一种220kV高阻抗变压器工程设计新方法

摘要

变压器作为电力系统的枢纽设备，一旦损坏会给电网带来严重的危害，造成巨大的损失。随着电力系统容量的日益增长，短路电流也越来越大。为降低短路电流对变压器及其他电力设备的危害，高阻抗变压器逐渐应用于电力系统当中。统计数据表明，近年来三绕组高阻抗变压器在电网中的应用越来越广泛。而现有的高阻抗变压器的存在着制造成本高昂、损耗高、维护工作量大等问题。因此，研制经济、节约、便于维护的变压器具有重要的理论意义和工程实用价值。
　　本文提出了一种新的220kV三绕组有载调压高阻抗变压器工程设计方法。该方法要求高压绕组靠近铁心放置，向外依次为中压绕组、调压绕组、低压绕组。新结构的高阻抗变压器的实质是通过增大中压绕组和低压绕组间主空道尺寸的手段，增大纵向漏磁面积，从而达到提高阻抗的目的。该方法仅增大了中压及低压绕组间空道尺寸，因此在提高了高-低阻抗、中-低阻抗的同时，并不影响高-中阻抗。而且由于高压绕组内置，大大减小了高压绕组直径，从而降低了高压绕组导线电阻，可以缩小高压对中压绕组运行时的负载损耗。
　　本文详细推导了高阻抗变压器阻抗的工程计算方法，结合传统的计算方法，确定了电磁计算方案。考虑到本台产品的特殊性，利用有限元分析的方法通过计算磁场能量，对阻抗进行了仿真验证。由于变压器改变了绕组排列方式，也改变了电容分布，本文还计算了全波雷电冲击电压分布情况。在结构设计时，针对器身绝缘等特殊部件进行特殊设计，最后进行样机制造、试验。最终试验结果表明，本文提出的设计方法完全满足规定参数要求，达到预期目的，且经济性较好，是一种较为理想的高阻抗变压器设计方法。

目录

声明

摘要

第1章 概述

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 变压器电磁计算的基础理论

2．1 变压器电磁计算简介

2．1．1 变压器电磁计算的任务

2．1．2 电磁计算的一般程序

2．2 变压器短路阻抗计算

2．2．1 变压器短路阻抗简介

2．2．2 漏电抗计算假定的理想条件

2．2．3 短路阻抗工程计算方法的推导

2．3 变压器冲击分布计算

2．3．1 变压器冲击分布计算的任务

2．3．2 变压器冲击分布计算原理

2．4 本章小结

第3章 高阻抗变压器电磁计算结果

3．1 变压器设计参数

3．2 电磁计算结果

3．2．1 铁心、绕组基本参数

3．2．2 绕组参数简介

3．2．3 阻抗计算

3．2．4 损耗计算

3．2．5 温升计算

3．2．6 短路能力计算

3．3 计算验证

3．2．7 阻抗验证

3．3．1 冲击分布验证

3．4 本章小结

第4章 高阻抗变压器绝缘结构简介

4．1 概述

4．2 器身绝缘结构

4．3 本章小结

第5章 变压器试验

5．1 变压器试验简介

5．1．1 变压器试验的任务

5．1．2 变压器试验的项目及流程

5．2 试验结果

5．2．1 绝缘特性试验

5．2．2 电压比测量及电压矢量关系校定

5．2．3 绕组电阻测量

5．2．4 外施耐压试验

5．2．5 感应耐压试验

5．2．6 开路试验及短路试验

5．2．7 全波雷电冲击耐压试验

5．2．8 温升试验

5．2．9 过电流试验

5．3 试验参数对比

5．4 经济参数对比

5．5 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介