一種環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈結(jié)構(gòu)型式

田貴書，趙忠云

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一種環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈結(jié)構(gòu)型式

田貴書，趙忠云

（天津天能變壓器有限公司，天津 300401）

介紹了一種電場分布較均勻的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈的結(jié)構(gòu)型式和技術特點。

環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器；高壓線圈；結(jié)構(gòu)型式；電場分布

國內(nèi)最早引進德國M+C技術的廠家根據(jù)引進技術中的10～35kV級環(huán)氧樹脂澆注大型干式“無勵磁調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈的結(jié)構(gòu)型式和干式真空有載調(diào)壓開關（如MR）為端部線性調(diào)壓的調(diào)壓方式以及環(huán)氧樹脂澆注高壓線圈的所有端子必須從線圈最外層引出的工藝要求，自行轉(zhuǎn)化設計出了10～35kV級環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結(jié)構(gòu)型式（見圖1）。該結(jié)構(gòu)的缺點，高壓線圈70%多的匝數(shù)均排布在第Ⅱ段，造成第Ⅱ段層間電壓較高，第Ⅰ段的層間電壓與第Ⅱ段層間電壓相差較大，高壓線圈內(nèi)部電場極不均勻。

本文介紹的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈的結(jié)構(gòu)型式（圖2），規(guī)避了圖1結(jié)構(gòu)的缺點，是一種值得推廣的結(jié)構(gòu)型式。

1　兩種不同的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”變壓器高壓線圈結(jié)構(gòu)型式介紹

為了滿足環(huán)氧樹脂澆注大型干式電力變壓器線圈散熱的要求，每層導線間都必須設置一個軸向的散熱氣道。因“有載調(diào)壓”的調(diào)壓范圍為額定電壓的20% （±4×2.5%），受干式真空有載調(diào)壓開關（如MR）調(diào)壓方式為端部線性調(diào)壓和環(huán)氧樹脂澆注工藝的限制，高壓線圈的首頭端子A和尾頭端子B及所有的調(diào)壓端子X0、X1……Xn必須從線圈的最外層引出，且所有的調(diào)壓匝數(shù)必須集中排布。因此，如何在高壓線圈最外層合理的布置所有的調(diào)壓匝數(shù)，是保證高壓線圈內(nèi)部電場均勻的關鍵。

根據(jù)引進技術自行轉(zhuǎn)化設計的10～35kV級環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結(jié)構(gòu)型式（以四層為例），見圖1，其調(diào)壓范圍為35±4×2.5%，最小檔電壓31500V；最大檔38500V。占額定電壓20%的調(diào)壓匝數(shù)均排布在高壓線圈第Ⅱ段的最外層，調(diào)壓段第Ⅱ段的匝數(shù)約占高壓線圈總匝數(shù)的70%，首段（第Ⅰ段）約占高壓線圈總匝數(shù)的30%。結(jié)構(gòu)型式為兩段四層極不均勻排布。

圖1　電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結(jié)構(gòu)型式Fig.1 Structural type in two section of power transformer high-voltage coil

本文介紹的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈為多層四段的結(jié)構(gòu)型式（以四層為例）。占額定電壓20%的調(diào)壓匝數(shù)分別排布在高壓線圈第Ⅱ段和第Ⅲ段的最外層，調(diào)壓段第Ⅱ段和第Ⅲ段的匝數(shù)分別占高壓線圈總匝數(shù)的27%左右；調(diào)壓段第Ⅰ段和第Ⅳ段的匝數(shù)分別占高壓線圈總匝數(shù)的23%左右。結(jié)構(gòu)型式為四段四層均勻排布。

圖2　電力變壓器高壓線圈為多層四段的結(jié)構(gòu)型式Fig.2 Structural type in four section of power transformer high-voltage coil

2　環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈兩種結(jié)構(gòu)形式的電場分布

以35kV高壓線圈“Y”接，四層為例。

根據(jù)引進技術自行轉(zhuǎn)化設計的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈為四層兩段的結(jié)構(gòu)型式內(nèi)部電場分布：

