摘要：变压器是电力系统中的重要组成部分，特高压电力变压器作为一类特殊的变压器，具有制造难、设计复杂、工艺精细等特点，必须做好相关技术的研究与设备的日常维护，以保证供电系统能够安全可靠运行。本文对该类变压器的发展历程和研制技术进行了阐述，以供参考。
关键词：特高压电力变压器；发展历程；研制技术
1 引言
电力行业作为我国的重要行业，为了确保其顺利发展，电力设备特别是变压器的开发使用变得尤为重要。为了确保电能可以顺利的送至远方，电在由发电厂发出之后应提升电压，在电力输送到用户处之后，需利用变压器降低电压，由此可以得知变压器具有电能转换的功效，所以就整个电力系统而言，电力变压器的重要性是非常高的。为了满足人们日益增长的生产、生活需求，现已出现特高压电力变压器。特高压电力变压器主要分为换流变压器和交流变压器，由于特高压电力变压器的制造难度大，尤其设计复杂性高，而且工艺精细，所以现已成为衡量各国变压器制造技术高低的重要标准。下面就特高压电力变压器现阶段的研制技术与其未来发展趋势进行综合论述【1】。
2 特高压电力变压器简述
特高压电力变压器一般可分为内自耦变压器以及发电机升压变压器两种，其特点为：1、具有较强的容量，大多数三相容量均可超过1000MVA，部分现已经达到了几千兆伏安；2、具有较高的绝缘水平，同时其基准绝缘水平也相对来说比较高，大多数保持在1950～2250kV左右，部分甚至会超过2250kV。因为该变压器具有上述两种特性，所有其体积以及重量也相对来说较大，在该类变压器的设计以及制造阶段，需提前考虑到运输问题【2，3】。
3 特高压变压器关键性组件
3.1 特高压套管
特高压套管电压等级高、结构尺寸大，所以，必须要有相对先进的技术能力做支撑。现阶段特高压交流工程的1100kV特高压套管都是采购自ABB公司和意大利的PV公司。特高压设备直流套管和交流套管相比较，具有更高的技术要求，在长度、爬电距离、绝缘性能以及电场分布情况等方面与交流套管存在明显的区别。
3.2 调压开关
国内有一些有制造能力的调压开关厂家，可以实现的最大电压值为252kV，三相开关对于设备的最高电压使用值为750kV。最高的额定电流约为1200A。国际上的技术相对更加先进，设备的最大电压值约为362kV，最大额定电流值约为1300A，最高的电压级为4000kV。
4 特高压电力变压器自主研发关键性技术
现阶段，我国的特高压线路应用的1000kV的特高压交流变压器以及800kV的特高压换流变压器，都是由国内的厂家生产的，为我国自主制造，但是核心技术依然来自于国外。这实现了我国变压器制造水平的极大提高，与世界上先进设备之间的差距显著缩小，使我国特高压设备的研发速度加快，但是这方面的技术缺乏试验和数据，所以在进行调试、校准和维护的过程中，还存在一些问题，在评估绝缘性能、计算短路能力等工作中还存在着一些暂时没有解决的难题，比如：主纵绝缘设计校正中，变压器的绝缘设计能力和设备的稳定性、可靠性以及性能具有密切的联系，主绝缘设计以及纵绝缘设计都是设备制造中的一个关键性环节，设计流程如下：首先制造商根据已有的设计和制造经验，进行设备的最初设计；其次将设计结果转化为模型，进行三维电磁场仿真模拟和计算，获取电磁场的分布图纸以及电厂等位面图纸；然后将油隙需用场的强度进行校准，将绝缘油曲线作为计算的基准和依据，评价绝缘余量；最后校核绝缘件爬电路径，通过油浸纸曲线来评价设计余量。如果存在余量不足或者场强均匀化程度交叉的部位，就要结合计算结果进行有针对性的更改，实现绝缘余量的调整，通过二次布局和设计，使绝缘性能满足要求【4，5】。
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5 特高压电力变压器发展前景
5.1 电力智能型特高压变压器
随着科学技术的不断前进，智能技术的应用范围越来越广，将智能技术应用到特高压变压器的研发上，研制出新型智能变压器，是未来的大趋势。智能变压器是在传统变压器的基础上，加上执行器、电子器件以及传感器等装置而研发出的，大大提升了整个变压器的自我诊断功能。另外，由于智能化系统的有效应用，利用网络数字接口能够控制以及监测各项关键状态参量，同时实现数据的共享，进而实现对变压器运行效果的实时监测和评估，有助于制定其经济运行状况以及其他辅助决策。
5.2 提升研究特高压变压器设备绝缘水平优化方法的力度
由于特高压变压器周围设备所使用的绝缘配合原则各异，造成500kV系统在受到过强的绝缘裕度时，±800kV系统或者是1000kV系统的绕组避雷器不得不承担变压器所形成的过多电压，无论是从经济性上还是从安全角度考虑都是不科学、不合理的。当前新型氧化锌避雷器设计以及生产工艺已逐渐成熟，同时其性能更好，能够大大降低特高压变压器设备5OOkV区域的绝缘水平。
5.3 绝缘纸板所受到的吸油率影响探析
绝缘纸板所具有的放电特性往往会直接受到其吸油率的影响。由于特高压变压器的生产数量以及应用范围逐渐变大，而且国内绝缘纸板市场价格相对低廉，所以越来越多的特高压变压器开始使用国内企业所生产制造的绝缘纸板，进而出现同一变压器安装使用了不同厂家所生产的绝缘纸板。但是由于绝缘纸板的绝缘强度直接决定其导电率甚至是击穿特性。所以为了提高我国绝缘纸板的生产水平，需对绝缘纸板密度与其各项参数之间的关系进行深入研究。
5.4 节能技术在特高压变压器设备设计研发中的应用
当前特高压变压器设备所产生的能源损耗大约能够占到电网能源总损耗的百分之三十到百分之四十，我国相关技术标准中明确指出特高压变压器设备的空载损耗减少大约百分之十，负载损耗则需减少百分十十七。所以为了降低特高压变压器设备的空载损耗及负载损耗，需对其生产技术以及铁心结构进行科学调整。现可通过新工艺、新型绕组结构以及新型导线的投入使用，大大降低涡流损耗，从而达到减少特高压变压器设备负载损耗的目的。
5.5 提升特高压变压器设备环保性能性的措施方法
为了提升特高压变压器设备的环保效果，在设计配置特高压变压器设备时，需考虑到低噪声技术的使用。也就是除了要考虑特高压变压器设备在空载运行时所产生的噪音，采用有效方法降低其空载噪音外，同时还需要考虑到特高压变压器设备在额定容量运行状态下，所产生的声功率级噪声。现常用的降噪方法有安装隔声板、抑制铁芯振动等等。
6 结束语
我国现阶段特高压电力变压器的应用还处于初级阶段，技术还不够成熟，仍然存在着一定的弊端和不足，技术人员要结合我国电力系统的实际状况，做好技术的研究与更新，使之适合于我国的电力系统运行，做好不同环节的维护与管理，保证变压器运行的安全性和稳定性，保障供电的安全可靠，促进工业生产和社会建设的进一步发展。
参考文献：
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论文作者:姜望,王嘉薇,陈超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
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