關于變壓器高壓側電纜進線結構的研究

高巖

（國網山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002）

關于變壓器高壓側電纜進線結構的研究

高巖

（國網山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002）

研究提供了2種戶內水平分體變壓器高壓側電纜進線結構，分別為銅排或鋼芯鋁絞線連接方式和插拔式電纜終端套管連接方式。經技術經濟論證分析，插拔式電纜終端套管連接方式在可行性、經濟性、安全性和靈活性方面優勢明顯，可在鄰接貯油池設計合適寬度的電纜隧道專供電纜從電纜半層進入變壓器室，解決了現有技術電力電纜進線由地下穿過變壓器貯油池自下而上進入變壓器室存在火災安全隱患的技術問題，保證了絕緣裕度，實現了停電插拔，安裝靈活，方便檢修維護，降低了變壓器高度，節省了電纜資金。

戶內水平分體變壓器；電纜進線結構；插拔式電纜終端；巡檢通道

全戶內水平分體式變壓器室包括相鄰設置的變壓器本體室和散熱器室，本體與散熱器分離設置的方式可實現變壓器本體的完全封閉，最大限度減少對外噪聲。另外，變壓器室下方設有貯油池。

隨著城區用電量的增加和負荷密度的提高，變電站深入負荷中心供電的趨勢越來越強，城區用電緊張，線路走廊緊缺，而電力電纜因具有不需桿塔占地少、受氣候條件和周圍環境影響少、傳輸性能穩定的優勢，在電力線路中有良好的發展前景。電纜附件應具有與電纜本體相同的工作性能，但是，鑒于電纜附件的電場分布比電纜復雜，而且需要現場施工，工藝條件差，所以，電纜進線接口等附件往往成為變壓器絕緣的薄弱環節，必須在設計、制造、安裝施工和使用維護中加以高度重視。一旦套管發生事故，就會影響整個變壓器的運行。如果地下電纜進線穿過變壓器貯油池自下而上進入房間，當運行中的變壓器工作異常，比如過熱或內部短路，就會造成壓力升高噴油，甚至爆炸起火時可能會引起貯油池著火，進而引發電纜著火，存在較大的火災安全隱患，會危及電力系統的運行安全。山東省青島市地處暖溫帶季風性氣候區域，屬溫帶季風氣候，因受海洋調節的影響，表現出海洋性氣候特點，空氣濕度比較高，在選擇器件和施工時要考慮防潮性能。綜上所述，應根據實際情況和長遠規劃需要，綜合考慮主變高壓套管和電纜進線接口方式。

1 變壓器高壓側電纜進線結構設計要求

變壓器高壓側電纜進線結構設計要求有：①嚴格遵守城市變電站設計規定和防火防災規范要求，保證電氣設備的安全、可靠運行；②符合變電裝置設計規范，減少項目占地面積，減少投資，降低安裝、運輸、施工難度；③為了維護市容的美觀性，要求設計結構合理，外形工藝性好。

基于以上設計要求，可將變壓器高壓側電纜進線結構設計為2種，即銅排或鋼芯鋁絞線連接方式和插拔式電纜終端套管連接方式。

2 銅排或鋼芯鋁絞線連接方式分析

在變壓器本體室中，主變居中布置，電纜進線從鄰接貯油池的電纜隧道進入變壓器本體室，高壓套管和電纜進線之間用銅排或鋼芯鋁絞線連接。高壓套管使用普通套管即可，比如電容式變壓器套管，作為引入或引出變壓器的高、中、低壓側電流的載流導體，對變壓器油箱外殼起絕緣作用。銅排或鋼芯鋁絞線連接方式如圖1所示。

圖1 銅排或鋼芯鋁絞線連接方式示意圖

在這種設計下，結合國家電網公司輸變電工程通用設計要求，標準設計如下：①變壓器本體室房間總寬取7.5 m。②變壓器本體總寬取2 m。③房間墻壁厚度取0.24 m，墻壁軸線至墻內壁為0.12 m。④根據《3～110 kV高壓配電裝置設計規范》規定，110 kV中性點有效接地系統屋內配電裝置帶電至接地部分之間的安全凈距A1為850 mm，則取電纜終端接線端子距墻凈距最小為0.85 m。⑤根據《電力設備典型消防規程》7.3.4條規定，室外單臺油量在1 000 kg以上的變壓器及其他油浸式電氣設備，應設置儲油坑和排油設施；室內單臺設備總油量在100 kg以上的變壓器及其他油浸式電氣設備，應在距散熱器或外殼1 m周圍砌防火堤（堰），以防止油品外溢。由此，戶內變壓器貯油池內壁距變壓器外廓凈距取1 m。⑥油池外壁距離墻壁軸線最少取1.2 m，這樣才能保證在鄰接貯油池設計寬約1 m的電纜隧道。

在不考慮巡檢通道設置的情況下，計算得出電纜進線距離變壓器本體外壁的最大距離為：（7.5/2－2/2－0.12）m＝2.63 m＞1 m。另外，鄰接貯油池可以設計寬約1 m的電纜隧道，供電纜從電纜半層進入變壓器室，同時，能預留出足夠寬度的巡檢通道，電纜從電纜半層進入變壓器室地平處到高壓套管所需電纜長度為4.76 m。

3 插拔式電纜終端套管連接方式分析

在變壓器本體室中，變壓器居中布置，變壓器套管采用插拔式電纜終端套管與變壓器高壓套管連接，高壓套管需用油—油套管。油—油油紙電容式變壓器套管主要用于油浸電力變壓器、整流變壓器通過中間過渡油箱，它是與電纜相連接的電流載流體，對變壓器油箱和中間過渡油箱的外殼起一定的絕緣作用。插拔式電纜終端套管連接方式如圖2所示，插拔式電纜終端套管連接方式實景如圖3所示。

圖2 插拔式電纜終端套管連接方式示意圖

圖3 插拔式電纜終端套管連接方式實景圖

在這種設計下，如圖2中標注（單位：mm）標準的計算如下：①房間總寬取7.5 m；②變壓器本體總寬取2 m；③房間墻壁厚度取0.24 m，墻壁軸線至內壁取0.12 m；④戶內變壓器貯油池內壁距變壓器外廓凈距取1 m；⑤110 kV戶內電纜插拔式接頭常使用增繞式終端，可保證絕緣強度，無需考慮電纜接頭與墻壁的安全凈距；⑥變壓器高壓套管下表面距地面垂直距離為2.12 m，大于2 m，可以在高壓套管下方鄰接變壓器外廓設巡檢通道（圖2所示①處），寬度取1 m。

綜上所述，計算得到電纜進線中心距離變壓器本體外壁最大距離取（7.5/2－2/2－0.12－1）m＝1.63 m＞1 m。因此，鄰接貯油池可設計寬約1 m的電纜隧道，以供電纜從電纜半層進入變壓器室，同時，能預留出足夠長度的巡檢通道。因為電纜插拔座接口降低了變壓器高度，所以，電纜從電纜半層進入變壓器室地平處到高壓套管所需電纜長度為2.12 m。

4 方案對比和結論

表1 變壓器高壓側電纜進線結構對比分析表

變壓器高壓側電纜進線結構對比情況如表1所示。綜合表1內容進行相關分析，根據國網反措規定，綜合考慮技術可行性、安全性、經濟性和靈活性，戶內水平分體變壓器高壓側電纜進線結構推薦選擇插拔式電纜終端套管連接方式。

〔編輯：白潔〕

TM403

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.092

2095－6835（2017）14－0092－02