环氧浇注干式接地变压器绕组结构及特点分析

邢广勤，柳雪

（沈阳中变电气有限责任公司，沈阳110141）

1 引言

在我国10kV级电网系统中，中性点是绝缘的。为保护电网安全运行，抑制因电网系统单相故障时，由于接地容性电流产生间歇电弧而引起的系统过电压，需要提供一个与接地容性电流大小相近、方向相反的感性电流作为补偿（一般采用过补偿，及感性电流稍大于接地容性电流），因此需要在主变压器一次侧连接一台接地变压器，经消弧线圈接地作人为中性点[1]（如图1）。由于电网系统需要接地变压器具备不可燃、不助燃、节能环保、耐热等级高、抗短路能力强、局放量低等特点，而目前环氧浇注工艺的技术水平也日益提高，故越来越多的接地变压器采用环氧浇注式。接地变压器的连接组别通常采用ZN（不兼站用变使用）或ZNyn11（兼站用变使用），本文主要就ZN连接的一次绕组结构进行分析和讨论。

2 绕组结构及特点分析

目前干式接地变压器绕组通常采用的结构形式有轴向交错式、径向内外排布式、径向分离排布式等结构，下面就这几种绕组的结构形式分别进行介绍及特点分析：

图1 接地变压器接线示意图

2.1 轴向交错式

轴向交错式结构绕组，是指两个异相的半绕组沿轴向交错排列，套装于同一铁心柱的绕组结构（如图2）。

轴向交错式结构绕组，由于通过绕组排布将两个异相的半绕组做成了一只线圈，故有以下几个优点：

线圈可以直接在面板上出头，绝缘处理简便；

两个半绕组都可以在面板上设置分接，连接矢量不会偏移，电压调节很准；

图2 交错式绕组结构示意图

线圈辐向尺寸较小，生产成本低；

产品只需一只模具，模具成本低。

但此结构的缺点也很明显，就是线圈绝缘处理要求很高，由于两个半绕组交错排列，两个半绕组的电压差很大，所以在绝缘处理上要采取一定的措施，一方面要避免绝缘击穿，发生匝间短路，另一方面层间、段间、匝间场强都要控制，避免局放过大。

2.2 径向内外排布式

径向内外排布式结构绕组，是指两个异相的半绕组沿径向内、外排布，两个半绕组中间设置气道，套装于同一铁心柱的绕组结构[2]（如图3）。

图3

径向内外排布式绕组结构，由于通过气道将内外线圈分隔，故有以下几个优点：

产品只需一套模具，模具成本低；

线圈排布方便，层间场强容易控制；

线圈可以直接在面板上设置出头，绝缘处理方便；

增加通风气道，加强散热效果。

此结构的缺点就在于A、0出线之间，由于A、0之间为线电压，故此处场强极大，所以在绝缘处理上要采取一定的措施。另外分接也只能通过外线圈在面板上出头进行调整，电压调节偏差较大，且矢量会发生偏移。

2.3 径向分离排布式

径向内外分离式绕组结构，是指两个异相的半绕组沿径向内、外排布，两个半绕组做成独立线圈，套装于同一铁心柱的绕组结构（如图4）。

图4

径向内外分离式绕组结构，由于两个半绕组都做成独立线圈，故有以下几个优点：

线圈排布方便，层间场强容易控制，且没有局部电场大的情况，局放容易控制；

两个线圈中间有空隙，且无遮挡，散热效果最好。

但此结构的缺点也是显而易见的，就在于内线圈的出头绝缘处理，由于在工频试验时要承受冲击耐压，故出头绝缘处理要采取一定的措施，避免击穿。同时分接也只能通过外线圈在面板上出头进行调整，电压调节偏差较大，且矢量会发生偏移。另外产品需要两套模具进行生产，模具成本较高。

3 结论

通过以上对比分析可以看出，干式接地变压器绕组有多种结构形式，但每种结构都有其特定的优缺点，在结构选择上除了要考虑设计上的成本分析外，工厂的工艺水平也是重要的参考因素。