淺談電氣系統(tǒng)中干式移相整流變壓器阻抗的設計

展銀珠

【摘 ?要】隨著計算機技術、計算方法、試驗研究技術的迅速發(fā)展和工業(yè)需求的日益増加，在干式變壓器新產品的開發(fā)過程中，往往需與試驗值進行多次對比來調整經驗公式，增加了變壓器的研發(fā)周期和成本。可見，對于移相整流變壓器阻抗的精確仿真計算及設計具有重要的實際應用意義。

【關鍵詞】干式移相整流變壓器;阻抗設計;電磁計算;有限元

長期以來，在我國的變壓器制造行業(yè)中，在電磁計算和結構設計中由于缺乏先進的手段，短路阻抗的計算多采用傳統(tǒng)的經驗公式。對移相整流變壓器來講，其繞組結構復雜，利用傳統(tǒng)經驗公式計算誤差較大，已不能滿足設計的性能要求。此外，在移相整流變的結構類型上，各生產廠家多采用經過多年檢驗過的結構類型，在變壓器結構改進方面十分謹慎，移相整流變壓器的結構型式多年不變。對于澆注包裝成型的干式變壓器，由于其造價較高，一旦不符合設計要求，其制造工藝的變更整改非常麻煩，甚至可能會報廢處理，這樣就導致變壓器的制造周期和制造成本增加，妨礙了企業(yè)的正常生產和可持續(xù)發(fā)展。

一、變壓器設計的一般程序

不管是干變還是油變，普通變壓器或是特種變壓器，其大致的設計程序都可用圖1表示。首先是根據設計參數(shù)確定其各電磁性能指標，包括阻抗電壓，負載損耗，空載電流，空載損耗等。接著在電磁性能參數(shù)的基礎上，進行結構和變壓器各種附件的設計。

在實際設計過程中，除滿足電磁設計的有關內容外，往往還需要符合國家的經濟、技術政策及制造和使用部門的要求，在既滿足變壓器的經濟運行又能降低制造成本的情況下找到一個合理的設計方案。由于篇幅有限，主要介紹了變壓器設計的鐵芯、繞組和阻抗設計環(huán)節(jié)。

二、鐵芯計算

據經驗，只有當變壓器的容量小于1000kVA時，才需要考慮電阻分量的影響。所以對于大多數(shù)大中型變壓器，均可近似取UKX（%）=UK（%）。下文關于短路阻抗的計算均不考慮電阻分量的大小。電抗分量UKX（%）的大小與由變壓器漏磁場的分布所決定。

五、移相整流變壓器全穿越阻抗的計算

全穿越短路阻抗為高壓網側繞組給電，閥側所有繞組短路時所測得的阻抗電壓，用UQKX=UHV-LV表示。

HV-LV表高壓側給電，低壓側短路。

由于高低壓繞組結構比較復雜，傳統(tǒng)漏阻抗計算中，必須對高低壓線圈進行等效處理，由于全穿越阻抗主要為軸向的漏磁阻抗，不考慮其福向漏磁的影響，故可按同干式變皮器結構進行等效處理。由阻抗電壓的工程升算公式可以看出，當頻率、面電壓、面數(shù)和電流初步確定后，影響阻抗電壓大小的因子主要為等值漏磁面積、電抗高度、洛氏系數(shù)及附加阻抗系數(shù)。

六、移相整流變壓器半穿越阻抗的計算

半穿越短路阻抗的閥側其中一個繞組對網側高壓繞組的阻抗，即高壓繞組短路，一個低壓繞組加電源，其余低壓繞組均開路時的等值阻抗。半穿越阻抗電壓：

UBKX=ULV1-HVLV1-HV表低壓繞組1加電，高壓短路所得的半穿越阻抗。

半穿越阻抗是用戶比較關屯、的一個參數(shù)，一般要求半穿越阻抗盡量相等，最大偏差不大于10%。而對于低壓閥側繞組來說，其所處的軸向位置不同，這給傳統(tǒng)的阻抗計算帶來很大的難度。

七、總結

由上可知，由于高低壓繞組結構復雜，為了簡化計算，對各種阻抗的計算都進行了簡化處理。對于非常規(guī)變壓器，根據設計經驗，很難準確確定其取值，這必然會導致工程計算值和實驗值的偏差。干式變壓器在目前電氣系統(tǒng)中應用極為廣泛，在系統(tǒng)設計時做好相關計算和設計是保障電氣系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的重要步驟，不容忽視。

參考文獻：

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（作者單位：順特電氣設備有限公司）