王廣文

摘 要：伴隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展以及創(chuàng)新，我國電力行業(yè)的相關(guān)設(shè)備問題也逐漸受到了越來越多人的關(guān)注和重視。在一系列電力相關(guān)設(shè)備中變壓器無疑是非常重要的一個電力設(shè)備。變電站的有效運行，以及電力能源的有效輸出在很大程度上依賴于變壓器的有效運行。在變壓器設(shè)備當(dāng)中，特高壓變壓器占據(jù)著非常重要的作用，伴隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，我國電壓的不斷提升，特高壓變壓器實際應(yīng)用范圍也變得越來越廣泛。文章主要針對特高壓變壓器以及相應(yīng)的調(diào)壓補償變壓器的相關(guān)原理進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述，希望通過文章的闡述以及分析能夠有效的提升我國特高壓變壓器設(shè)備的發(fā)展以及應(yīng)用，同時也為我國電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展以及創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：特高壓變壓器；調(diào)壓補償變壓器；原理；單獨補償變壓器；結(jié)構(gòu)特點；分析

中圖分類號：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0177-02

在我國變壓器設(shè)備領(lǐng)域，自耦變壓器有著非常多的優(yōu)點，主要的優(yōu)點有四個。首先是自耦變壓器能夠優(yōu)化并且提升變壓器在運行過程中的運行效率；其次是自耦變壓器能夠在保障功能的前提下減輕重量。再次自耦變壓器的結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，最后是自耦變壓器具有超高的等級容量。因此在目前的特高壓變電器中，自耦變壓器的應(yīng)用范圍非常的廣泛，并且在應(yīng)用的過程中取得了較好的應(yīng)用效果。在我國高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用效果尤為突出。自耦變壓器能夠通過自身系統(tǒng)的不斷完善以及優(yōu)化，提升變壓器在運行過程中的穩(wěn)定性。通常我國特高壓變電站中使用的變壓器都是一千千伏的自耦變壓器。自耦變壓器的一個基本功能就是能夠與進(jìn)行主體的電壓變化，同時自耦變壓器還能夠單獨運行作為調(diào)壓補償變壓器使用。本文就是要對自耦變壓器的補償調(diào)壓方式進(jìn)行研究，同時還要對自耦變壓器的差動保護(hù)相關(guān)原理以及相關(guān)方式方法來進(jìn)行總結(jié)歸納，同時還要對自耦變壓器的相關(guān)配置進(jìn)行補償原理的說明以及總結(jié)。通過上述的內(nèi)容對特高壓變壓器在運行過程中的穩(wěn)定性進(jìn)行概括以及證明。在實際的應(yīng)用中自耦變壓器在運行的過程中能夠保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，穩(wěn)定運行，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率。

