220KV電力變壓器高壓套管引線設計分析

唐甜

摘要：變壓器是一種利用電磁感應原理改變交流電壓的裝置，具有轉換電壓、電流、阻抗等功能，有效保證用電安全。引線是電力變壓器的重要組成部分，是變壓器實現電磁轉換的電氣通道。簡單合理的引線結構是變壓器具有優良性能的基本保證。在220kV電力變壓器中，高壓引線是重點。根據不同的套管，需要采用不同的結構設計。目前，許多電廠的220kV電力變壓器套管都會出現不同程度的故障。為此，本文對電力變壓器高壓套管引線的設計進行了簡要分析，并對電力變壓器的維修保養提出了切實可行的措施，希望能為電力技術人員提供幫助。

關鍵詞：引線設計結構;220kv電力變壓器;高壓套管故障

引言

電力變壓器是極其容易被損壞的一個部件，通常，在設計變壓器的結構時，為了能夠最大化的實現變壓器絕緣性能，一般都將引線放置在壓釘、支板中，以減少經濟損失。電力變壓器在運行過程中，由于電力變壓器的引線結構被擊穿，非常容易造成安全事故。所以，為了提高電力變壓器運行時的穩定性，電力變壓器的引線結構一定要進行變更。此外，套管也是電力變壓器設備易于出現故障的所在，日常維護設備時，要定時檢查220kV電力變壓器套管，盡可能的降低220kV發生故障而引發的電力系統危機。給予電力變壓器的維護與檢修工作的高度重視，利用多種方法延長電力變壓器的使用壽命，維護供電穩定。

1.引線的結構設計作用

以往，在設計電力變壓器的結構時，是將均壓球放置在直徑為0.7米的升高座中，但是由于升高座的高度通常在1.5米左右，那么為了可以有效的布置聯氣管，則需要提高儲油柜的高度和支撐強度，如此一來電力變壓器的整體結構就變得不再緊湊，電力變壓器的外形尺寸太大，占用空間大，且浪費制造材料。除此之外，電力變壓器高電壓的那一側需要放置三個電流互感器，為了方便調試電流互感器的位置。所以，為了節約制造成本，提高安裝效率，在選擇升高器時可以適當的添加滲漏點，將均壓球與中部電位之間的絕緣距離拉大，提高升高座，增加電力變壓器的整體高度。簡化電力變壓器的引線結構，將均壓球的高度降低到電力變壓器的油箱中，升高座的高度也隨之下降，改進過后的電力變壓器的整體結構更緊密。總的來說，電力變壓器的機身設計越來越小，在滿足電力變壓器功能的前提下，引線電氣強度越大。運輸變壓器到各個變電站的時候，道路會有顛簸，所以，為了能夠抵擋的住短路、振動所造成的巨大沖擊力，在實際運行變壓器的時候，必須要保證引線有足夠的強度才行。電力變壓器長期運作，會產生大量的熱量，所以要求引線具有一定的耐高溫的能力，保證在高溫狀態下也能擁有正常的傳輸性能。

2.電力變壓器運行過程出現的故障

電力變壓器在運行的過程中，由于受到各種因素的干擾，溫度、氣體、水分、鐵芯故障等等，每一種因素都會干擾電力變壓器的傳輸電，會導致電壓異常。比如氣體會影響電力變壓器的油箱;如果通過電力變壓器的電荷量變大，變壓器負荷增大，那么內部磁場和信號就會發生異常，會導致電力變壓器內部調壓發生混亂;如果外部發生了短路的情況，那么變壓器內部的溫度則會升高，而造成的直接結果就是變壓器的油面逐漸下降，導致電壓變得極其不穩定;鐵芯發生故障，變壓器的內部漏磁，直接損壞絕緣，變壓器內部短路;外部短路，繞組受潮，會引發瓦斯繼電器的運行，造成變壓器跳閘。

3.電力變壓器高壓套管引線設計措施

3.1 改變引線絕緣環境

以往電力變壓器的引線結構中，引線的絕緣環，具有三錐結構的二維電場，在一些中型和大型的電力變壓器的引腳結構設計中定型，所以通常不會對這個結構做出改動。基于此，基于組合件現有的結構方式的前提下，只能對引腳的放置環境、引線的絕緣環境加以改進。可以設置壓釘在支板下方，或者改動筋板結構，轉變為管式結構，或者將電力變壓器的夾件支板邊緣改成圓角，將起著固定作用的角板改成槽狀結構，縮短長度，最大化的提高電力變壓器引線的絕緣性能。

