[实用新型]变压器高压线圈分接抽头结构

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器领域，尤其涉及一种变压器高压线圈分接抽头结构，适用于50万伏级轴向分裂有载调压变压器。

背景技术

21世纪以来，在我国的华东、华北、西南、西北等地区，许多新建的电厂为了节省基本建设投资，日渐趋向于采用低压绕组分裂式有载调压变压器作为起动/备用变压器。该种变压器的突出特点是：分裂绕组的两个分支可以独立运行且相互备用，也可以并联运行；而当某一分支发生短路故障时，另一非故障分支的负载仍可在接近90％的电压下维持运行；另外，该种变压器的短路阻抗较高(通常在18％～23％之间)，可有效地限制短路电流。用该种变压器取代两台同电压等级的、总容量相同的有载调压变压器，可节约变压器设备成本30～40％；同时，当今各电厂的大型发电机组越来越多地选择600MW及以上的容量，发电机升压变压器的二次侧电压大多已经升级为50万伏，因此各电厂对50万伏级有载调压分裂变压器的需求日益迫切。但由于电压等级高，技术难点多，国内传统的变压器生产厂家的制造成本仍明显高于日本东芝及ABB等国际知名厂商，市场竞争力相对较弱。

50万伏级分裂式有载调压变压器，理论上有两种结构型式——低压绕组轴向分裂式和低压绕组辐向分裂式；低压绕组轴向分裂式变压器的线圈结构排列方式由铁心从里到外为：稳定绕组(倘有)→上下分裂多层并绕圆筒式低压绕组→本体带特殊纠结方式分接抽头的中部进线的高压线圈；低压绕组辐向分裂式变压器的线圈结构类似于普通三圈变压器，其排列方式由铁心从里到外为：稳定绕组(倘有)→低压内侧绕组→高压调压绕组→端部进线高压线圈→低压外侧绕组。两种结构型式从理论上说都是可行的，电气性能却有很大的差异。在同样的半穿越阻抗性能时，两者的分裂阻抗有很大差异，导致分裂系数迥异，前者的分裂系数(即分裂阻抗与穿越阻抗的比值)为3.5左右，而后者的分裂系数为4.5～5.5。辐向分裂式变压器的致命缺陷是在运行特性上，当高压侧处于非额定分接时(尤其是处于极限分接时)，高压绕组-低压内侧绕组的半穿越阻抗与高压绕组-低压外侧绕组的半穿越阻抗有明显的差异，两者在极限分接时相差可逾20％，这意味着在穿越运行时两个低压分支之间的容量分配显著不平衡，其中一个分支将明显过负荷；类似于两台阻抗不匹配的变压器并联运行，这是相当不利的。另外，当采用低压辐向分裂结构时，高压线圈只得采用端部出线结构，由于高压线圈为50万伏级，因此绝缘结构将相当复杂，并且高压线圈首端到铁轭将需要较大的绝缘距离而导致铁心等材料用量显著增加而成本大增；因此，在日本等国的50万伏级分裂式有载调压变压器设计中，是不采用低压绕组辐向分裂结构的。而对于低压绕组轴向分裂式变压器，是不存在上述问题的，且由于辐向上线圈个数及绝缘间隙的减少而具有明显的成本优势；但轴向分裂式变压器的抗短路性能，是其薄弱环节。如何设计新型的高压线圈特殊结构，尽可能降低高、低压线圈之间因安匝不平衡引起的横向漏磁，从而在保持较大成本优势的前提下，显著提高轴向分裂式变压器的抗短路性能，这正是50万伏级轴向分裂式有载调压变压器设计中的技术关键点。

通常，作为大型电厂的起动/备用变压器的50万伏级轴向分裂式有载调压变压器，其典型高压侧分接电压为500(525)kV±8×1.25％。在通常的设计技术中，考虑到高压线圈结构的对称性及设计的经济性，采取的做法是将±8×1.25％的分接设置成位于高压线圈末端的本体分接段，由于50万伏级变压器的中性点规定为固定接地或经小电抗接地，故其绝缘水平不高于60千伏级对地绝缘水平，所以从绝缘的角度来看这种结构是完全可行的。按照常规的设计方法，±8×1.25％的分接采用正反调压时，至少需要做成8个分接段，抽出9个分接头，众所周知，本体分接段数越多，则极限分接状态时的线圈之间安匝不平衡越严重，横向漏磁越大，变压器的抗短路性能越差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能明显提高变压器抗短路性能的变压器高压线圈分接抽头结构。