1 簡要敘述特高壓變壓器的主要結(jié)構(gòu)特點

相較于傳統(tǒng)形式上的變壓器，特高壓變電器的結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性。主要體現(xiàn)在特高壓變壓器采用的調(diào)壓方式為中性點的變磁通方式的調(diào)壓，在調(diào)壓的過程中還會設(shè)置相應(yīng)的補償繞組來限制由于分接位置的改變而出現(xiàn)的電網(wǎng)低壓波動。從整體的變壓器調(diào)壓方式來看，特高壓調(diào)壓方式較為獨立，主要體現(xiàn)在變壓器的主體同變壓器的調(diào)壓補償采用分箱的方式進(jìn)行布置。這樣的變壓器分布方式主要是由于特高壓變壓器的特點高電壓，大容量所導(dǎo)致的。目前我國電網(wǎng)系統(tǒng)中特高壓電網(wǎng)使用的變壓器主要為單項自耦形式的三項繞組特高壓變壓器。在變壓器設(shè)計的過程中采用的設(shè)計方式為：為了有效的保障特高壓變壓器的運行穩(wěn)定性以及可靠性，采用了中性點的設(shè)計調(diào)壓方式來進(jìn)行電壓調(diào)整，同時自耦變壓器的調(diào)壓方式采用的是變磁通方式的調(diào)壓設(shè)計。在設(shè)計的過程中，低壓會伴隨著開關(guān)的分開位置的變化進(jìn)行相應(yīng)的變化和調(diào)整，但是在這一過程中，低壓會出現(xiàn)非常大的波動，因此我們在特高壓變壓器中還會設(shè)置相應(yīng)的補償繞組來對波動進(jìn)行相應(yīng)的電壓補償。電壓補償繞組主要是通過串聯(lián)的方式并入低壓繞組中，這樣才能夠有效的實現(xiàn)低壓限制的控制目的。自耦變壓器的主要設(shè)計思路是調(diào)壓部分以及補償部分，這兩個部分分開設(shè)置；同時主體變壓器同調(diào)壓補償變壓器兩個部分分開設(shè)置。需要注意的是自耦特高壓變壓器在設(shè)計的過程中將主體的結(jié)構(gòu)定義為并聯(lián)多柱的形式，這種設(shè)計形式最大的優(yōu)點就是能夠?qū)⒆儔浩鞯挠行н\輸距離縮短，這樣更加符合目前我國變壓器的設(shè)計要求，保障了特高壓變壓器的運行效率。

2 簡要敘述特高壓變壓器的主要組成部分

特高壓變壓器的主要組成部分為主體鐵芯，特高壓變壓器主體鐵芯在結(jié)構(gòu)上有七個主要特點。首先是變壓器的主鐵芯的結(jié)構(gòu)方式為單相五柱式的設(shè)計結(jié)構(gòu)，采用三心柱的線圈結(jié)構(gòu)形式；其次是主體鐵芯采用的鐵芯材料是應(yīng)用進(jìn)口的低損耗，但是高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)晶粒。通過冷軋，疊技的方式進(jìn)行全斜焊接，在加工的過程中采用的加工設(shè)備全部為進(jìn)口加工設(shè)備，這樣能夠有效的保障特高壓變壓器的主鐵芯加工質(zhì)量；第三變壓器主鐵芯內(nèi)部為了有效的進(jìn)行散熱，達(dá)到散熱的效果，在主鐵芯內(nèi)部設(shè)置了相應(yīng)的絕緣油道，實現(xiàn)散熱效果的目的，同時為了有效的防止主鐵芯過熱，還會在鐵芯拉板以及小芯片的位置進(jìn)行開槽處理；第四特高壓變壓器采用的加緊方式也非常特別，采用了板式夾件，拉板以及上梁，鋼帶等部件來構(gòu)成變壓器的加緊結(jié)構(gòu)。上述加緊結(jié)構(gòu)的組成部件在設(shè)計的過程中都需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，在設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化以及完善設(shè)計，要在機械強度上保障主體鐵芯的夾緊效果以及規(guī)避主體鐵芯出現(xiàn)短路狀況；第五是為了有效的保障主體鐵芯具有足夠的，有效的拉力，我們采用粘帶綁扎的形式來對鐵芯進(jìn)行綁扎處理，在很大程度上能夠保障鐵芯的緊度以及圓度，效果非常好；第六是為了有效的控制鐵芯出現(xiàn)損耗狀況以及漏磁現(xiàn)象，我們在主鐵芯的位置上設(shè)計了漏磁屏蔽，能夠在一定程度上保障變壓器的漏磁以及損耗，同時還能夠有效的防止變壓器的過熱問題。最后是主鐵芯同相應(yīng)的組成部件之間都進(jìn)行了相應(yīng)的絕緣處理，能夠通過相應(yīng)的引線將電壓傳輸?shù)酵獠?，直至引入地下?/p>