3.2改變電力變壓器的油箱結構

現階段，我國各大電力企業在設計變壓器的油箱結構時，主要采用平頂鐘罩式油箱和梯形頂鐘罩式油箱兩種，因為油箱的結構不同，所以在改造時需要根據實際情況設計升高座與均壓球，平頂的油箱中放置均壓球，會受到其他部件的擠壓，到時候均壓球附近電場不均勻，就會發生放電現象[1]。為滿足電力變壓器的電氣需求，可以對油箱的體系進行更改，均衡所受壓力，拉長絕緣距離。

3.3穿纜載流式結構

在電力變壓器設計的過程中，銅套套管的下方用來連接接線頭和電纜，引出線與接頭在銅套管的上端相連接，下端則負責連接均壓球。根據銅套套管的結構特點，可以這樣進行穿纜載流式的結構：控制均壓球與法蘭開孔之間的距離，大約為1.5mm，然后在開口處預留一個半徑為10mm的圓角，將引線從中穿過，保持絕緣厚度25mm、長度105mm以上。為避免電纜穿入銅管后產生發熱，穿管之前，可以用皺紋紙包裹處理一下，有效消除引線絕緣環附近的三維電場。

4.電力變壓器套管常見故障的對策

4.1監控電力變壓器的運行

為了防止由于出現短路而引起的變壓器輸電異常，在變壓器實際運行過程中，技術人員需要對電力變壓器的運行進行全程監控，以提升電力變壓器的工作效率。首先，調整電力變壓器的油箱內部故障以及油面下降情況，其次，開啟電流速斷保護，避免電流信號和變壓器發生跳閘現象。最后，加強因為外部短路而引起的電流短路，預防電流跳閘。保護電力系統元件，控制電力系統元件的繼電裝置，一旦發生異常情況立即進行處理，避免擴大損失[2]。快速隔離故障元件，降低對電力系統的繼續損壞，滿足電力系統運行的需求。

4.2檢驗電力變壓器繼電運行

電力系統運行過程中，短路、設備外殼產生火花、電力變壓器發熱等情況時有發生，對此要及時處理，防止斷路器故障。為了避免發生繼電失誤的情況，在檢驗繼電保護裝置的時候，要對回路的升壓情況進行細致檢驗，并且整個檢驗過程都不可以拔除插件。定期對電力變壓器裝置進行檢測、維修、養護，保證變壓器的安全運行，不發生裝置故障。電力變壓器運行發熱，電力變壓器的溫控器控制線與電力變壓器本體 距離太近，受熱后會破壞控制線絕緣層，造成電力變壓器損傷。電力變壓器返廠維修，重新設置溫控器控制線的走線。

4.3提高電力變壓器的抗干擾能力

電力變壓器只有具備良好的抗干擾能力，能夠抵擋的住傳輸電力時設備所引起的電磁干擾，繼電保護才會有效運行。可以在干擾源處降低干擾，減小設備接地阻抗，在流入高頻電流的時候，控制電位，調整輸電線路。并構建低阻抗接地網，縮小電位差，防止出現二次回路干擾。或者，在二次回路上降低干擾，重視二次回路抗干擾能力的提升，實際運行過程中盡量使用帶有屏蔽保護層的電纜。除此之外，還可以通過兩端接地的方式，減小感應電壓，屏蔽感應電流，合理運用二次抗電磁干擾措施，保證變電站的正常運行[3]。

5.結論

綜上所述，電力變壓器套管引線的設計非常重要。為了保證輸電的穩定安全運行，為人們提供更充足的電力，電力企業的技術人員需要改造導線結構，提高絕緣性能，減少電力變壓器的體積，方便使用和維護，避免一切安全隱患。

參考文獻：

[1]趙磊. 超高壓電力變壓器高壓出線絕緣結構分析與優化[D].沈陽工業大學，2015.

[2]常軍. 電力變壓器主絕緣電場仿真軟件的二次開發及應用[D].河北工業大學，2016.

[3]肖朋. 超高壓電力變壓器高壓引線及套管電場分析[D].沈陽工業大學，2010.