李振臣

摘 要：我國電力行業(yè)發(fā)展如火如荼，電網(wǎng)建設(shè)中越來越多使用高電壓、大容量的變壓器。作為變電站的重要組成部分，變壓器承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的功能。變電站的布置及投資等受變壓器結(jié)構(gòu)形式的影響較大。本文主要論述主變壓器結(jié)構(gòu)形式分類及500KV主變壓器選型進(jìn)行分析，以期待對選擇500KV主變壓器結(jié)構(gòu)形式選擇有所裨益。

關(guān)鍵詞：500KV;主變壓器;結(jié)構(gòu)形式

0 引言

我國電力行業(yè)發(fā)展如火如荼，電網(wǎng)建設(shè)中越來越多使用高電壓、大容量的變壓器。作為變電站的重要組成部分，變壓器承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的功能。[1，2]變電站的布置及投資等受變壓器結(jié)構(gòu)形式的影響較大。眾所周知，500KV主變壓器重量重、體積大，較難運(yùn)輸。特別是，當(dāng)前在崇山峻嶺建設(shè)的大型或特大型變電站，變壓器的運(yùn)輸是我們必須要跨越的鴻溝。大型變壓器的運(yùn)輸，給公路和橋梁提出更高的要求，也使得電網(wǎng)投資成本加大?；诖耍侠磉x擇變壓器的結(jié)構(gòu)形式，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1. 500KV主變壓器結(jié)構(gòu)形式

按照鐵芯和繞組的結(jié)構(gòu)形式，500KV大型變壓器可分為三相分體和三相共體兩種形式。[3，4]前者每相均由單獨(dú)的鐵芯和磁路，三個(gè)單相變壓器的容量相同。我國常見的500KV變壓器大多數(shù)為單相變壓器，重量150噸左右。三相共體變壓器是由單相變壓器的鐵芯和磁路合并而成的。

一般來說，三相共體變壓器分為普通、組合式和分解運(yùn)輸現(xiàn)場組合式三種形式。普通三相共體變壓器重量重，體積大，較難運(yùn)輸。于是，提出了分解運(yùn)輸現(xiàn)場組裝式三相共體變壓器（Advanced Site Asse mbly，簡稱ASA）方案，[5]將變壓器分解為油箱、線圈、鐵芯等幾個(gè)組成部分，并分別運(yùn)輸，極大降低運(yùn)輸過程中對交通工具、鐵路、橋梁的要求，進(jìn)而降低投資成本。

2.500 kV變壓器選型分析

2.1 運(yùn)輸方式分析

根據(jù)運(yùn)輸選擇的路徑，500KV主變壓器可選用公路、鐵路或水路運(yùn)輸。一般來說，鐵路和公路運(yùn)輸具有局限性，變壓器的結(jié)構(gòu)尺寸受橋梁、隧道等的限制。水路運(yùn)輸時(shí)，變壓器的尺寸不受限制。

采用鐵路運(yùn)輸主變壓器時(shí)，首先將主變壓器運(yùn)輸至臨近的鐵路。由鐵路車站運(yùn)輸至工程建設(shè)地時(shí)，一般采用落下孔式運(yùn)輸車或者凹型平板車。當(dāng)前，凹型平板運(yùn)輸車主要用來運(yùn)輸500KV單相主變壓器。落下孔式運(yùn)輸車和凹形平板車具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。凹型平板運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)淖畲笾亓繛?50噸，落下孔式運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)淖畲笾亓看笥?50噸。但是，落下孔式運(yùn)輸車的裝載尺寸為13m*3.5m*4.8m，主變壓器的尺寸受到裝載尺寸的限制。

分解運(yùn)輸現(xiàn)場組裝式三相共體變壓器由于將變壓器分為油箱、線圈、鐵芯等幾個(gè)部分，運(yùn)輸單元的重量大大降低。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，ASA變壓器的最大運(yùn)輸重量分別是普通三相體和單相變壓器的17%和60%，降低運(yùn)輸條件和運(yùn)輸成本。

以海南省西北部FS工程來說，該工程緊鄰海口和屯昌市，北靠瓊州海峽?？紤]到實(shí)際運(yùn)輸條件，項(xiàng)目部采用鐵路--水路--公路相結(jié)合的運(yùn)輸方案。整個(gè)運(yùn)輸路線路程約3235Km，其中鐵路運(yùn)輸線路397Km，水路運(yùn)輸路線2813Km和公路運(yùn)輸線路25Km。公路運(yùn)輸時(shí)，受制于人行天橋和立交橋限高，無法運(yùn)輸普通三相共體變壓器。但是運(yùn)輸ASA變壓器和單相變壓器時(shí)，該道路完全滿足運(yùn)輸要求。據(jù)相關(guān)測算，單相變壓器整個(gè)運(yùn)輸費(fèi)用約計(jì)198萬元，而ASA變壓器整個(gè)運(yùn)輸費(fèi)用約計(jì)92萬元，費(fèi)用節(jié)省一半還多。由此可見，ASA變壓器的運(yùn)輸費(fèi)用較低。

