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摘要：分析了内置限流电抗器的结构及优点，以一台220kV，240MVA主变为例，分析了限流电抗器的漏磁、阻抗、损耗、噪音等主要技术参数。
关键词：内置限流电抗器；绕组；漏磁；阻抗
提高变压器抗短路能力是保证电网可靠运行的关键措施，高阻抗变压器因其抗短路能力较强而日益受到电力用户的青睐。实现高阻抗的方法通常有两种：一种是采用加大主空道或者采用绕组分裂方式；另一种是采用内置限流电抗器方式。
内置限流电抗器方式是我公司从国外引进的针对高阻抗变压器的新技术，该方式在国外已有三十年的设计、制造以及成功运行经验。
本文现以一台240MVA主变为例，就内置限流电抗器方式的工作原理、结构特点及运行可靠性等谈一些自己的看法和认识：
产品型号：SFSZ11-240000/220
额定电压：220+-8X1.5%/115/10.5kV
额定容量：240/240/80MVA
联接组别：YNyn0d11
短路阻抗：14-50-35%（HV-MV，HV-LV，MV-LV）
1.高阻抗变压器常用的两种结构形式简介
1.1采用绕组分裂方式的高阻抗变压器，为了增大阻抗，通常将中压绕组分裂为两部分，一部分中压绕组放置在高压和低压之间，另一部分放置在高压调压绕组的外侧，详见下图1。
图2：内置限流电抗器低压线圈的结构型式
采用内置限流电抗器实现高阻抗的方法有以下特点：
1）电抗器的绝缘水平和低压绕组相同，都相对较低。
2）需要采取有效措施来控制电抗器的漏磁分布，防止在电抗器及周围部件中产生局 部过热现象。
3）需要采取可靠的夹紧结构，减小电抗器的机械震动。
2.内置限流电抗器的结构及性能特点
和芯式电抗器不同，内置限流电抗器是由上下及两侧钢结构压板以及中间的三个独立绕组组成，上下及两侧钢结构板是由硅钢片形成的铁轭和钢结构件通过高强度拉螺杆紧固成一个整流，构成磁路并夹紧绕组。
2.1内置限流电抗器的漏磁分析
变压器正常运行时的磁通分布如下图3所示，由于上下及两侧铁轭是由硅钢片组成，有很高的磁导率，磁阻很小，因此内置限流电抗器磁通主要通过绕组内部和铁轭闭合，几乎没有漏磁。所以完全不会对其周围的油箱、变压器器身及钢结构件产生影响，不会带来局部过热。并且在温升试验时，可以通过红外测量仪测量电抗器附近油箱壁的温度加以验证。
图4：短路时内置限流电抗器磁通分布
变压器短路运行时，其电抗器绕组受到的短路力F（见图4），可以看出绕组分别受到水平向外的幅向分力以及指向绕组中心的轴向压紧分力。其圆周型绕组也使水平分力均匀分布，可以承受较大的短路力。而指向绕组中心的轴向压紧力使线圈更为紧实，也可以承受较大的短路力。
2.2内置限流电抗器的电气分析
电抗器绕组本身绝缘水平较低，需要防止的是高压、中压绕组冲击电压及其震荡引起的传递过电压造成的危害。通过专业的分析计算软件，可以精确计算出高、中压绕组入波时电抗器绕组传递电压的大小，并结合适当的绕组结构，完全可以保证电抗器的电气性能。
2.3内置限流电抗器的阻抗和损耗
采用内置限流电抗器的高阻抗变压器与绕组分裂的变压器相比有相同的空、负载损耗及额定阻抗，但对变压器运行性能较重要的一点是，内置限流电抗器的变压器其阻抗在极限分接位置和额定电压分接之间的变化较小。参数对比详见下图5：
图5：两种结构型式变压器阻抗对比
2.4内置限流电抗器的噪音特性
内置限流电抗器做为变压器内部的一个部件，其和变压器有着同样的制造标准、设计及工艺流程。变压器正常运行时，电抗器上的电压很低，整个变压器噪音水平较低，不用做单独的噪音测量。做为变压器的一部分，内置限流电抗器参数及性能通过变压器整体的噪音、阻抗、绝缘等试验来验证。
2.5内置限流电抗器的变压器的电压调整率
两种高阻抗变压器的电压调整率是相同的。尽管串抗方式引入了电抗器，增加了感抗，对负载电流增加了感性成分，但分裂绕组结构同样增加了感抗（绕组电感及互 感），对负载电流也增加了感性成分。总的看来，在相同的阻抗和负载条件下，变压器的外特性并没有任何不同。两种方案需要相同的无功补偿，从实际变电站的运行来看，也是如此。
3.结论
内置限流电抗器及绕组分裂是高阻抗变压器均可采用的两种方式，只要使用得当，都能达到满意的效果。由于两者原理上的不同，性能各有利弊。关键在于用高水平的设计和制造去发挥各自的长处。从运行的角度看，内置限流电抗器比较有利。
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论文作者:李玮玮
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
标签：流电论文; 绕组论文; 变压器论文; 阻抗论文; 结构论文; 电抗器论文; 电压论文; 《河南电力》2018年21期论文;