器的郵箱里面。插入式和后備熔絲在選用過程中，要結(jié)合兩種方法的保護(hù)特性，應(yīng)用時(shí)需針對(duì)種類各異的容量組合變壓器里面的插入式熔絲和后備熔絲的共同協(xié)作來進(jìn)行。

2.4 高壓系統(tǒng)負(fù)荷開關(guān)的隔離設(shè)計(jì)

想要更好的降低在實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷開關(guān)在切斷額定負(fù)荷電流時(shí)對(duì)變壓器中的油帶來的一定的揮發(fā)程度，那么可以把負(fù)荷開關(guān)單獨(dú)放在一個(gè)小室中，然后往小室中放入高燃點(diǎn)油，也就是不容易燃燒的油料，再在變壓器油箱里放入正常的25#油料，如此就能夠改善運(yùn)行時(shí)負(fù)荷開關(guān)對(duì)變壓器中的油造成的老化現(xiàn)象，還改善了變壓器油箱內(nèi)部的油料帶來的較高溫度，起到了散發(fā)熱量的作用，而這主要是因?yàn)殡y燃油的粘度性較高。負(fù)荷開關(guān)中的隔離方法是把負(fù)荷開關(guān)安置于變壓器油箱的左邊，并且在負(fù)荷開關(guān)和變壓器油箱之間用專門的套管實(shí)行加密，用封條把負(fù)荷開關(guān)很好的隔離起來。在安放負(fù)荷開關(guān)的小室里，把油位表、壓力表、注油塞、溫度計(jì)等也裝入其中，并且仔細(xì)的對(duì)負(fù)荷開關(guān)實(shí)行壓氣試漏，必須使兩者之間不能出現(xiàn)滲漏的情況，充分發(fā)揮難燃油和普通變壓器油的能效。

3 低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常規(guī)定出了所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模以及未來的發(fā)展規(guī)劃，要做到以目前所需的作為主要設(shè)計(jì)目的，但是也要考慮到未來發(fā)展問題。設(shè)計(jì)原理要合乎國家規(guī)定具有高效率、低耗能、產(chǎn)品性能優(yōu)異。低壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案要滿足用戶的使用需求，用戶的需求也都是不一樣的，比如：主進(jìn)開關(guān)類型和電流值，出線開關(guān)的路數(shù)，電流值和類型等。以下是對(duì)比較普遍的變壓器低壓配置選取進(jìn)行了簡單的講解。

3.1 主進(jìn)開關(guān)的選取

因?yàn)榈蛪哼M(jìn)線的開關(guān)跟別的回路開關(guān)都緊挨變壓器，所以對(duì)其的要求也相對(duì)較高。在防護(hù)過程中出現(xiàn)短路時(shí)，需對(duì)預(yù)期短路電壓、主進(jìn)線開關(guān)和配電回路開關(guān)進(jìn)行分?jǐn)唷Ｖ鬟M(jìn)開關(guān)大都采取的是智能型萬能式的斷路器，它能夠體現(xiàn)出對(duì)過載、欠壓、短路、接地等諸多智能防護(hù)功能，做到選擇性防護(hù)，而且工作準(zhǔn)確，可以避免突然斷電，從而提高供電的穩(wěn)定和安全性能，所以運(yùn)用非常廣泛。斷路器額定電流值是按照低壓側(cè)的電流進(jìn)行選擇的。選取時(shí)盡量不要跟變壓器低壓側(cè)的額定電流相差太多，過多的話會(huì)大大降低斷路器的防護(hù)功能。

3.2 分路開關(guān)的選取

分路開關(guān)大都是選塑殼斷路器，分路開關(guān)電流值和路數(shù)的選取要符合用戶的使用條件來進(jìn)行設(shè)計(jì)安置，通常分路出線為4-6路，電流為200～400A。分路開關(guān)由于負(fù)載不同，所以分為很多類型，有配電保護(hù)型、電動(dòng)機(jī)保護(hù)型和家用及類似分析保護(hù)型，因此選擇時(shí)要多加注意。

3.3 低壓系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)

因?yàn)楦行噪娖髟O(shè)備的不斷增多，導(dǎo)致功率因數(shù)降低，降低了變壓器的工作效率，所以非常有必要對(duì)組合變壓器進(jìn)行無功補(bǔ)償，提升功率因數(shù)，提升變壓器的工作效率。組合變壓器無功補(bǔ)償?shù)氖址ň褪羌芯偷匮a(bǔ)償。補(bǔ)嘗的容量是變壓器容量的10%-30%左右，對(duì)于不足15kvar的補(bǔ)償采取一次性全容量投切，對(duì)于超出15kvar的補(bǔ)償采取全自動(dòng)分段投切。全自動(dòng)分段投切無功補(bǔ)償按照觸點(diǎn)投切的方法分別是有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)兩種，有觸點(diǎn)是指無功補(bǔ)償通過接觸器來控制電容的投切，電容的投切是按照功率因數(shù)的大小來決定，接觸器的吸合頻率較高。

4 結(jié)束語

在對(duì)組合式變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先需要知道D接線的連接方法。結(jié)合高壓系統(tǒng)供電體系采用高壓進(jìn)出線接線手法（環(huán)網(wǎng)型、終端型和終端回路型）進(jìn)行連接。負(fù)荷開關(guān)電流值的選用一定要對(duì)照環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)電流，不要對(duì)照變壓器的額定電流。插入式熔絲和后備熔絲在選擇時(shí)要結(jié)合自身的特性要求，運(yùn)用時(shí)需確保兩個(gè)熔絲相互配合的程度。設(shè)計(jì)低壓系統(tǒng)時(shí)需要保證主進(jìn)開關(guān)與分路開關(guān)的同時(shí)協(xié)作，如果采用全選擇性保護(hù)時(shí)，主進(jìn)開關(guān)要發(fā)揮其過載長延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬時(shí)三段防護(hù)功能。要不斷提升具有改革創(chuàng)新的精神，經(jīng)過正規(guī)的設(shè)計(jì)理念、高標(biāo)準(zhǔn)的配置要求，使組合式變壓器更好更加方便于人們使用。