三相自耦變壓器引線設計要點分析

(特變電工沈陽變壓器有限公司 遼寧 沈陽 110144)

一、引線的簡介及原理圖

兩個繞組具有公共部分的變壓器稱為自耦變壓器。在變壓器繞組外部連接繞組各引出端的導線稱為引線，它將外部電源電能輸入變壓器，又將傳輸電能輸出變壓器。常見的三相變壓器連接組別通常有以下兩種形式:YNd1,YNd11,自耦變壓器連接組別通常有以下兩種形式；YNa0d1,YNa0d11。對于自耦變壓器來說，調壓形式也分許多種：高壓末端調壓(恒磁通調壓)，常見于出口產品，中壓首端調壓(恒磁通調壓)，國內外通用，中性點調壓(變磁通調壓)。其中變磁通調壓的特點是可降低開關絕緣水平，當用戶有需求時可采用此種方式，或者是線端調壓電壓高時，為了能選擇到合適的開關，就需要考慮此種調壓方式。

引線材料一般采用圓導線，母線及電纜線。引線可以是裸的，也可以是裸導線包扎絕緣或外套絕緣管。引線通常是采用木或紙板的支架固定于鐵心的夾件上。要求引線材料具有足夠的電氣和機械強度、耐熱性和化學穩定性等。

自耦有載高壓末端正反調接線原理圖

圖1 (以調壓范圍±8×1.25%為例)

二、引線夾持的注意事項及要點

電壓等級<110kV引線選用層壓木件夾持，電壓等級≥110kV時用紙板件夾持，引線的夾持間距約500mm，引線截面較小的應適當縮小夾持間距；豎直放置的多根銅棒、銅管，在線圈高度的1/4及3/4處夾持兩道；豎直放置的多根電纜夾持間距可加大，對于高壓中部出線變壓器，應盡量避免在線圈高度的1/2處布置夾持。針對套管拆除后留下的引線接頭，必要時給出臨時固定支架，但必須注意的是到現場一定要拆掉臨時支架。對于采用出線裝置或電纜盒的出線方式，要在出線盒或電纜盒中將引線可靠固定，保證運輸中沒有損壞。

單相容量大于120000kVA、三相容量大于360000kVA發電機變壓器低壓引線連接用金屬緊固件，固定低壓引線夾持件金屬緊固件均采用不銹鋼材料。引線電流大于10000A時，引線連接用金屬緊固件，固定引線夾持件金屬緊固件均采用不銹鋼材料，其它情況金屬緊固件均采用普通鋼材料，做發藍處理。

三、針對三相自耦變壓器引線設計中的難點及常見問題

引線需將繞組引至套管，這就涉及到套管的選用，常見的套管尾部接線方式有穿纜式及導桿式，根據電流大小不同，選擇的套管也不同，電流較大時選擇導桿式，導桿式套管尾部端子板孔的多少也不盡相同，有單孔；雙孔以及四孔端子板。一般情況不建議使用單孔的套管，因為一個孔把裝螺栓容易把裝不緊，則會造成引線在套管尾部轉動，影響性能。當電流小于2000A時，往往采用雙孔端子板的導桿式套管，電流大于2000A時則選用四孔接線板的套管。

往往出口產品三相自耦變壓器調壓分接較多，引線連接特別困難，從線圈引出的銅導線需要通過套筒壓接引線電纜，實現連接，當調壓線數量較多時，車間師傅生產過程也很艱辛，而且針對多根并繞的自粘性換位導線來說，需要提前規定好導線的壓接位置，即哪根導線壓接哪個套筒，如果不人為規定好，生產過程中很容易出錯，操作者會根據操作習慣或者操作的難以性自行壓接，這就容易造成引線的電阻不平衡等問題。這就需要設計人員在設計過程中充分考慮調壓引線間的各種絕緣距離。比如異相調壓引線之間的純油距、引線與引線沿紙板的爬電距離、引線對高電壓等級線圈的純油距、調壓引線之間的級差、引線對鐵心的距離等等。當距離不滿足要求時，可以將引線局部加包紙板和瓦楞紙，從而增大油距。并且高場強區域盡量不要有夾持。這些問題都是設計人員要思考的重點，還有考慮車間操作人員接線的難易程度等。例如，之前某臺產品就存在引線螺桿在高場強區放電現象。原因就是引線在夾持過程中螺桿垂直于線圈方向并且正對著線圈輻向最大處，造成產品擊穿放電。避免這種問題的方法有兩點：一是將引線夾持位置移到距線圈中心較遠處，留有安全距離；二是將螺桿連接方式調換，不用垂直于線圈方向，而是平行于引線方向。

四、引線結構改進

隨著變壓器的發展，引線結構也在逐漸改進。引線的連接種類包括電纜、銅排、銅棒等。根據電流選擇合適的結構進行設計。之前引線夾持常用的結構是U型夾持，把引線固定在立木上，但是這種夾持形式有個弊端，那就是夾持不緊，引線如果夾持不緊在油箱里亂晃，一旦碰到其他部件容易發生放電等風險。后來經過反復驗證改良，推出了新結構，扣板和墊塊的結構。這種夾持方式比較靈活，夾持不緊可以加墊片調節，這就緩解了引線U型夾持制造困難容易出錯的問題。新結構操作簡單，生產容易，深受設計人員及車間操作者的喜歡。

五、總結

鑒于引線在變壓器結構中的重要作用，身為設計人員我們不僅要了解引線的接線方式，更要了解引線的接線原理，從根本上理解針對各種結構引線的設計思路及特點。要有敏銳的洞察力，在設計過程中針對可能發生的問題提前做好預防措施，多跟有經驗的前輩學習，吸取經驗教訓，能夠有效的避免更多錯誤。