超高壓與特高壓交流變壓器出線絕緣結構設計及應用

陳漾 潘興

前言

伴隨著科學技術的日益進步，目前超高壓間接式出線結構出現了一種新的絕緣設計結構，即電纜型出線結構。此種結構在高壓繞組引出線與高壓套管中部分和各柱高壓繞組高壓端引出線的連接部均可使用，并且對原有的出線絕緣結構進行簡化，極大地節省了經濟成本與制造材料，為確保超高壓變壓器出線裝置的可靠性做出了突出貢獻。

一、直接式中部出線結構

直接式中部出線結構不僅結構簡單，方便實用，而且還可以節省經濟成本，但是這種結構受運輸條件的限制，如果各種條件允許的話，中部出線的超高壓和特高壓產品盡可能采用直接式出線結構。在直接式中部出線結構中，高壓套管的尾部首先要與高壓引出線連接，其尾部可以直接進入到油箱當中，再通過出線裝置實現與高壓引出線之間的連接。其次，在變壓器運輸的同時，要對出線裝置進行加固，最后出線裝置隨本體一同運輸。直接式中部出線結構，如圖1所示。

圖1 直接式中部出線結構 圖2 間接式中部出線結構

二、間接式中部出線結構

與直接式中部出線結構相比，間接式中部出線結構克服了直接式中部出線結構受運輸條件限制的弊端，可以在很大程度上滿足變壓器運輸的要求[2]。間接式中部出線結構的出線裝置通常設置在油箱外部的升高座中，而高壓套管的尾部插入升高座的出線裝置中。最常見的間接式中部出線結構，如圖2所示。

三、多柱高壓繞組間的連線結構

多柱繞組間的連線結構的應用的變壓器的性能與直接式端部出線結構恰好相反，多柱繞組間的連線結構適用于特大容量的變壓器，彌補了直接式端部出線結構的不足，采用多柱串、并聯的結構設計方式。多柱高壓繞組間的連線結構同樣可以精簡設計結構與降低制造難度，克服運輸困難的問題，不僅如此，多柱高壓繞組間的串、并聯結構設計的主要目的是為了通過降低每柱容量而延長產品的使用壽命，可以提高變壓器的可靠性。如圖3所示，多柱高壓繞組間的連線結構。

四、直接式端部出線結構

直線式端部出線結構的高壓引出線的所處環境比較復雜，比如繞組、油箱、鐵心夾持結構件等部件都與其距離較近，如果在設計的時候出現錯誤，就會影響到這些部件的性能，使整個變壓器的性能降低，因此其絕緣結構設計對技術及精細程度要求較高。直接式端部出線結構，如圖4所示。

五、電纜型出線結構

電纜型出線結構相對比較簡潔，增加了對高壓出線裝置生產的可控性，比如控制生產成本、縮短生產周期等，這種結構使出線裝置的結構簡化，省略了絕緣成型件的設計。在實際電纜型出線結構設計中，由于對絕緣成型件設計的省略，需要在引線穿過油箱壁的開孔處增加一段引線絕緣保護，首先，設計人員要對高壓引線做進一步的絕緣加強措施，主要是加在高壓引線的外包絕緣覆蓋層上。其次，設計人員要對高壓引線的絕緣層表面進行包裹分割油隙，從而達到提高高壓引線耐電強度的目的。

（1—高壓套管；2—均壓球；3—均壓球絕緣保護；4—高壓引線；5—固定支架；6—高壓線圈；7—油箱絕緣保護；8—引線絕緣保護；9—高壓升高座）

結束語

綜上所述，直接式中部出線結構、間接式出線結構、多柱高壓繞組間的連接結構、直接式端部出線結構和電纜型出線結構是超高壓與特高壓交流變壓器出線絕緣結構的主要設計方式，對于維持變壓器正常運行發揮著不可替代的作用。在實際的超高壓與特高壓交流變壓器絕緣結構設計的過程中，只有結合變壓器的具體情況對絕緣結構進行設計，并根據變壓器的結構型式對出線結構做適當的調整才能設計出最佳的絕緣結構，充分保證出線絕緣結構設計達到理想目標。

（作者單位：中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司）

作者簡介

陳漾，男，1973年11月，漢族，籍貫：湖南省長沙市，本科，工程師，主要研究方向：輸變電設計，單位：中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司.

潘興，男，1980年4月，漢族，籍貫：吉林省延邊州，研究生，工程師，主要研究方向：電力工程，單位：中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司.