组合变压器的设计

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北京电力密云供电公司  霍向荣两会代表委员说电力专题

摘要：介绍了组合变压器中的变压器、高压系统、低压系统设计以及设计时应注意的几个技术问题。访问

关键词：组合变压器；高压系统；低压系统资料频道提供电力行业最新统计资料

中图分类号：TM421 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2007)01-0058-02

组合变压器是将变压器、高压室、低压室组成“品字型”结构，其中变压器位于后部，称为“后仓”，高低压室位于前部，称为“前仓”。由于变压器、高压室、低压室组成一体，故称为组合变压器。因其具有结构紧凑、体积小、安装迅速、操作方便、全绝缘、全密封，并且能够深入负荷中心等诸多优点而被广泛应用于居民小区、工业园区、商业中心及高层建筑等各种场所。组合变压器的设计包括变压器部分、高压系统、低压系统的设计。

1 变压器的设计

变压器的设计与普通油浸式变压器的设计原理基本一样。铁芯材料可采用高导磁的硅钢片，也可采用非晶合金；铁芯结构可采用叠片式，也可采用卷铁芯结构。绕组材料可采用铜导线，也可采用箔式。在变压器设计时值得注意的是组合变压器的连接组别，根据我国电力网的实际情况（10 kV级中性点绝缘），宜采用Dyn，因为高压侧为D接线，零序电流及三次谐波可在D接线内流通，不会引起输出电压的畸变及由于三相负载不平衡引起的中性点漂移。而不宜采用Yyn接线，因为Yyn在三相负载不平衡时容易引起中性点漂移，影响输出电压的质量。

2 高压系统设计

2.1 高压系统进出线方式的设计

高压系统的接线方式有环网型、终端型、终端双回路型。环网型即“一进二出”，一个电源进线，一个从变压器的低压侧出线，另一个引至另一台变压器或其他电器，为另一台变压器或其他电器提供电源。终端型即“一进一出” 一个电源进线，一个从变压器的低压侧出线。终端双回路型即“一进一出一备” 一个电源进线，一个从变压器的低压侧出线，另一个为备用电源，当主进电源发生故障时，由备用电源供电。

2.2 高压系统负荷开关的选择

组合变压器的负荷开关有四位置开关和二位置开关。四位置开关有“T”型、“V”型和“I”型。“T”型和“V”型开关均可用于环网型组合变压器，“T”型和“V”型开关有600 A和200 A两种，负荷开关电流值的选择是根据系统通过的电流值即环网总回路的电流值来确定的，而不是由变压器的容量来确定。负荷开关的短路电流根据组合变压器安装位置的短路容量来确定。200 A负荷开关配备200 A系统套管和肘型电缆插头，肘型电缆插头及电缆头的大小根据用户所埋设的电缆直径来确定，如：120 mm2电缆配备电缆头型号为“A09”，200 A系统所配备的电缆直径为35～150 mm2之间。铜电缆配用铜压接头，铝电缆配用铜铝压接头。600 A负荷开关配备600 A系统套管和“T”型接头，600 A系统所配备的电缆直径为180～350 mm2之间。“I”型负荷开关用于终端双回路型组合变压器。“T”型、“V”型和“I”型开关的连接方式及位置图见图1。


图1　开关的连接方式
2.3 高压系统熔丝的设计

组合变压器的保护是由插入式熔丝（BAY-O-NET）和后备熔丝（ELSP）串联起来实现的。插入式熔丝在过载、次级故障及油温过高时熔断。由于该类事故发生率大，所以将其设计成插入式，可在外部更换。后备熔丝在大电流即变压器短路时熔断，由于该类事故发生率很少，所以将其固定在变压器的油箱内。插入式熔丝和后备熔丝的选取根据他们各自的安秒特性，选取时要注意不同容量组合变压器之间的插入式熔丝和后备熔丝的相互配合。插入式熔丝和后备熔丝的安秒特性曲线见图2。例如：容量为500 kVA的组合变压器，10 kV高压侧额定电流为28.87 A，考虑到变压器油的温升对熔丝长期工作电流的影响，以及变压器合闸时涌流对熔丝的影响，选取插入式熔丝为65 A，后备熔丝为100 A。根据安秒特性曲线可得变压器合闸时涌流（一般为额定电流的12倍）不会使插入式熔丝熔断，100 A 后备熔丝最少熔断电流为610 A，后备熔丝不会先于插入式熔丝熔断。


图2　熔丝的安秒特性
2.4 高压系统负荷开关的隔离设<