（江苏省电力公司检修分公司扬州运维分部，扬州，225001）
【摘 要】特高压变压器的绝缘结构，在变压器运行中起到保护的作用。绝缘结构中最重要的是主绝缘设计，关系到特高压变压器的可靠性，遵循零放电的设计原则，强化变压器主绝缘的设计过程，保护特高压变压器的安全，同时还能维护特高压变压器的性能。因此，本文以特高压变压器为研究对象，分析主绝缘的设计。
【关键词】特高压；变压器；主绝缘设计
特高压变压器是电网系统中的关键设备，电力企业为了保障特高压变压器的安全性，提高了对绝缘结构的重视度，优化主绝缘设计，以此来保护特高压变压器的安全运行。特高压变压器的主绝缘设计，应该具备创新的设计理念，既要保障绝缘结构的稳定性，又要降低主绝缘设计过程中的成本，实现安全与经济并存的效益保障。
一、特高压变压器绝缘结构分析
特高压变压器的绝缘结构，在各种工况下，都能保护变压器的安全运行，预防电场的干扰，排除局部放电的破坏。特高压变压器设计中，严谨控制电场强度，才可实现主绝缘的稳定性。绝缘结构是特高压变压器主绝缘设计的对象，在变压器中有针对的进行设计，保障变压器的绝缘性能。特高压变压器是电网系统中较为敏感的装置，其在运行中面临着电场强度的干扰，导致变压器处于高风险的环境中，而绝缘结构的目的性非常强，专门用于保护特高压变压器的运行，营造绝缘、安全的环境，促使特高压变压器处于高效的运行状态，最主要的是深化主绝缘设计，为绝缘结构提供标准的保护方案，规范主绝缘设计的应用，消除特高压变压器绝缘结构中的危险隐患，强调绝缘结构的可行性。
二、特高压变压器主绝缘设计的理念
特高压变压器主绝缘结构有绝缘覆盖、绝缘层和绝缘隔板，保护变压器的安全运行。绝缘盖的保护对象是线圈、构件等，消除表面的电场负荷；绝缘层的厚度达，其可改变电场状态，辅助降低油隙内的场强，在引线、静电环中较为常用；绝缘隔板是最为重要的材料，其可应用到变压器的各个部分，包括线圈、引线等，在整体上提高变压器的绝缘水平[1]。特高压变压器主绝缘保护的方法也可分为三类，即：油-隔板保护、油隙绝缘强度保护、电场强度分析法，在主绝缘设计中，采用电场强度分析法，明确特高压变压器部位的场强数据，由此才能设计出对应的绝缘保护方法，此类方法的实用性强，广泛应用到特高压变压器的主绝缘设计中。特高压变压器的主绝缘设计中，深化无局部放电的设计理念，保护设计过程的安全性和可靠性，避免主绝缘设计面临着安全风险，体现主绝缘设计在特高压变压器中的优质性。
三、特高压变压器的主绝缘设计分析
1、线圈电场计算
特高压变压器线圈的绝缘计算，是指高压线圈和中压线圈，具有均匀的电场分布，属于变压器主绝缘设计中相对比较简单的项目。特高压变压器主绝缘设计中的线圈电场计算，考虑到场强和绝缘距离的关系，做好准确的计算工作。变压器线圈电场计算中，按照不同的工况，设计绝缘试验，同时构建电场计算的模型。变压器的高压线圈、中压线圈，表现为圆筒柱结构，外部是高压线圈，内部是中压线圈，两个线圈嵌套的同时，使用油隔板，通过绝缘板对其进行分割，提高绝缘的水平。
由于线圈主绝缘设计中存有电位差，所以在构建电场计算模型时，需要按照先中部，再上下的结构，保障线圈电场的均匀分布，确保计算模型的合理化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电场计算试验中，使用了ELECTRO软件，专门用于计算线圈的电厂，促使电场具有自适应划分的性能，简化电场的结构划分，便于计算线圈电场，该软件对特高压变压器电极附近的电场特别敏感，不仅可以自动计算电场数据，还能优化数据结果，主动选出最为合适的主绝缘设计数据，提升线圈电场的计算水平。特高压变压器的高压和中压线圈，试验操作的电压=1100kV，在油隔板的作用下，将间隙分为多个电压层次，不具备大油隙空间，而是以细化的空间存在，各个油隙空间，都达到一定的耐电强度，进而保障整体绝缘的效果。
