探究交流特高压变压器技术分析及展望

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摘要：电力行业作为我国的重要民生行业，为了确保其顺利发展，需尤其注重变压器的开发使用。这是由于为了确保电力可以顺利的送至远方，电力在由发电机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以及电能消耗的功效，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。下就交流特高压变压器现阶段的研制技术与其未来发展进行详细分析。

关键词：交流特高压；变压器；技术分析；展望

引言

随着世界能源工业快速发展，能源和环境问题日趋紧迫，通过全球能源互联实现能源结构向低碳、高效、大范围优化的方向发展已成为必然趋势，而构建以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网则是实现全球能源互联的重要保障。变压器是特高压交流输电工程的关键设备之一，随着电网投入的加大，技术更新的迅猛，传统的工程管理方法和经验已经不能适应大规模、输变电工程建设管理各方面都暴露出许多弊端，造成管理效率不高。

一、特高压变压器结构

特高压变压器由于电压等级高，尺寸大，为了便于运输，将特高压变压器主体和调压补偿部分分体布置，形成两个变压器，即主体变和调压补偿变。主体变铁心采用四框五柱式，即三主柱带两旁柱；主体变三主柱由外向内布置高、中、低三组线圈，三柱并联连接；调压变和补偿变的器身独立布置于同一个油箱中（即调压补偿变），调压变铁心采用单相三柱式，补偿变铁心采用单相口字形。

二、交流特高压变压器技术分析

（一）、调压补偿方式

自耦变压器的调压一般采用中压线端调压和中性点调压2种方式。对于特高压变压器，由于中压为500KV级，若采用500KV线端调压，绝缘水平相对较高，线端侵入波时调压断路器和调压绕组受到较高电场的作用，不仅绝缘结构复杂，而且目前尚无可用的调压断路器。因此，现阶段特高压变压器均采用中性点变磁通调压方式。接线原理见图2。

HV-串联绕组；MV-公共绕组；LV-低压绕组；

PV-励磁绕组；TV-调压绕组；

PV-低压励磁绕组；BV-低压补偿绕组

图2 变压器接线原理

当中压侧系统电压高于额定值（252KV）时，分接头在1-4档，加在调压绕组上电压为正，则公共绕组和励磁绕组上电压降低。当中压侧电压低于额定值时，分接头在6-9档，其极性端与1-4档时正好相反，加在调压绕组上电压为负，则加在公共绕组上电压超过额定电压，铁芯中磁通增加，公共绕组感应电动势升高，高压侧电压维持不变；低压绕组感应电压升高，而调压绕组感应电压方向和低压绕组电压方向相反，由调压绕组感应补偿电压和低压绕组电压方向也相反，因此经补偿后低压侧电压在偏离额定电压很小处波动。通过以上分析，通过调节调压补偿变压器的档位，实现中压侧调节范围为±5%时，保证低压侧电压变化不超过±0.2KV。

（二）、主体变保护整定

变压器差动保护按变压器内部故障能快速切除，区外故障可靠不误动的原则整定。差动保护启动电流一般取0.2-0.6倍的特高压主变高压侧额定电流。距离保护为变压器部分绕组的后备保护，不作为变压器低压侧故障的后备保护。带偏移特性的阻抗保护，指向变压器的阻抗不伸出对侧母线，可靠系数宜取70%；指向母线侧的定值按保证母线金属性故障有足够灵敏度整定。高压侧按指向变压器侧阻抗的10%整定；中压侧按指向变压器侧阻抗的20%整定。变压器低压侧套管三相过流保护整定值按可靠躲过低压侧额定电流整定，按变压器低压侧相间故障有灵敏度校核；变压器低压侧分支三相过流保护整定值按可靠躲过低压分支额定电流整定，按变压器低压侧相间故障有灵敏度校核；过激磁保护告警定值取1.06倍过激磁倍数；1.1倍过激磁倍数启动反时限跳闸曲线，跳闸时间和主变厂家的过激磁能力曲线相配合。

（三）、调压变纵差保护

1）增加不灵敏段差动保护及调压硬压板，不灵敏段差动保护定值按1.2倍基准值整定。挡位调节时调压硬压板投入，投入不灵敏段差动保护、退出灵敏段差动保护； 正常运行时调压硬压板退出，投入灵敏段差动保护、退出不灵敏段差动保护。2）极性开关变位时退出调压变差动保护。由于不灵敏段差动保护定值按1.2倍基准值整定，挡位调节范围大时也能躲过调压过程中的最大不平衡电流。另外，极性开关变位时退出调压变差动保护，可防止正、负挡位切换时不平衡电流过大造成不灵敏段差动保护误动。因此，以最大额定电流为基准值整定适用于所有挡位的调节。

三、对于交流特高压变压器技术的未来展望

（一）、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。智能变压器是基于传统的变压器，再加上执行器、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系统的自我诊断功能。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，进而实现实时评估智能特高压变压器的运行效果、经济运行状况以及其他辅助决策。

（二）、节能环保

当前特高压变压器设备所产生的能源耗损大于能够占到电网总耗损的百分之三十到百分之四十之间，所以为了降低特高压变压器设备的空载损耗，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，可大大降低涡流损耗，从而达到减少特高压变压器设备负载损耗的目的。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，现常用的降噪方法是安装隔声板、抑制铁芯振动等等。

结束语

总之，当前我国特高压电力变压器仍属于初级发展阶段，只有注重自主研发，积极学习国外先进经验，才能够提升我国特高压电力变压器的质量以及运行效果，从而推动我国国民经济不断提升，电力变压器产业不断发展。基于带电作业的特殊性，相关工作人员要对其引起重视，在工作中采用绝缘材料，并做好切身防护措施。一旦防护工作不完善，则会导致带电作业过程中发生人身伤亡事故， 所以电力企业需要加强安全防护工作，将安全作为各项工作的重中之重，确保工作人员的人身安全，为电力用户提供稳定、可靠的电能供应。

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