摘要：介绍了三种变压器出线方式基本概念，同时介绍了出线方式对变压器结构的影响，并对不同结构特点进行了分析总结。
关键词：出线方式；变压器结构；影响
1、引言
通常主变压器高压侧与高压输电装置之间的连接有 3 种方式：架空线、电缆、SF6气体绝缘母线。这3种方式在具体工程设计中要结合应用场所、容量、在电力系统中的重要程度、连接电网的电压水平等综合研究，来确定采用哪种方式更合适。
本文将结合实际工作中遇见的220kV~500kV主变压器三种出线方式对变压器结构的不同影响及各自的特点做简单的阐述、对比总结。
2、架空线
220kV~500kV架空线出线是最常见的一种连接方式，一般情况下，它在3种方式中是首选方式。此种结构的220kV~500kV主变压器也是电网中应用最多、应用最为普遍的；冷却方式一般为ONAN或者ONAF。在发电系统中的升压变压器中也经常出现，因发电系统中主变容量比较大，冷却方式一般采用ODAF。为了节约现场占地空间，高压电容式套管往往在变压器箱盖引出，高压升高座为垂直于箱盖。因套管裸漏在空气中，日常维护简单，用肉眼观察就可以检查到套管的明显缺陷；但是占地面积较大是它的主要缺点。
图1 左为电网系统常用220kV外形图 右为发电系统常用220kV外形图
3、电缆
随着我国经济的大幅发展，城镇化进程的加大，城市人口的增加，城市人口密度急剧增加，居民供电及取暖成为了城市发展的首要保障条件。城市电网容量的进一步扩大，而土地资源受限，使得有些变电站或者发电站的建设面积逐渐减小，而且需要将变压器放置在内室，这样就需要使用电缆将电能输送到地面或户外。
变压器在地下或室内安装时，变压器和电缆之间的连接如果还像地面一样，由普通套管在空气中连接的方法，为保证油足够的绝缘距离，必然占有很大的空间，这样也就损失了变电站内很多空间。因此，这种变压器可以采用电缆出线，实现变压器电缆出线，可以使用两种不同的方法。一是可以将电缆终端与变压器出线套管（需要选用油油套管）组装在一个密封的油箱中，此种方法，现场试验可以通过油油套管的末屏引出端测出局放，不需要带单独的试验装置，缺点就是成本稍贵，结构复杂。还可以直接将电缆终端与变压器线圈通过引线直接相连，取消变压器套管；电缆插拔头出线方向可以直接朝向地面地沟位置或者水平出然后再引至地沟，方便现场接线，并且变压器结构简单，成本较低，缺点是现场试验不方便，需要变压器厂带单独的油气电容式套管及升高座做局放等高压试验，现场做完实验后再把实验套管及升高座返还至变压器厂。但不论用哪一种方法，变压器都要带一个“象鼻子”电缆盒，其余结构同常规变压器一致。
4、GIS出线
GIS出线的定义为：全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等多种高压电器组合而成的高压配电装置。GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的SF6气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属箱中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小，元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、防火性能好、检修周期长、维护工作量少，安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等特点。
应用在GIS系统中的变压器，首先其套管选择比较特殊。因为所有的高压带电电器都需要密封在充满SF6气体的接地金属箱中，所以变压器出线套管要选择油-SF6套管，即套管与变压器线圈连接的部分，放置在变压器油箱内；套管与外部GIS母线连接的部分，要放置在充满SF6气体接地金属箱中。二是接地金属箱要与套管法兰密封连接，才能组合成密闭的SF6气体空间，母线与套管连接方式采用铝管连接，安装裕度很小，所以对变压器高压套管安装制作精度要求高，现场不允许出现偏差。三是GIS系统中的隔离开关例行操作时会产生一种波前时间很短、振荡频率很高的特快速暂态过电压VFTO ( Gas Insulation Station )，可能侵入电力变压器绕组内部，并对绕组端部绝缘造成严重危害。故应用在GIS系统中的变压器，线圈绕组端部匝绝缘厚度要加强，并要采取其他分区补偿结构等措施来应对VFTO的影响。一般应用在大型抽水蓄能电站及水电站。
图2 带油-油套管式电缆终端出线示意图
图3 直接电缆终端出线示意图
图4 GIS出线变压器结构示意图
5、结论
通过以上三种不同出线方式对变压器结构影响的总结分析，我们不难发现；GIS出线一般应用在大型水电站等发电场所，电缆出线一般应用在城区室内或地下等电站建筑面积紧张的变电场所，而架空线出线大量应用在面积没有限制的输配电网络。随着我国经济的发展，新建电站逐渐向小型化、集成化方向发展，将会有越来越多的电站采用电缆出线和GIS出线。不论采用哪种出线方式，变压器都有最优的应对结构与之匹配，并在保证质量可靠的前提下力争成本最优。
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论文作者:王群伟,凡新,陈光胜,罗威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/7
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