電力變壓器引線結構改進設計

黃麗霞

摘要：隨著我國對電力的需求越來越高，電壓器在電力傳輸過程中起到非常重要的作用，是電力系統中必不可少的設備。變壓器的使用在電能的經濟傳輸和靈活分配上起到重要的作用，在使用方面具有重要的意義。本文結合變壓器引線的結構現狀，對變壓器的高壓引線和低壓引線進行研究分析，針對設計中的細節和要點進行闡述。

關鍵詞：變壓器;引線設計;高壓引線;低壓引線

引言

在變壓器的結構設計中，引線一般布置在夾件加強筋、壓釘、上下支板等環境中，制約了變壓器的絕緣性能，造成一定的經濟損失。在變壓器的運行過程中，由于變壓器引線被擊穿，非常容易啟發事故。所以，改進變壓器引線結構，提高變壓器的穩定性，對提升電力變壓器的安全穩定性能具有重要意義。

1變壓器引線的作用分析

（1）對引線的電氣性能要求，目前變壓器的機身設計越來越小，在滿足變壓器功能的前提下，應該保證引線足夠的電氣強度。

（2）對引線的機械強度要求，變壓器制作完成之后，需要運輸到各變電站，在運輸途中由于道路的顛簸，以及在變壓器的運行過程中產生的振動和短路的動力沖擊，要求變壓器的引線具有足夠的機械強度。

（3）對引線的溫度要求，在變壓器長期運行使用過程中，會產生大量的熱量，以及變壓器的內部短路等故障，會造成變壓器引線部位的溫度迅速上升，要求變壓器引線能夠在高溫狀態下保證電力傳輸性能。

變壓器的引線結構是變壓器設計工作中的重要組成部分，在布置引線的位置都需要支持結構，所以這部分就成為了引線結構的絕緣弱點。變壓器的引線絕緣距離間隙主要包括以下幾種形式：第一是引線與接地部分之間;第二部分是低壓線圈到高壓線圈之間;第三是分接開關與高壓線圈之間。第四是套管下部的帶電部分和油箱、鐵心之間，以及引線沿著支架沿面的放電距離。在引線的結構設計中需要考慮多方面的因素。

2傳統變壓器的引線結構

傳統的變壓器結構設計，是將均壓球放置在升高座中，一般升高座的直徑為0.7米，保證均壓球附近的環境良好，場強穩定。這種結構具有設計缺陷，因為升高座的高度一般為1.5米，為了能夠有效布置聯氣管，需要提高儲油柜的高度和支撐強度。采用這種方式設計的變壓器結構整體不緊湊，變壓器的外形尺寸大，占用空間大，而且還會浪費制造材料。

另外，在電壓器的高電壓一側需要布置三個電流互感器，為了方便電流互感器的的安裝調試，在選擇升高座時需要謹慎。為了提高安裝效率，可以適當的添加法蘭，能夠將均壓球與中部法蘭地電位之間的絕緣距離拉大，需要將升高座提高，導致變壓器的整體高度增加。

對電力變壓器引線的結構進行改進之后，引線的結構得到了一定的簡化，將均壓球的高度降低到變壓器的油箱中，升高座的高度也隨著下降了0.9m，在設置法蘭結構的同時，升高座成為了主體部分。對變壓器引線結構改進之后，變壓器的整體結構更加的緊密。但是在使用的過程中還存在一些問題，在安裝的過程中，均壓球與夾件和上梁之間的距離過近，只能通過加大油箱尺寸來保證各個絕緣點之間的安全距離。

3電力變壓器綜合自動引線轉接技術改進

在傳統的變壓器引線環境中，引線的絕緣環具有三維結構的二維電場存在，由于在中型以及大型的變壓器的引線結構設計已經基本定型，按照當前的電力系統發展趨勢不會對其結構做出較大的變動，所以只能對引線的布置環境以及引線的絕緣環境進行改進和加強，這種改進要基于組合件現有的結構方式開展研究和攻關。

以傳統的變壓器結構現狀為基礎，我們提出了以下三種假設：第一，可以在支板的下方設置壓釘;第二，可以對筋板式結構進行改進，使之能夠成為管式結構;第三是將變壓器夾件支板的邊緣改進成為圓角;第四是將固定作用的角板改進成為槽狀結構，將其長度縮短，使用單個螺栓進行機械固定。改進的這種結構能夠縮短變壓器的外形尺寸，并且可以在很大程度上提高變壓器引線的絕緣性能和絕緣強度。

3.1變壓器油箱結構設計

我國目前的變壓器油箱設計的結構主要為梯形頂鐘罩式和平頂鐘罩式，在變壓器內部，設計了電流互感裝置，因此都相應設計了升高座。由于油箱的結構不同，所以需要根據實際情況，在不同的位置設置均壓球，與油箱的經濟效應相比，為了找到最優的結構設計方案。在對比的過程中，可以忽略變壓器機身和套管排油的影響。在平頂的油箱中放置均壓球，會受到其他部件的擠壓等影響，由于均壓球附近的電場不均勻，會產生放電現象。為了滿足變壓器的電氣需求，可以對油箱的體系進行更改，使受到的壓力均衡，拉長夾緊件之間的絕緣距離。

3.2穿纜載流式結構

在設計變壓器時，電纜需要穿過銅管套管進行使用，將上端的引出線與與接頭連接，將引線的下端與均壓球銅管的另外一端連接。在安裝的過程中要將接線頭和電纜一起從銅管的下方穿入，再從上方拉出，使用銷釘固定。根據套管的結構特點，使用以下的設計方案：首先保持均壓球和法蘭開孔之間的距離保持在0.3m，在法蘭的開口處倒半徑為10的圓角，以便于引線的穿入。保持均壓球和穿纜引線緊密配合，保持絕緣厚度為25mm，長度在105mm以上。

為了避免將電纜穿入銅管之后產生發熱現象，在穿管之前，可以事先使用皺紋紙進行包裹處理。改進之后，主要由支板承擔壓力，這樣可以有效消除引線絕緣環附近的三維電場。使用這種改進之后的結構，能夠對絕緣部件的處理更加合理，在同等的絕緣條件下，可以將引線的位置下移，以達到降低油箱高度的目的。

3.3引線的連接方式

通過對變壓器引線結構的設計進行改進，提出使用YN接法來實現引線的連接，將變壓器三相高壓繞組與高壓套筒互相連接，將高壓繞組的末端和調壓繞組的出頭，與調壓開關進行連接。在B相油箱中布置載調壓開關，將A相和C相高壓繞組的末端的引線與B相的調壓開關進行連接。這樣就可以滿足分相運輸的要求。在油箱中的10根引線全部設計為可拆式引線，以便于在使用過程中的拆卸和組裝。在整個結構中，較小的絕緣紙管起到支撐架的作用，在防止下垂的同時，還能起到很好的絕緣作用。使用這種改進之后的引線連接方式，使操作更加便捷、結構美觀，能夠滿足引線的絕緣性要求。

4結束語

在變壓器的設計過程中，引線的設計顯得尤為重要。本文通過對變壓器的引線結構進行分析，在傳統的結構上提出對引線結構的改進措施，改進之后，變壓器的體積會顯著減小，使用和維護更加方便，同時能提高絕緣效果，有效的保證了電力傳輸的安全性和穩定性。

參考文獻：

[1]沈陽變壓器研究所.變壓器線圈制造.機械工業出版社，2019

[2]《變壓器手冊》編寫組.電力變壓器手冊.遼寧科學技術出版社，2018

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