環(huán)氧澆注干式接地變壓器繞組結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析

邢廣勤，柳雪

（沈陽(yáng)中變電氣有限責(zé)任公司，沈陽(yáng)110141）

1 引言

在我國(guó)10kV級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點(diǎn)是絕緣的。為保護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行，抑制因電網(wǎng)系統(tǒng)單相故障時(shí)，由于接地容性電流產(chǎn)生間歇電弧而引起的系統(tǒng)過(guò)電壓，需要提供一個(gè)與接地容性電流大小相近、方向相反的感性電流作為補(bǔ)償（一般采用過(guò)補(bǔ)償，及感性電流稍大于接地容性電流），因此需要在主變壓器一次側(cè)連接一臺(tái)接地變壓器，經(jīng)消弧線圈接地作人為中性點(diǎn)[1]（如圖1）。由于電網(wǎng)系統(tǒng)需要接地變壓器具備不可燃、不助燃、節(jié)能環(huán)保、耐熱等級(jí)高、抗短路能力強(qiáng)、局放量低等特點(diǎn)，而目前環(huán)氧澆注工藝的技術(shù)水平也日益提高，故越來(lái)越多的接地變壓器采用環(huán)氧澆注式。接地變壓器的連接組別通常采用ZN（不兼站用變使用）或ZNyn11（兼站用變使用），本文主要就ZN連接的一次繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和討論。

2 繞組結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析

目前干式接地變壓器繞組通常采用的結(jié)構(gòu)形式有軸向交錯(cuò)式、徑向內(nèi)外排布式、徑向分離排布式等結(jié)構(gòu)，下面就這幾種繞組的結(jié)構(gòu)形式分別進(jìn)行介紹及特點(diǎn)分析：

圖1 接地變壓器接線示意圖

2.1 軸向交錯(cuò)式

軸向交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)繞組，是指兩個(gè)異相的半繞組沿軸向交錯(cuò)排列，套裝于同一鐵心柱的繞組結(jié)構(gòu)（如圖2）。

軸向交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)繞組，由于通過(guò)繞組排布將兩個(gè)異相的半繞組做成了一只線圈，故有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

線圈可以直接在面板上出頭，絕緣處理簡(jiǎn)便；

兩個(gè)半繞組都可以在面板上設(shè)置分接，連接矢量不會(huì)偏移，電壓調(diào)節(jié)很準(zhǔn)；

圖2 交錯(cuò)式繞組結(jié)構(gòu)示意圖

線圈輻向尺寸較小，生產(chǎn)成本低；

產(chǎn)品只需一只模具，模具成本低。

但此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很明顯，就是線圈絕緣處理要求很高，由于兩個(gè)半繞組交錯(cuò)排列，兩個(gè)半繞組的電壓差很大，所以在絕緣處理上要采取一定的措施，一方面要避免絕緣擊穿，發(fā)生匝間短路，另一方面層間、段間、匝間場(chǎng)強(qiáng)都要控制，避免局放過(guò)大。

2.2 徑向內(nèi)外排布式

徑向內(nèi)外排布式結(jié)構(gòu)繞組，是指兩個(gè)異相的半繞組沿徑向內(nèi)、外排布，兩個(gè)半繞組中間設(shè)置氣道，套裝于同一鐵心柱的繞組結(jié)構(gòu)[2]（如圖3）。

圖3

徑向內(nèi)外排布式繞組結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)氣道將內(nèi)外線圈分隔，故有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

產(chǎn)品只需一套模具，模具成本低；

線圈排布方便，層間場(chǎng)強(qiáng)容易控制；

線圈可以直接在面板上設(shè)置出頭，絕緣處理方便；

增加通風(fēng)氣道，加強(qiáng)散熱效果。

此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)就在于A、0出線之間，由于A、0之間為線電壓，故此處場(chǎng)強(qiáng)極大，所以在絕緣處理上要采取一定的措施。另外分接也只能通過(guò)外線圈在面板上出頭進(jìn)行調(diào)整，電壓調(diào)節(jié)偏差較大，且矢量會(huì)發(fā)生偏移。

2.3 徑向分離排布式

徑向內(nèi)外分離式繞組結(jié)構(gòu)，是指兩個(gè)異相的半繞組沿徑向內(nèi)、外排布，兩個(gè)半繞組做成獨(dú)立線圈，套裝于同一鐵心柱的繞組結(jié)構(gòu)（如圖4）。

圖4

徑向內(nèi)外分離式繞組結(jié)構(gòu)，由于兩個(gè)半繞組都做成獨(dú)立線圈，故有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

線圈排布方便，層間場(chǎng)強(qiáng)容易控制，且沒(méi)有局部電場(chǎng)大的情況，局放容易控制；

兩個(gè)線圈中間有空隙，且無(wú)遮擋，散熱效果最好。

但此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，就在于內(nèi)線圈的出頭絕緣處理，由于在工頻試驗(yàn)時(shí)要承受沖擊耐壓，故出頭絕緣處理要采取一定的措施，避免擊穿。同時(shí)分接也只能通過(guò)外線圈在面板上出頭進(jìn)行調(diào)整，電壓調(diào)節(jié)偏差較大，且矢量會(huì)發(fā)生偏移。另外產(chǎn)品需要兩套模具進(jìn)行生產(chǎn)，模具成本較高。

3 結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)比分析可以看出，干式接地變壓器繞組有多種結(jié)構(gòu)形式，但每種結(jié)構(gòu)都有其特定的優(yōu)缺點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)選擇上除了要考慮設(shè)計(jì)上的成本分析外，工廠的工藝水平也是重要的參考因素。