关于变压器高压侧电缆进线结构的研究

2017-08-09高岩

科技与创新 2017年14期

关键词：插拔套管本体

高岩

（国网山东省电力公司青岛供电公司，山东青岛266002）

关于变压器高压侧电缆进线结构的研究

高岩

（国网山东省电力公司青岛供电公司，山东青岛266002）

研究提供了2种户内水平分体变压器高压侧电缆进线结构，分别为铜排或钢芯铝绞线连接方式和插拔式电缆终端套管连接方式。经技术经济论证分析，插拔式电缆终端套管连接方式在可行性、经济性、安全性和灵活性方面优势明显，可在邻接贮油池设计合适宽度的电缆隧道专供电缆从电缆半层进入变压器室，解决了现有技术电力电缆进线由地下穿过变压器贮油池自下而上进入变压器室存在火灾安全隐患的技术问题，保证了绝缘裕度，实现了停电插拔，安装灵活，方便检修维护，降低了变压器高度，节省了电缆资金。

户内水平分体变压器；电缆进线结构；插拔式电缆终端；巡检通道

全户内水平分体式变压器室包括相邻设置的变压器本体室和散热器室，本体与散热器分离设置的方式可实现变压器本体的完全封闭，最大限度减少对外噪声。另外，变压器室下方设有贮油池。

随着城区用电量的增加和负荷密度的提高，变电站深入负荷中心供电的趋势越来越强，城区用电紧张，线路走廊紧缺，而电力电缆因具有不需杆塔占地少、受气候条件和周围环境影响少、传输性能稳定的优势，在电力线路中有良好的发展前景。电缆附件应具有与电缆本体相同的工作性能，但是，鉴于电缆附件的电场分布比电缆复杂，而且需要现场施工，工艺条件差，所以，电缆进线接口等附件往往成为变压器绝缘的薄弱环节，必须在设计、制造、安装施工和使用维护中加以高度重视。一旦套管发生事故，就会影响整个变压器的运行。如果地下电缆进线穿过变压器贮油池自下而上进入房间，当运行中的变压器工作异常，比如过热或内部短路，就会造成压力升高喷油，甚至爆炸起火时可能会引起贮油池着火，进而引发电缆着火，存在较大的火灾安全隐患，会危及电力系统的运行安全。山东省青岛市地处暖温带季风性气候区域，属温带季风气候，因受海洋调节的影响，表现出海洋性气候特点，空气湿度比较高，在选择器件和施工时要考虑防潮性能。综上所述，应根据实际情况和长远规划需要，综合考虑主变高压套管和电缆进线接口方式。

1 变压器高压侧电缆进线结构设计要求

变压器高压侧电缆进线结构设计要求有：①严格遵守城市变电站设计规定和防火防灾规范要求，保证电气设备的安全、可靠运行；②符合变电装置设计规范，减少项目占地面积，减少投资，降低安装、运输、施工难度；③为了维护市容的美观性，要求设计结构合理，外形工艺性好。

基于以上设计要求，可将变压器高压侧电缆进线结构设计为2种，即铜排或钢芯铝绞线连接方式和插拔式电缆终端套管连接方式。

2 铜排或钢芯铝绞线连接方式分析

在变压器本体室中，主变居中布置，电缆进线从邻接贮油池的电缆隧道进入变压器本体室，高压套管和电缆进线之间用铜排或钢芯铝绞线连接。高压套管使用普通套管即可，比如电容式变压器套管，作为引入或引出变压器的高、中、低压侧电流的载流导体，对变压器油箱外壳起绝缘作用。铜排或钢芯铝绞线连接方式如图1所示。

图1 铜排或钢芯铝绞线连接方式示意图

在这种设计下，结合国家电网公司输变电工程通用设计要求，标准设计如下：①变压器本体室房间总宽取7.5 m。②变压器本体总宽取2 m。③房间墙壁厚度取0.24 m，墙壁轴线至墙内壁为0.12 m。④根据《3～110 kV高压配电装置设计规范》规定，110 kV中性点有效接地系统屋内配电装置带电至接地部分之间的安全净距A1为850 mm，则取电缆终端接线端子距墙净距最小为0.85 m。⑤根据《电力设备典型消防规程》7.3.4条规定，室外单台油量在1 000 kg以上的变压器及其他油浸式电气设备，应设置储油坑和排油设施；室内单台设备总油量在100 kg以上的变压器及其他油浸式电气设备，应在距散热器或外壳1 m周围砌防火堤（堰），以防止油品外溢。由此，户内变压器贮油池内壁距变压器外廓净距取1 m。⑥油池外壁距离墙壁轴线最少取1.2 m，这样才能保证在邻接贮油池设计宽约1 m的电缆隧道。

在不考虑巡检通道设置的情况下，计算得出电缆进线距离变压器本体外壁的最大距离为：（7.5/2－2/2－0.12）m＝2.63 m＞1 m。另外，邻接贮油池可以设计宽约1 m的电缆隧道，供电缆从电缆半层进入变压器室，同时，能预留出足够宽度的巡检通道，电缆从电缆半层进入变压器室地平处到高压套管所需电缆长度为4.76 m。

3 插拔式电缆终端套管连接方式分析

在变压器本体室中，变压器居中布置，变压器套管采用插拔式电缆终端套管与变压器高压套管连接，高压套管需用油—油套管。油—油油纸电容式变压器套管主要用于油浸电力变压器、整流变压器通过中间过渡油箱，它是与电缆相连接的电流载流体，对变压器油箱和中间过渡油箱的外壳起一定的绝缘作用。插拔式电缆终端套管连接方式如图2所示，插拔式电缆终端套管连接方式实景如图3所示。

图2 插拔式电缆终端套管连接方式示意图

图3 插拔式电缆终端套管连接方式实景图

在这种设计下，如图2中标注（单位：mm）标准的计算如下：①房间总宽取7.5 m；②变压器本体总宽取2 m；③房间墙壁厚度取0.24 m，墙壁轴线至内壁取0.12 m；④户内变压器贮油池内壁距变压器外廓净距取1 m；⑤110 kV户内电缆插拔式接头常使用增绕式终端，可保证绝缘强度，无需考虑电缆接头与墙壁的安全净距；⑥变压器高压套管下表面距地面垂直距离为2.12 m，大于2 m，可以在高压套管下方邻接变压器外廓设巡检通道（图2所示①处），宽度取1 m。

综上所述，计算得到电缆进线中心距离变压器本体外壁最大距离取（7.5/2－2/2－0.12－1）m＝1.63 m＞1 m。因此，邻接贮油池可设计宽约1 m的电缆隧道，以供电缆从电缆半层进入变压器室，同时，能预留出足够长度的巡检通道。因为电缆插拔座接口降低了变压器高度，所以，电缆从电缆半层进入变压器室地平处到高压套管所需电缆长度为2.12 m。