三相自耦變壓器引線設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

(特變電工沈陽變壓器有限公司 遼寧 沈陽 110144)

一、引線的簡介及原理圖

兩個(gè)繞組具有公共部分的變壓器稱為自耦變壓器。在變壓器繞組外部連接繞組各引出端的導(dǎo)線稱為引線，它將外部電源電能輸入變壓器，又將傳輸電能輸出變壓器。常見的三相變壓器連接組別通常有以下兩種形式:YNd1,YNd11,自耦變壓器連接組別通常有以下兩種形式；YNa0d1,YNa0d11。對(duì)于自耦變壓器來說，調(diào)壓形式也分許多種：高壓末端調(diào)壓(恒磁通調(diào)壓)，常見于出口產(chǎn)品，中壓首端調(diào)壓(恒磁通調(diào)壓)，國內(nèi)外通用，中性點(diǎn)調(diào)壓(變磁通調(diào)壓)。其中變磁通調(diào)壓的特點(diǎn)是可降低開關(guān)絕緣水平，當(dāng)用戶有需求時(shí)可采用此種方式，或者是線端調(diào)壓電壓高時(shí)，為了能選擇到合適的開關(guān)，就需要考慮此種調(diào)壓方式。

引線材料一般采用圓導(dǎo)線，母線及電纜線。引線可以是裸的，也可以是裸導(dǎo)線包扎絕緣或外套絕緣管。引線通常是采用木或紙板的支架固定于鐵心的夾件上。要求引線材料具有足夠的電氣和機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等。

自耦有載高壓末端正反調(diào)接線原理圖

圖1 (以調(diào)壓范圍±8×1.25%為例)

二、引線夾持的注意事項(xiàng)及要點(diǎn)

電壓等級(jí)<110kV引線選用層壓木件夾持，電壓等級(jí)≥110kV時(shí)用紙板件夾持，引線的夾持間距約500mm，引線截面較小的應(yīng)適當(dāng)縮小夾持間距；豎直放置的多根銅棒、銅管，在線圈高度的1/4及3/4處夾持兩道；豎直放置的多根電纜夾持間距可加大，對(duì)于高壓中部出線變壓器，應(yīng)盡量避免在線圈高度的1/2處布置夾持。針對(duì)套管拆除后留下的引線接頭，必要時(shí)給出臨時(shí)固定支架，但必須注意的是到現(xiàn)場(chǎng)一定要拆掉臨時(shí)支架。對(duì)于采用出線裝置或電纜盒的出線方式，要在出線盒或電纜盒中將引線可靠固定，保證運(yùn)輸中沒有損壞。

單相容量大于120000kVA、三相容量大于360000kVA發(fā)電機(jī)變壓器低壓引線連接用金屬緊固件，固定低壓引線夾持件金屬緊固件均采用不銹鋼材料。引線電流大于10000A時(shí)，引線連接用金屬緊固件，固定引線夾持件金屬緊固件均采用不銹鋼材料，其它情況金屬緊固件均采用普通鋼材料，做發(fā)藍(lán)處理。

三、針對(duì)三相自耦變壓器引線設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)及常見問題

引線需將繞組引至套管，這就涉及到套管的選用，常見的套管尾部接線方式有穿纜式及導(dǎo)桿式，根據(jù)電流大小不同，選擇的套管也不同，電流較大時(shí)選擇導(dǎo)桿式，導(dǎo)桿式套管尾部端子板孔的多少也不盡相同，有單孔；雙孔以及四孔端子板。一般情況不建議使用單孔的套管，因?yàn)橐粋€(gè)孔把裝螺栓容易把裝不緊，則會(huì)造成引線在套管尾部轉(zhuǎn)動(dòng)，影響性能。當(dāng)電流小于2000A時(shí)，往往采用雙孔端子板的導(dǎo)桿式套管，電流大于2000A時(shí)則選用四孔接線板的套管。

往往出口產(chǎn)品三相自耦變壓器調(diào)壓分接較多，引線連接特別困難，從線圈引出的銅導(dǎo)線需要通過套筒壓接引線電纜，實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)調(diào)壓線數(shù)量較多時(shí)，車間師傅生產(chǎn)過程也很艱辛，而且針對(duì)多根并繞的自粘性換位導(dǎo)線來說，需要提前規(guī)定好導(dǎo)線的壓接位置，即哪根導(dǎo)線壓接哪個(gè)套筒，如果不人為規(guī)定好，生產(chǎn)過程中很容易出錯(cuò)，操作者會(huì)根據(jù)操作習(xí)慣或者操作的難以性自行壓接，這就容易造成引線的電阻不平衡等問題。這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中充分考慮調(diào)壓引線間的各種絕緣距離。比如異相調(diào)壓引線之間的純油距、引線與引線沿紙板的爬電距離、引線對(duì)高電壓等級(jí)線圈的純油距、調(diào)壓引線之間的級(jí)差、引線對(duì)鐵心的距離等等。當(dāng)距離不滿足要求時(shí)，可以將引線局部加包紙板和瓦楞紙，從而增大油距。并且高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域盡量不要有夾持。這些問題都是設(shè)計(jì)人員要思考的重點(diǎn)，還有考慮車間操作人員接線的難易程度等。例如，之前某臺(tái)產(chǎn)品就存在引線螺桿在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)放電現(xiàn)象。原因就是引線在夾持過程中螺桿垂直于線圈方向并且正對(duì)著線圈輻向最大處，造成產(chǎn)品擊穿放電。避免這種問題的方法有兩點(diǎn)：一是將引線夾持位置移到距線圈中心較遠(yuǎn)處，留有安全距離；二是將螺桿連接方式調(diào)換，不用垂直于線圈方向，而是平行于引線方向。

四、引線結(jié)構(gòu)改進(jìn)

隨著變壓器的發(fā)展，引線結(jié)構(gòu)也在逐漸改進(jìn)。引線的連接種類包括電纜、銅排、銅棒等。根據(jù)電流選擇合適的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。之前引線夾持常用的結(jié)構(gòu)是U型夾持，把引線固定在立木上，但是這種夾持形式有個(gè)弊端，那就是夾持不緊，引線如果夾持不緊在油箱里亂晃，一旦碰到其他部件容易發(fā)生放電等風(fēng)險(xiǎn)。后來經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證改良，推出了新結(jié)構(gòu)，扣板和墊塊的結(jié)構(gòu)。這種夾持方式比較靈活，夾持不緊可以加墊片調(diào)節(jié)，這就緩解了引線U型夾持制造困難容易出錯(cuò)的問題。新結(jié)構(gòu)操作簡單，生產(chǎn)容易，深受設(shè)計(jì)人員及車間操作者的喜歡。

五、總結(jié)

鑒于引線在變壓器結(jié)構(gòu)中的重要作用，身為設(shè)計(jì)人員我們不僅要了解引線的接線方式，更要了解引線的接線原理，從根本上理解針對(duì)各種結(jié)構(gòu)引線的設(shè)計(jì)思路及特點(diǎn)。要有敏銳的洞察力，在設(shè)計(jì)過程中針對(duì)可能發(fā)生的問題提前做好預(yù)防措施，多跟有經(jīng)驗(yàn)的前輩學(xué)習(xí)，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，能夠有效的避免更多錯(cuò)誤。