摘要：本文主要针对220kV三相组合式电力变压器的设计理念及引线的设计工作展开分析，思考了设计的方法和设计的措施，提出了一些比较可行的设计方案，希望可以为今后的设计工作提供借鉴。
关键词：220kV；三相组合；电力变压器；引线
1 前言
当前发展可再生能源是全球能源的重要发展方向，无论发达国家还是发展中国家，都将水能、风能、太阳能等可再生能源作为应对能源安全和气候变化双重挑战的重要手段。我国政府非常重视可再生能源的发展，提出到2020年非化石能源占能源消费总量比例达到15%，2030年达到30%的宏伟目标。变压器作为输变电行业的动力核心，在能源运输中起着关键作用。对于一些偏远地区的电站，大容量电力变压器的运输成为影响这些地区发展的瓶颈。
2 三相组合式电力变压器的特点
三相组合式电力变压器是将大容量三相变压器，设计成三个容量相等的单相变压器。在运输过程中三个单相变压器单独运输，待到达目的地后将三台单相变压器进行组装。其特点在于：变压器运输体积小、重量轻，可满足苛刻条件下的运输要求；结构简单，便于安装；可靠性强，经济效益高。
3 220kV三相组合式电力变压器设计
3.1 项目情况
某光伏电站35/220kV升压站位于云南省凉山彝族自治州会理县。沿途限载桥梁涵洞多，弯多路险，道路现状难以满足大、重件运输要求。采用组合式结构每相的运输重量仅为原三相运输的2/5，运输长度也比原三相运输减小了一半，有效地解决了受运输条件限制地区的大型变压器运输问题。
变压器技术参数如下：
型号：SZ11-H-100000/220；额定容量：100MVA；
额定电压：（230±8×1.25%）/36kV；联结组标号：YNd11
3.2 电力变压器整体结构布置
三相组合式电力变压器是由三个独立单元的单相变压器通过共享油路来连接引线和油路，在现场重新组合安装在同一个基础上的三相变压器。该组合式电力变压器采用三个单相器身，每相铁心为单相三柱式：一心柱两旁柱（相比单相两柱能有效降低运输高度）。每个单相变压器各配置一个油箱，油箱之间通过可调节式金属波纹管连接，为保证油箱之间的装配精度，三台变压器油箱下部设计公用定位底座。三台单相变压器公用一套三相有载调压开关和电动机构。变压器高压和低压套管的排列顺序和三相一体式一致，面向高压侧从左到右依次为0、A、B、C（a、b、c），其中高压0相套管布置在低压侧。三个单相之间在组装时用引线在油箱内部连接好。为方便内部引线的连接，有载调压开关和低压套管都设置在中间B相处，两侧A、C相高压分接引线和低压引线通过油箱之间的金属波纹管道连接到B相的有载调压开关和低压套管上。如图1所示：
三台单相变压器组装后共用一个储油柜，通过联管和金属波纹管使三台油箱内部的油互通，三台油箱产生的气体通过箱盖顶部的主联管汇集到同一个气体继电器内。
3.3 引线设计的解决方案
3.3.1 高压引线的连接结构
高压引线为YN接法，三相的高压绕组首端出头直接接到高压套管，高压绕组末端出头和调压绕组出头（9个分接头）都要接到有载调压开关上。有载调压开关布置在B相油箱内，所以A、C相的高压绕组末端出头和调压绕组出头每相共计10根引线需要连接到B相的开关上。为满足分相运输要求，这10根引线必须在油箱之间设计成可拆式。
传统结构一般是用几道导线夹对每根引线进行单独夹紧，拆卸处用接线端子进行连接。传统结构存在的问题：①每根引线进行单独夹紧存在导线夹数量多现场安装操作不方便的问题。②为保证绝缘性能，现场组装时每根引线连接的接线端子处必须加包一层金属皱纹纸和6mm以上的绝缘纸，在现场变压器不具备吊罩的情况下要进行这项操作即费时又费力。③引线是穿过两相之间的连接管路（可拆卸的金属波纹管），管路长度在1m以上，由于管路内部无法布置导线夹，导致引线在管路内部会因跨距过大而出现下坠弯曲现象，工艺上很难保证引线之间、引线对管路壁的绝缘距离。
为解决传统结构存在的这些问题，进行了创新设计。在每根引线外部都套了一大一小两个绝缘纸管，绝缘纸管采用纸板制成，厚度3mm。安装时先将两个绝缘纸管穿在一侧的引线上，接线端子连接好后，只需包一层金属皱纹纸和2mm的绝缘纸，然后将大的绝缘纸管往接线端子连接处拉伸将其全部防护住，接着将全部套好绝缘管的10根分接引线整齐的排成2列，用导线夹将两列引线整体夹紧。在这个结构中，小的绝缘纸管起到了支撑架的作用，解决了引线因跨距大而下坠弯曲的问题，还起到了绝缘的加强作用，能尽可能地缩小引线之间的间距和油箱连接管路的直径；大的绝缘纸管起到了接线端子连接处的绝缘防护作用，减少绝缘纸的包扎厚度。这种结构操作方便、绝缘性能好、引线夹持简洁美观。
3.3.2 低压引线的连接结构
低压引线为d11接法。a相绕组首端出头既要连到低压a相套管尾部又要连到b相绕组末端出头，b相绕组首端出头既要连到低压b相套管尾部又要连到c相绕组末端出头，c相绕组首端出头既要连到低压c相套管尾部又要连到a相绕组末端出头。和高压引线的新结构一致，两相之间低压引线的连接也采用了外套绝缘纸管的结构，由于低压侧引线数量少，比起高压引线的安装更加方便快捷。
组合式结构低压引线存在的关键问题除了相间引线连接以外还有低压绕组直流电阻不平衡率的问题，国家标准GB/T6451-2008规定220kV变压器绕组直流电阻不平衡率：线≤1%。考虑到材料因素及制造误差，设计值要求控制在0.5%以内。
使用常规设计的低压引线布置方式计算的低压绕组直流电阻不平衡率：线为0.9%，大大高于0.5%的内控标准。分析原因主要是由于组合式变压器三相低压套管均布置在中间的b相油箱上，b相绕组首端出头连到b相套管尾部的引线长度远远小于另外两相绕组首端出头到套管尾部的长度。
为解决b相绕组首端出头连到b相套管尾部的引线长度过短问题，将引线从b相绕组首端出头开始在油箱内部沿器身绕一圈以后再连到b相套管尾部。按这种新的布线方式再计算低压绕组直流电阻不平衡率：线为0.45%，满足公司内控标准的要求。
4 结语
综上所述，220kV三相组合式电力变压器在我国能源发展中起着关键作用。在220kV三相组合式电力变压器设计中，引线设计又是重中之重，本文总结了220kV三相组合式电力变压器的结构特点和引线设计的具体思路和具体的设计方法，可供今后的设计工作参考。
参考文献：
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[2]蔡玉莲.750kV单相自耦变压器引线的更新布置[J].变压器，2017，54（12）：20-21.
论文作者:张韶承
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：引线论文; 绕组论文; 低压论文; 变压器论文; 套管论文; 油箱论文; 单相论文; 《基层建设》2019年第16期论文;