3 簡要敘述調(diào)壓補償變壓器的主要調(diào)壓方式

在自耦變壓器的結(jié)構(gòu)中，自耦變壓器有效的將調(diào)壓補償裝置從變壓器主體中進(jìn)行了分離，這樣做的好處主要有三個。首先是能夠有效的保障變壓器的運輸安全。其次是能夠有效的保障自耦變壓器的運行穩(wěn)定性以及可靠性，最后是能夠保障變壓器的便捷維修。自耦變壓器在運行的過程出現(xiàn)問題也能夠很快的得到妥善處理，由于其補償器同變壓器主體進(jìn)行了分離，因此在檢查和維修變壓器的過程中不會影響主變壓器的運行。自耦變壓器在調(diào)壓方式上主要有兩種形式，一種是無勵磁方式的調(diào)壓，另一種是有載方式的調(diào)壓。在這兩種調(diào)壓方式中，有載調(diào)壓方式的調(diào)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因此在價格方面也非常昂貴。因此在世界范圍內(nèi)調(diào)壓方式主要采用的是無勵磁方式的調(diào)壓。但是也有個別國家采用的調(diào)壓方式為無分接頭形式的調(diào)壓器。真正意義上在實際運行中采用有載變壓器的國家只有德國以及日本。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，有載調(diào)壓變壓器在運行的過程中出現(xiàn)的事故較多，大多數(shù)有載調(diào)壓在事故率上都超過了無勵磁調(diào)壓。因此在經(jīng)濟的角度以及應(yīng)用可靠性的角度分析，目前特高壓變壓器在調(diào)壓的選擇上最優(yōu)化的選擇還是無勵磁方式的調(diào)壓。endprint

除了上述的調(diào)壓方式以外，我國還會采用中性點的方式進(jìn)行調(diào)壓。中性點調(diào)壓雖然結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但是由于這種方式對于絕緣的要求非常高，因此在運行的過程中會出現(xiàn)電壓偏移的問題。

4 簡要敘述調(diào)壓補償變壓器保護(hù)方式中的差動保護(hù)

4.1 簡述特高壓變壓器差動保護(hù)裝置的主要配置

具體指為調(diào)壓變和補償變分別配置相應(yīng)的差動保護(hù)，其電流互感器均可采用雙重化配置。由于調(diào)壓補償變兩者繞組線圈的匝數(shù)占據(jù)總匝數(shù)的比例值相對較小，直接開展特高壓變壓器調(diào)壓變的試驗即可證明。調(diào)壓變產(chǎn)生時，將引發(fā)嚴(yán)重匝間故障，而當(dāng)變壓器主體差動保護(hù)感受到差流幅值時，即遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了差動保護(hù)的起動定值。而當(dāng)調(diào)壓變短路匝開始持續(xù)下降后，其變壓器的主體差動保護(hù)將不會起動。

4.2 簡述特高壓變壓器的差動保護(hù)具體原理

特高壓變壓器一般都是采用中性點無勵磁正反調(diào)壓的方式。其調(diào)壓的方式總共可設(shè)置出9檔的數(shù)值，將其額定檔位設(shè)定為5檔，即1至4檔位正檔，6-9檔為負(fù)檔。其將隨著調(diào)壓正負(fù)檔為相互間的切換，而導(dǎo)致其流通的一次電流也將隨之發(fā)生明顯的改變。當(dāng)調(diào)壓裝置本身處在不同的檔位時，其調(diào)壓補償變的各個繞組參數(shù)也由此隨之改變，像調(diào)壓變調(diào)壓繞組、調(diào)壓變勵磁繞組以及補償變低壓勵磁繞組和低壓補償繞組等在每個檔位當(dāng)中的額定電流都將呈現(xiàn)出明顯的差異性。而當(dāng)調(diào)壓裝置出現(xiàn)兩個不相同的檔位時，其調(diào)壓變和補償變的繞組參數(shù)也將隨之發(fā)生變化。所以，調(diào)壓變和補償變差動保護(hù)裝置在1至9檔之間均具備1套定值，其在實際的運用當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合調(diào)壓裝置的檔位來選擇相應(yīng)定值。

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