三相自耦变压器引线设计要点分析

2020-03-11

福建质量管理 2020年5期

(特变电工沈阳变压器有限公司辽宁沈阳 110144)

一、引线的简介及原理图

两个绕组具有公共部分的变压器称为自耦变压器。在变压器绕组外部连接绕组各引出端的导线称为引线，它将外部电源电能输入变压器，又将传输电能输出变压器。常见的三相变压器连接组别通常有以下两种形式:YNd1,YNd11,自耦变压器连接组别通常有以下两种形式；YNa0d1,YNa0d11。对于自耦变压器来说，调压形式也分许多种：高压末端调压(恒磁通调压)，常见于出口产品，中压首端调压(恒磁通调压)，国内外通用，中性点调压(变磁通调压)。其中变磁通调压的特点是可降低开关绝缘水平，当用户有需求时可采用此种方式，或者是线端调压电压高时，为了能选择到合适的开关，就需要考虑此种调压方式。

引线材料一般采用圆导线，母线及电缆线。引线可以是裸的，也可以是裸导线包扎绝缘或外套绝缘管。引线通常是采用木或纸板的支架固定于铁心的夹件上。要求引线材料具有足够的电气和机械强度、耐热性和化学稳定性等。

自耦有载高压末端正反调接线原理图

图1 (以调压范围±8×1.25%为例)

二、引线夹持的注意事项及要点

电压等级<110kV引线选用层压木件夹持，电压等级≥110kV时用纸板件夹持，引线的夹持间距约500mm，引线截面较小的应适当缩小夹持间距；竖直放置的多根铜棒、铜管，在线圈高度的1/4及3/4处夹持两道；竖直放置的多根电缆夹持间距可加大，对于高压中部出线变压器，应尽量避免在线圈高度的1/2处布置夹持。针对套管拆除后留下的引线接头，必要时给出临时固定支架，但必须注意的是到现场一定要拆掉临时支架。对于采用出线装置或电缆盒的出线方式，要在出线盒或电缆盒中将引线可靠固定，保证运输中没有损坏。

单相容量大于120000kVA、三相容量大于360000kVA发电机变压器低压引线连接用金属紧固件，固定低压引线夹持件金属紧固件均采用不锈钢材料。引线电流大于10000A时，引线连接用金属紧固件，固定引线夹持件金属紧固件均采用不锈钢材料，其它情况金属紧固件均采用普通钢材料，做发蓝处理。

三、针对三相自耦变压器引线设计中的难点及常见问题

引线需将绕组引至套管，这就涉及到套管的选用，常见的套管尾部接线方式有穿缆式及导杆式，根据电流大小不同，选择的套管也不同，电流较大时选择导杆式，导杆式套管尾部端子板孔的多少也不尽相同，有单孔；双孔以及四孔端子板。一般情况不建议使用单孔的套管，因为一个孔把装螺栓容易把装不紧，则会造成引线在套管尾部转动，影响性能。当电流小于2000A时，往往采用双孔端子板的导杆式套管，电流大于2000A时则选用四孔接线板的套管。

往往出口产品三相自耦变压器调压分接较多，引线连接特别困难，从线圈引出的铜导线需要通过套筒压接引线电缆，实现连接，当调压线数量较多时，车间师傅生产过程也很艰辛，而且针对多根并绕的自粘性换位导线来说，需要提前规定好导线的压接位置，即哪根导线压接哪个套筒，如果不人为规定好，生产过程中很容易出错，操作者会根据操作习惯或者操作的难以性自行压接，这就容易造成引线的电阻不平衡等问题。这就需要设计人员在设计过程中充分考虑调压引线间的各种绝缘距离。比如异相调压引线之间的纯油距、引线与引线沿纸板的爬电距离、引线对高电压等级线圈的纯油距、调压引线之间的级差、引线对铁心的距离等等。当距离不满足要求时，可以将引线局部加包纸板和瓦楞纸，从而增大油距。并且高场强区域尽量不要有夹持。这些问题都是设计人员要思考的重点，还有考虑车间操作人员接线的难易程度等。例如，之前某台产品就存在引线螺杆在高场强区放电现象。原因就是引线在夹持过程中螺杆垂直于线圈方向并且正对着线圈辐向最大处，造成产品击穿放电。避免这种问题的方法有两点：一是将引线夹持位置移到距线圈中心较远处，留有安全距离；二是将螺杆连接方式调换，不用垂直于线圈方向，而是平行于引线方向。

四、引线结构改进

随着变压器的发展，引线结构也在逐渐改进。引线的连接种类包括电缆、铜排、铜棒等。根据电流选择合适的结构进行设计。之前引线夹持常用的结构是U型夹持，把引线固定在立木上，但是这种夹持形式有个弊端，那就是夹持不紧，引线如果夹持不紧在油箱里乱晃，一旦碰到其他部件容易发生放电等风险。后来经过反复验证改良，推出了新结构，扣板和垫块的结构。这种夹持方式比较灵活，夹持不紧可以加垫片调节，这就缓解了引线U型夹持制造困难容易出错的问题。新结构操作简单，生产容易，深受设计人员及车间操作者的喜欢。