一種環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈結構型式

田貴書，趙忠云

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一種環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈結構型式

田貴書，趙忠云

（天津天能變壓器有限公司，天津 300401）

介紹了一種電場分布較均勻的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈的結構型式和技術特點。

環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器；高壓線圈；結構型式；電場分布

國內最早引進德國M+C技術的廠家根據引進技術中的10～35kV級環氧樹脂澆注大型干式“無勵磁調壓”電力變壓器高壓線圈的結構型式和干式真空有載調壓開關（如MR）為端部線性調壓的調壓方式以及環氧樹脂澆注高壓線圈的所有端子必須從線圈最外層引出的工藝要求，自行轉化設計出了10～35kV級環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結構型式（見圖1）。該結構的缺點，高壓線圈70%多的匝數均排布在第Ⅱ段，造成第Ⅱ段層間電壓較高，第Ⅰ段的層間電壓與第Ⅱ段層間電壓相差較大，高壓線圈內部電場極不均勻。

本文介紹的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈的結構型式（圖2），規避了圖1結構的缺點，是一種值得推廣的結構型式。

1　兩種不同的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”變壓器高壓線圈結構型式介紹

為了滿足環氧樹脂澆注大型干式電力變壓器線圈散熱的要求，每層導線間都必須設置一個軸向的散熱氣道。因“有載調壓”的調壓范圍為額定電壓的20% （±4×2.5%），受干式真空有載調壓開關（如MR）調壓方式為端部線性調壓和環氧樹脂澆注工藝的限制，高壓線圈的首頭端子A和尾頭端子B及所有的調壓端子X0、X1……Xn必須從線圈的最外層引出，且所有的調壓匝數必須集中排布。因此，如何在高壓線圈最外層合理的布置所有的調壓匝數，是保證高壓線圈內部電場均勻的關鍵。

根據引進技術自行轉化設計的10～35kV級環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結構型式（以四層為例），見圖1，其調壓范圍為35±4×2.5%，最小檔電壓31500V；最大檔38500V。占額定電壓20%的調壓匝數均排布在高壓線圈第Ⅱ段的最外層，調壓段第Ⅱ段的匝數約占高壓線圈總匝數的70%，首段（第Ⅰ段）約占高壓線圈總匝數的30%。結構型式為兩段四層極不均勻排布。

圖1　電力變壓器高壓線圈為多層兩段的結構型式Fig.1 Structural type in two section of power transformer high-voltage coil

本文介紹的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈為多層四段的結構型式（以四層為例）。占額定電壓20%的調壓匝數分別排布在高壓線圈第Ⅱ段和第Ⅲ段的最外層，調壓段第Ⅱ段和第Ⅲ段的匝數分別占高壓線圈總匝數的27%左右；調壓段第Ⅰ段和第Ⅳ段的匝數分別占高壓線圈總匝數的23%左右。結構型式為四段四層均勻排布。

圖2　電力變壓器高壓線圈為多層四段的結構型式Fig.2 Structural type in four section of power transformer high-voltage coil

2　環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈兩種結構形式的電場分布

以35kV高壓線圈“Y”接，四層為例。

根據引進技術自行轉化設計的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈為四層兩段的結構型式內部電場分布：

層間電壓：第Ⅰ段各層間電壓均約為：Ucjy= （38500V-（（38500V-31500V）×4）÷4）÷√3=1516V；第Ⅱ段各層間電壓均約為：Ucjy=（38500V-31500V）÷ √3=4041V。

段間電壓：第二層段間電壓（1和2之間）約為：Udjy12=1516V+4041V=5557V；第三層段間電壓（3和4之間）約為：Udjy34=（1516V+4047V）×2=11126V；第四層段間電壓（5和 6之間） 約為：Udjy56= （1516V+4027V）×3=16629V。

本文介紹的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈為四層四段結構型式的內部電場分布：

層間電壓：第Ⅱ、Ⅲ段最大層間電壓（第四層和第三層之間電壓）約為：Ucjy=（38500 V-31500 V）÷√3÷2=2021V；第Ⅰ、Ⅳ段各層間和第Ⅱ、Ⅲ段其他層間電壓約為：Ucjy=（38500 V-（38500 V-31500 V））÷√3÷14=1299V。

段間電壓：第Ⅰ、Ⅳ段二層段間電壓（1和2之間）約為：Udjy12=1299V×2=2598V；第Ⅰ、Ⅳ段三層段間電壓（3和4之間）約為：Udjy34=1299V×4=5196V；第Ⅰ、Ⅳ段四層段間電壓（5和6之間）約為：Udjy56=1299V×6=7794V；第Ⅱ、Ⅲ段三層段間電壓（7 和8之間）約為：Udjy12=2021V×2=4042V；第Ⅱ、Ⅲ段段二層段間電壓（9和10之間）約為：Udjy34=2021V× 2+1299V×2=6640V；第Ⅱ、Ⅲ段段四層段間電壓（5和6之間）約為：Udjy56=2021V×2+1299V×4=9238V。

3　結論

由以上數據可知：圖1結構的第Ⅱ段各層間電壓（4041V）約為第Ⅰ段各層間電壓（1516V）的2.7倍，層間電場極不均勻；層間環氧樹脂和空氣的復合絕緣結構中氣道的厚度就不能僅僅以滿足溫升為標準，重要的是要考慮其絕緣強度，因此輻向尺寸較大，造成整個高壓線圈乃至整個變壓器外形尺寸增加，耗材增加，損耗增加，即制造成本及運行成本增加。

圖2結構僅第Ⅱ、Ⅲ段最外層（第四層）與第三層的層間電壓為2021V，其他層間與第Ⅰ段和第Ⅳ段各層間電壓均為1299V，層間電場分布均勻；層間環氧樹脂和空氣的復合絕緣結構中氣道的厚度以滿足溫升為標準，在滿足溫升的請況下絕緣強度已經足夠。

圖1結構的最大段間電壓（16629V）約為圖2結構的最大段間電壓（9238V）的1.8倍，段間場強比較集中；而圖2段間場強則比較分散，電氣性能較好。

因此，圖2結構型式與圖1結構型式相比，高壓線圈的輻向及軸向尺寸減小，整個變壓器外形尺寸減小，耗材減小，損耗減小，制造成本及運行成本都有大幅度的降低，是一種比較合理的環氧樹脂澆注大型干式“有載調壓”電力變壓器高壓線圈結構型式。

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High-voltage coil structural type of an epoxy resin pouring large-scale dry-type "on-load voltage regulation"power transformer

TIANGui-shu，ZHAOZhong-yun
（Tianjin TiannengTransformer Co.，Ltd.，Tianjin 300401，China）

This paper introduces the structural type and technical characteristics of an epoxy resin pouring large-scale dry-type"on-load voltage regulation"power transformer that has more uniformelectric field distribution.

Epoxy resin pouring large-scale dry-type"on-load voltage regulation"power transformer；High-voltage coil；Structural type；Electric field distribution

TM412

A

1674-8646（2016）15-0016-02

2016-06-28