摘要：随着社会的发展和科学技术的进步以及经济水平的增长，我国电力行业得到了极大的发展。电能是人们日常生活和企业运行生产的必备能源之一。电力的远距离传输以及电源的分布和正常供电需求随着城市化建设和企业的规模化实现了大范围的扩大，这也就对变电站变压器的功能以及用电传输方式提出了更高的挑战。传统的变压器和电力传输方式已经逐渐无法满足现时代人们对于电能的需求，由此也就诞生出了很多的新型变压器。本篇文章主要针对常规变压器、高压变频变压器以及有载调容变压器的设计的要点进行简要的分析和讨论。
关键词：变压器设计；技术问题；研讨
电力的应用改变了人们的生活方式，从最初的照明到多种电器的出现为人们的生活带来了极大的转变，也推动了经济生产的快速进步。而且来到现代社会后，电能的作用也越来越大。已经成为人们生活中所必不可少的必须能源。变压器诞生于十九世纪三十年代，其仅仅是作为电磁感应原理的展示物品，并没有投入到使用当中，发展到十九世纪八十年代才投入到了实际的应用当中，其主要的原理在于将电能进行高电压与低电流的形式转换，以使电能在远距离传输当中降低电能的消耗、节省能源和提高传输效率。如今在电力行业的快速发展背景下，变压器的设计和电力传输方面得到了极大的提升，具备了更加优秀的性能。
一、常规用变压器的设计内容概述
变压器设计的主要依据和重点部分在于其连接方法以及变压器铁芯选择等。按照目前变压器的功能和技术性来讲，其连接方法通常采用角形连接技术、星形连接方式以及之字形连接方式等。一般这几种连接方式会使用大写的英文字母进行高压侧的标识，而使用小写的英文字母进行标识低压侧或二次侧电压。星形连接方式主要是以一点为重点并实现连接，其主要为降低重点的绝缘性，所以通常是进行高压绕组设计应用，而应用角形连接方式则是需要大电流低压绕组和星形绕组相互配合时进行连接设计使用的。之字形连接方式则主要因为其零序阻抗值比较低和减少电能电压的不稳定平衡情况所采取的接线方式，将这些连接方式进行组合型搭配能够确保变压器的运行状态达到最优水平。
此外，变压器的铁芯通常可以分为单相、三相三柱以及三相五柱等几种典型的分类。对于单相铁芯如果在电流负载不对称的情况之下进行连接方式的选取时要避免出现零序磁通回路引起电流畸变。所以进行设计时通常是采用高压星形配合低压星形连接方式等作为三相三柱铁芯设计[1]。三相三柱变压器及变压器组的结构如图1所示：
图1 三相三柱变压器及变压器组的结构
二、高压变压器设计中的设计问题和设计要点阐述
（一）高压变压器设计中高压进出线接线设计要点
一般按照常规的高压变压器设计理念其进出线的接线方式通常包括环网型、终端型以及终端双回路型等。环网型的接线方式是一端与电源电力供应进行连线，另一端从变压器的低压侧作为出线，而第三端线路则是与其它变压器或设备的连接进而实现供电。而终端型的进出线设计则是使用两根连接线，其一是接近供电电源，其二是作为变压器的低压侧出现进行连接，终端双回路型进出线接线设计则是将一端连写安与供电电源连接，另一端从变压器低压侧出现，第三个与备用电源进行连接，实现电源的持续输出出线的正常运行[2]。
（二）高压变压器设计中负荷开关的设计选择要点
按照常规的组合变压器标准其负荷开关通常设置为四位置开关和二位置开关。其中四位置开关的类型包含多种。所适用的变压器也多为环网型组合变压器。负荷开关的电流值是从系统流通的电流值所得出的。负荷开关的短路电流则是从组合变压器所设置的位置具备的短路容量来参考的。短路的容量多为单纯定义，不需测量获得[3]。所以进行设计时要注意多种开关的电流量和回路组合型变压器的实际，结合用户电缆以及容量进行设计。
（三）高压变压器设计中熔丝的设计要点
