展銀珠

【摘 ?要】隨著計算機技術(shù)、計算方法、試驗研究技術(shù)的迅速發(fā)展和工業(yè)需求的日益増加，在干式變壓器新產(chǎn)品的開發(fā)過程中，往往需與試驗值進行多次對比來調(diào)整經(jīng)驗公式，增加了變壓器的研發(fā)周期和成本?？梢?，對于移相整流變壓器阻抗的精確仿真計算及設(shè)計具有重要的實際應(yīng)用意義。

【關(guān)鍵詞】干式移相整流變壓器;阻抗設(shè)計;電磁計算;有限元

長期以來，在我國的變壓器制造行業(yè)中，在電磁計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計中由于缺乏先進的手段，短路阻抗的計算多采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗公式。對移相整流變壓器來講，其繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用傳統(tǒng)經(jīng)驗公式計算誤差較大，已不能滿足設(shè)計的性能要求。此外，在移相整流變的結(jié)構(gòu)類型上，各生產(chǎn)廠家多采用經(jīng)過多年檢驗過的結(jié)構(gòu)類型，在變壓器結(jié)構(gòu)改進方面十分謹慎，移相整流變壓器的結(jié)構(gòu)型式多年不變。對于澆注包裝成型的干式變壓器，由于其造價較高，一旦不符合設(shè)計要求，其制造工藝的變更整改非常麻煩，甚至可能會報廢處理，這樣就導(dǎo)致變壓器的制造周期和制造成本增加，妨礙了企業(yè)的正常生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

一、變壓器設(shè)計的一般程序

不管是干變還是油變，普通變壓器或是特種變壓器，其大致的設(shè)計程序都可用圖1表示。首先是根據(jù)設(shè)計參數(shù)確定其各電磁性能指標，包括阻抗電壓，負載損耗，空載電流，空載損耗等。接著在電磁性能參數(shù)的基礎(chǔ)上，進行結(jié)構(gòu)和變壓器各種附件的設(shè)計。

在實際設(shè)計過程中，除滿足電磁設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容外，往往還需要符合國家的經(jīng)濟、技術(shù)政策及制造和使用部門的要求，在既滿足變壓器的經(jīng)濟運行又能降低制造成本的情況下找到一個合理的設(shè)計方案。由于篇幅有限，主要介紹了變壓器設(shè)計的鐵芯、繞組和阻抗設(shè)計環(huán)節(jié)。

二、鐵芯計算

據(jù)經(jīng)驗，只有當變壓器的容量小于1000kVA時，才需要考慮電阻分量的影響。所以對于大多數(shù)大中型變壓器，均可近似取UKX（%）=UK（%）。下文關(guān)于短路阻抗的計算均不考慮電阻分量的大小。電抗分量UKX（%）的大小與由變壓器漏磁場的分布所決定。

五、移相整流變壓器全穿越阻抗的計算

全穿越短路阻抗為高壓網(wǎng)側(cè)繞組給電，閥側(cè)所有繞組短路時所測得的阻抗電壓，用UQKX=UHV-LV表示。

HV-LV表高壓側(cè)給電，低壓側(cè)短路。

由于高低壓繞組結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)漏阻抗計算中，必須對高低壓線圈進行等效處理，由于全穿越阻抗主要為軸向的漏磁阻抗，不考慮其福向漏磁的影響，故可按同干式變皮器結(jié)構(gòu)進行等效處理。由阻抗電壓的工程升算公式可以看出，當頻率、面電壓、面數(shù)和電流初步確定后，影響阻抗電壓大小的因子主要為等值漏磁面積、電抗高度、洛氏系數(shù)及附加阻抗系數(shù)。

六、移相整流變壓器半穿越阻抗的計算

半穿越短路阻抗的閥側(cè)其中一個繞組對網(wǎng)側(cè)高壓繞組的阻抗，即高壓繞組短路，一個低壓繞組加電源，其余低壓繞組均開路時的等值阻抗。半穿越阻抗電壓：

UBKX=ULV1-HVLV1-HV表低壓繞組1加電，高壓短路所得的半穿越阻抗。

半穿越阻抗是用戶比較關(guān)屯、的一個參數(shù)，一般要求半穿越阻抗盡量相等，最大偏差不大于10%。而對于低壓閥側(cè)繞組來說，其所處的軸向位置不同，這給傳統(tǒng)的阻抗計算帶來很大的難度。

七、總結(jié)

由上可知，由于高低壓繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了簡化計算，對各種阻抗的計算都進行了簡化處理。對于非常規(guī)變壓器，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，很難準確確定其取值，這必然會導(dǎo)致工程計算值和實驗值的偏差。干式變壓器在目前電氣系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛，在系統(tǒng)設(shè)計時做好相關(guān)計算和設(shè)計是保障電氣系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的重要步驟，不容忽視。

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（作者單位：順特電氣設(shè)備有限公司）