層間電壓：第Ⅰ段各層間電壓均約為：Ucjy= （38500V-（（38500V-31500V）×4）÷4）÷√3=1516V；第Ⅱ段各層間電壓均約為：Ucjy=（38500V-31500V）÷ √3=4041V。

段間電壓：第二層段間電壓（1和2之間）約為：Udjy12=1516V+4041V=5557V；第三層段間電壓（3和4之間）約為：Udjy34=（1516V+4047V）×2=11126V；第四層段間電壓（5和 6之間） 約為：Udjy56= （1516V+4027V）×3=16629V。

本文介紹的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈為四層四段結(jié)構(gòu)型式的內(nèi)部電場分布：

層間電壓：第Ⅱ、Ⅲ段最大層間電壓（第四層和第三層之間電壓）約為：Ucjy=（38500 V-31500 V）÷√3÷2=2021V；第Ⅰ、Ⅳ段各層間和第Ⅱ、Ⅲ段其他層間電壓約為：Ucjy=（38500 V-（38500 V-31500 V））÷√3÷14=1299V。

段間電壓：第Ⅰ、Ⅳ段二層段間電壓（1和2之間）約為：Udjy12=1299V×2=2598V；第Ⅰ、Ⅳ段三層段間電壓（3和4之間）約為：Udjy34=1299V×4=5196V；第Ⅰ、Ⅳ段四層段間電壓（5和6之間）約為：Udjy56=1299V×6=7794V；第Ⅱ、Ⅲ段三層段間電壓（7 和8之間）約為：Udjy12=2021V×2=4042V；第Ⅱ、Ⅲ段段二層段間電壓（9和10之間）約為：Udjy34=2021V× 2+1299V×2=6640V；第Ⅱ、Ⅲ段段四層段間電壓（5和6之間）約為：Udjy56=2021V×2+1299V×4=9238V。

3　結(jié)論

由以上數(shù)據(jù)可知：圖1結(jié)構(gòu)的第Ⅱ段各層間電壓（4041V）約為第Ⅰ段各層間電壓（1516V）的2.7倍，層間電場極不均勻；層間環(huán)氧樹脂和空氣的復合絕緣結(jié)構(gòu)中氣道的厚度就不能僅僅以滿足溫升為標準，重要的是要考慮其絕緣強度，因此輻向尺寸較大，造成整個高壓線圈乃至整個變壓器外形尺寸增加，耗材增加，損耗增加，即制造成本及運行成本增加。

圖2結(jié)構(gòu)僅第Ⅱ、Ⅲ段最外層（第四層）與第三層的層間電壓為2021V，其他層間與第Ⅰ段和第Ⅳ段各層間電壓均為1299V，層間電場分布均勻；層間環(huán)氧樹脂和空氣的復合絕緣結(jié)構(gòu)中氣道的厚度以滿足溫升為標準，在滿足溫升的請況下絕緣強度已經(jīng)足夠。

圖1結(jié)構(gòu)的最大段間電壓（16629V）約為圖2結(jié)構(gòu)的最大段間電壓（9238V）的1.8倍，段間場強比較集中；而圖2段間場強則比較分散，電氣性能較好。

因此，圖2結(jié)構(gòu)型式與圖1結(jié)構(gòu)型式相比，高壓線圈的輻向及軸向尺寸減小，整個變壓器外形尺寸減小，耗材減小，損耗減小，制造成本及運行成本都有大幅度的降低，是一種比較合理的環(huán)氧樹脂澆注大型干式“有載調(diào)壓”電力變壓器高壓線圈結(jié)構(gòu)型式。

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High-voltage coil structural type of an epoxy resin pouring large-scale dry-type "on-load voltage regulation"power transformer

TIANGui-shu，ZHAOZhong-yun
（Tianjin TiannengTransformer Co.，Ltd.，Tianjin 300401，China）

This paper introduces the structural type and technical characteristics of an epoxy resin pouring large-scale dry-type"on-load voltage regulation"power transformer that has more uniformelectric field distribution.

Epoxy resin pouring large-scale dry-type"on-load voltage regulation"power transformer；High-voltage coil；Structural type；Electric field distribution

TM412

A

1674-8646（2016）15-0016-02

2016-06-28