高压变压器熔丝的主要功能是基于安全防护考虑，通常是使用插入式熔丝和后备熔丝进行串联的方式进行应用。熔丝在电路的负荷超载或由于故障原因、温度原因等因素而产生熔断，进而实现对变压器设备的保护，这也是将熔丝采取插入式来进行设计的主要原因，并且其也是为进行熔丝替换提供便利条件。后备熔丝的作用则是要避免电流量突发升高或温度急速升高而导致变压器发生短路情况而采用的防护措施，一旦发生电流量升高或温度过高后备熔丝就会发生熔断，防止变压器短路[4]。在实际的高压变压器设计中必须要将插入式熔丝和后备熔丝进行组合使用，以防止各类故障或突发情况而损坏变压器。
三、低压变压器设计中的设计问题和设计要点阐述
（一）低压变压器系统设计中主进路开关设计
在进行低压变压器系统的设计过程中一般是结合电力传输距离和电网规模以及所要进行电力工程建设的未来规划等因素进行考虑设计。其首要的考虑是目前电力系统的标准需求，再参考未来发展规划等因素后进行设计内容的选定。其设计的要点在于保持低能耗、性能卓越、具有极高的运行效率等要点。其中主进开关的设计需要靠近变压器，并在发生短路的情况时能够进行短路电压的运行和主进线开关与配电之间的迅速断开。其设计通常是使用智能化的万能式断路器，对其要求主要是针对失压、电路短路、发生超负荷过载以及接地等情况下采取防护措施。按照其智能化设计需要结合不同情况进行不同保护性措施的反应。具有较高的安全性和稳定性[5]。此外在进行断路器额定电流量数值的参数设计要尽量依据低电压测的电流实际测量值进行合理的参考，其额定电流要尽可能的靠近变压器低电压侧数值，以防止断路器保护性能失衡。
（二）低压变压器系统设计中分路开关的设计
目前所进行低压变压器系统设计中所进行分录开关的设计大多采用塑壳断路器。对于分路开关电流值以及路数的设计要依据用户的实际使用和环境进行合理考虑，一般会选择分路四到六路，并稳定电流为二百到四百安。而由于分路开关的核定负载具有不同的针对性又常会分出不同形式，在进行设计时务必要参考实际情况。
（三）低压变压器系统设计中低压无功补偿设计
对于低压无功补偿部分的设计目前由于电气设备的智能化和感知型电气的大量使用，其功率方面就显得较低的，因此在进行使用时就必须要考虑对组合变压器进行无功补偿，以提高变压器运行的质量和效率以及稳定性。按照当前所体现出的情况组合变压器的无功补偿通常是使用就地补偿的设计。其容量通常为核定的百分之二十上下不过百分之十[6]。
结束语
变压器在于电力传输过程中有着极为重要的作用和意义，在进行变压器的设计时必须要注意根据变压器类型以及功能上的结合考虑，特别是在进行组合式的变压器设计时一定要重点结合高压系统供电体系的实际进行高压进出线接线以及终端回路的技术进行连接设计。并且符合开关的电流值也要依据环网系统电流的额定进行设计，确保不会超出变压器的额定电流值。同时其熔丝的设计也要结合变压器的特性和功能要求，要保证熔丝和后备熔丝的正确配合效果。低电压变压器系统的设计则要确保主进路开关以及分路开关和无功补偿设计的协调设置。变压器的设计重点在于各部分的协调以及功能性的注重，并在实际的应用中不断的进行研究与优化，结合电力传输和距离传输做出创新与改善，切实推动电力行业的健康发展。
参考文献
[1]曹小鹏. 大功率高频变压器优化设计[D].东南大学,2018.
[2]徐秀华. 基于高功率密度电源模块的变压器设计研究[D].中国航天科技集团公司第一研究院,2018.
[3]袁中华. 基于混合蛙跳算法10kV级油浸式配电变压器优化设计[D].河北工业大学,2016.
[4]尚洁. 变压器电力控制系统的研究及应用[D].河北科技大学,2016.
[5]李爱铂. 油浸式配电变压器计算机辅助设计的研究[D].河北工业大学,2016.
[6]耿顺伟.变压器设计技术问题分析[J].科技创新导报,2016,13(17):49-50.
论文作者:拓艳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：变压器论文; 电流论文; 低压论文; 高压论文; 方式论文; 组合论文; 电能论文; 《电力设备》2019年第16期论文;