2、引线电场计算
引线在特高压变压器中起到连接作用，其中1000kV引线，主要连接了线圈和套管，电压等级非常高，如果依靠常规的绝缘设计，不能达到安全的标准，因此以变压器的1000kV引线为例，分析主绝缘设计[2]。1000kV引线绝缘设计的核心是：规划设计带电体直径，增加数据，或者重新设计电极的形状，融入绝缘层的应用，也可使用绝缘隔板，保障1000kV引线的整体强度。
1000kV引线的电场计算，是主绝缘设计中不可缺少的部分。电场计算模型中，均压球、均压管对计算精度的要求比较高，均压球的顶端位置，连接了引线的套管，下部接入了均压管，当模型中的的等位线呈现弯曲时，表明电场突变，根据等位线的变化，即可得出引线连接部分的绝缘情况，一般相割等位线的数量较多时，表明场强大，需要强化主绝缘的设计，增加绝缘的保护措施。通过1000kV引线电场的模型设计，得出如下结论，分析如：(1)不等距的油隙划分，适用于引线的主绝缘设计中，保障引线绝缘的可靠性，即使电场强度变化不均匀，也能保障引线的安全；(2)沿面爬电在引线中的危险性强，找出容易发生沿面爬电的位置，着重提高绝缘强度，预防沿面爬电的风险，加强绝缘保护的控制力度；(3)合理设计绝缘隔板，尽量以多层的形势应用到引线的主绝缘设计中，便于规范引线的绝缘设计。
3、连接引线的电场计算
因为电场计算是特高压变压器主绝缘设计的核心，所以将其应用到高压线圈的柱间连接中，专门计算引线的电场强度，用于完成连接引线的绝缘设计。特高压变压器的特征明显，通过多柱并联的方式，依次连接变压器中的高压线圈，连接引线必须实行主绝缘设计，降低连接引线的场强。例如；某变电站的特高压变压器，连接引线使用了铜质均压管，在相邻引线间实现屏蔽与隔离，该变电站为了提高绝缘设计的水平，在均压管的外部，还敷设了绝缘层，使用4层绝缘隔板，全面保护连接引线的安全，连接引线的电场模型中，数据分析软件为ANSOFT，适应连接引线的三维模型，实际引线处于等电位的状态，工频=1100kV，可以忽略均压管线圈的绝缘设计，该变电所油隙绝缘裕度分别是1.57、1.75、1.91、1.94，平均场强≈2.1kV/m，具备足够的绝缘强度。
针对连接引线的场强设计，总结几点结论，如：(1)优化引线模型中的三维电场设计，为主绝缘设计提供准确的数据，利用模型分为引线周围环境的影响，确保主绝缘设计的精准性，全面保护特高压变压器的绝缘性能；(2)利用模型得出场强云图，规范设计出电力线，降低引线主绝缘设计的复杂性；(3)连接引线的主绝缘设计中，遵循等距离设计的原则，不会因距离大而造成绝缘不足的问题，但是此类主绝缘设计，结构上存在不合理的点，后期设计时应注意结构控制的问题。
结束语：
特高压变压器在主绝缘设计的作用下，逐渐进入安全保护的状态中，设计过程中设计到试验探究、理论知识，目的是保障主绝缘设计的准确性，全面融入到特高压变压器的运行中。主绝缘设计在特高压变压器中，充分发挥保护的作用，同时电力企业将主绝缘设计的思想，逐步进入到大容量、高等级的变压器中，满足变压器的安全需求。
参考文献：
[1]赵峰.特高压变压器的主绝缘设计研究[D].华北电力大学,2013.
[2]刘泽洪,郭贤珊.特高压变压器绝缘结构[J].高电压技术,2010,01:7-12.
论文作者:张郭晶
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿
论文发表时间:2016/4/18
标签：变压器论文; 引线论文; 电场论文; 特高压论文; 线圈论文; 结构论文; 隔板论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;