2.2節(jié)能損耗

作為變電站的重要組成部分，變壓器承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的功能。變電站的所有損耗中，主變壓器的損耗占了大部分。與單相變壓器相比，三相共體變壓器鐵芯數(shù)量比較少，空載損耗顯著降低。舉例來說，與單相變壓器相比，常州東芝變壓器有限公司的三相共體變壓器每年減少損耗：（70×3-180）×24×365=262.8 MWh。由此可見，一方面經(jīng)濟(jì)效益顯著，另一方面有助于節(jié)能減排。隨著國家環(huán)保政策的越來越嚴(yán)格及三相共體變壓器制造技術(shù)的成熟，三相共體變壓器成為500KV變電站主變壓器的首選。

2.3 生產(chǎn)組裝調(diào)試周期

不同的生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)周期和調(diào)試周期不盡相同?？傮w來說，與單相變壓器相比，三相共體變壓器供貨周期長。由于ASA變壓運(yùn)抵工程現(xiàn)場之后需要進(jìn)行組裝，因此其組裝調(diào)試周期較長，這也是ASA變壓器的不利方面。工程建設(shè)時(shí)，這一方面必須考慮在內(nèi)。

2.4設(shè)備投資費(fèi)用

與三個(gè)單相變壓器相比，三相共體變壓器在以下幾個(gè)方面可降低制造成本：（1）共用一個(gè)鐵芯，其鐵芯的尺寸和重量降低。眾所周知，鐵芯的制造成本在總成本中占的比例較大，有效降低三相共體變壓器的制造成本;（2）油箱體積減少，變壓器油用量降低;（3）減少兩只中性點(diǎn)套管和三只低壓套管;（4）開關(guān)的數(shù)量和附件的數(shù)量減少。據(jù)相關(guān)測算，與三臺(tái)單相變壓器相比，三相共體變壓器的成本價(jià)格下降5%-9%。

2.5 技術(shù)特點(diǎn)

不可否認(rèn)，單相變壓器是國內(nèi)500KV變電站應(yīng)用的主流。這是基于以下幾個(gè)因素的考慮：（1）三相共體變壓器的制造技術(shù)要求較高;（2）單相變壓器的備品備件較多;（3）單相變壓器的維修方便。但我們應(yīng)該清醒看到，與三臺(tái)單相變壓器相比，三相共體變壓器仍然具有許多優(yōu)點(diǎn)，闡述如下。

（1）土建投資減少。三臺(tái)單相變壓器需要三個(gè)獨(dú)立的基礎(chǔ)，并且每相之間需設(shè)置相應(yīng)的防火墻。三相共體變壓器僅需要一個(gè)安裝基礎(chǔ)，并且不需要設(shè)置防火墻。據(jù)相關(guān)估算，與三臺(tái)單相變壓器的土建相比，三相共體變壓器可少用混凝土220m3，土建工程量減少，投資極大節(jié)省。

（2）與單相變壓器相比，三相共體變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，布置更為緊湊，占地面積節(jié)省。三相共體變壓器在電氣接線盒高中壓側(cè)中性點(diǎn)外部不需要加跳線短接，低壓側(cè)無需用匯流母線實(shí)現(xiàn)△接。舉例來說，SM變電站1組、2組和3組裝設(shè)相應(yīng)的主變壓器及低壓并聯(lián)電抗器。三相共體變壓器配電裝置的占地面積較三臺(tái)單相變壓器配電裝置的占地面積減少0.15hm2。

（3）繼電保護(hù)系統(tǒng)簡單，運(yùn)行維護(hù)工作量降低。與三臺(tái)單相變壓器相比，三相共體變壓器中性點(diǎn)套管的數(shù)量減少，控制電纜的連接線也隨之減少，進(jìn)而繼電保護(hù)系統(tǒng)變得簡單。此外，三相共體變壓器內(nèi)部各相接線早已完成，減少巡視工人的運(yùn)行維護(hù)工作量。

3 結(jié)論

作為變電站的重要組成部分，變壓器承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的功能。變電站的布置及投資等受變壓器結(jié)構(gòu)形式的影響較大。眾所周知，500KV主變壓器重量重、體積大，較難運(yùn)輸。特別是，當(dāng)前在崇山峻嶺建設(shè)的大型或特大型變電站，變壓器的運(yùn)輸是我們必須要跨越的鴻溝。大型變壓器的運(yùn)輸，給公路和橋梁提出更高的要求，也使得電網(wǎng)投資成本加大。基于此，合理選擇變壓器的結(jié)構(gòu)形式，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要論述主變壓器結(jié)構(gòu)形式分類及500KV主變壓器選型進(jìn)行分析，以期待對選擇500KV主變壓器結(jié)構(gòu)形式有所裨益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王進(jìn)弘，王庚.500 kV變壓器分解運(yùn)輸、現(xiàn)場組裝（ASA）和安裝特點(diǎn)[J].電力建設(shè)，2005，（2）.

[2]周朝霖，信珂，馬容方.500 kV主變壓器型式的比較與選擇：A集[C].山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)第十一屆優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集，2008.

[3]段勇.選用超高壓大容量ASA型變壓器應(yīng)注意的問題[J].云南電力技術(shù)，2005，（3）.

[4]天威保變完成750 MVA/500 kV現(xiàn)場組裝式變壓器[J].變壓器，2012，（5）.

[5]劉風(fēng)和.大型變壓器解體運(yùn)輸及現(xiàn)場組裝調(diào)試[J].高電壓技術(shù)，1997，（6）.