[發明專利]特殊阻抗的高壓廠用變壓器

無效

• 申請號: 201010227627.2
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101968990A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 張中;江建清;賀平
• 申請（專利權）人: 江蘇上能變壓器有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F29/00
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 周建觀;張云

技術領域

本發明屬于變壓器領域，涉及一種無載調壓高壓廠用變壓器的特殊設計，具體地說是一種特殊阻抗的高壓廠用變壓器。

背景技術

高壓廠用變壓器，系指發電廠向廠用負荷供電的變壓器；廠用變壓器具有如下特點：(1)廠用變壓器的接線組別應滿足與廠用起動/備用變壓器的并聯切換，并考慮廠用中壓系統的中性點接地方式。(2)廠用變壓器的阻抗決定于具體工程的廠用中壓設備的允許短路電流承受能力和單臺最大電動機正常起動和電動機成組自起動時廠用母線的允許電壓水平，也可采用分裂繞組變壓器以減少廠用母線的短路電流。(3)廠用變壓器一般采用無勵磁調壓。(4)廠用變壓器應能承受當高壓側系統阻抗為零時其低壓側出口處三相金屬性短路，變壓器所有繞組(包括穩定繞組)不應變形和損壞，并能繼續運行。對于直接與發電機聯接的廠用工作變壓器，還要考慮發電機滅磁時間對其承受短路能力的影響。

根據行業標準JB2426-2004《發電廠和變電所自用三相變壓器技術參數和要求》，對于大型發電廠常用的高壓廠用變壓器，容量一般為16000-63000kVA，結構型式為無勵磁調壓油浸分裂式變壓器，低壓側電壓為6.3kV，半穿越阻抗電壓百分數(也就是低壓分裂式繞組的任意一個單獨對高壓繞組運行時的阻抗電壓百分數)取為16.5％～23％之間。

隨著市場經濟的深入發展，越來越多的變壓器用戶根據自身的實際需要而并非完全參照國家標準來訂購大型變壓器。在某些大型電廠的擴建項目中，其廠用負荷分布于兩個不同的電壓等級，因此，其高壓廠用變壓器的結構型式就不能選擇標準中推薦的無勵磁調壓油浸分裂式變壓器，而將采用三線圈無勵磁調壓變壓器；而且由于廠用負荷較大，廠用變壓器的容量亦較大，而廠用負荷的電壓等級為6.3甚或3.15千伏，如果不提高低壓繞組的相關阻抗電壓，則低壓側的短路電流將相當大，無論是對于變壓器本身的抗短路能力或低壓側斷路器的規格選擇來說，都是相當不利的。所以，在當今一些大型電廠所定制的個性化高壓廠用變壓器中，采用三線圈無勵磁調壓結構，阻抗相當特殊，要求中-低阻抗電壓百分數最大，且其數值小于高-中阻抗電壓百分數與高-低阻抗電壓百分數之和。

以江蘇揚州某電廠2005年投運的2×600MW擴建工程的高壓廠用變壓器為例，變壓器規格型號為SFSZ10-42000/22，高壓側電壓為22±2×2.5％kV，中壓側為10.5kV，低壓側為3.15kV，統一折算到變壓器額定容量時，高壓對中壓的阻抗電壓百分數為8％，高壓對低壓的阻抗電壓百分數為30％，中壓對低壓的阻抗電壓百分數為35％。

根據以上這種特殊阻抗變壓器的參數要求，在傳統設計技術下通常的線圈排列結構為：自鐵心起，由內而外的線圈排列順序依次為鐵心→中壓線圈→高壓線圈→低壓線圈，其中高壓側的分接段設置在高壓線圈本體上。這種結構的確可以實現高-中阻抗最小、高-低阻抗次之、中-低阻抗最大的局部目的，但存在兩方面的主要缺陷，其一是這種結構下的中-低阻抗電壓百分數必然大于高-中阻抗電壓百分數與高-低阻抗電壓百分數之和；(這是由決定阻抗大小的不同繞組對運行情況下線圈間的漏磁場形狀及等值漏磁面積的通行規律決定的，在三線圈結構中，內側與外側線圈間的漏磁組的等值漏磁面積必然大于內側線圈-中間線圈間漏磁組等值漏磁面積與中間線圈-外側線圈間漏磁組等值漏磁面積之和。)通常三線圈變壓器中最大的阻抗等于另兩個阻抗之和的1.1倍左右。例如，根據國家標準《GB/T6451-2008油浸式電力變壓器技術參數和要求》，常規的110千伏級三線圈無載調壓或有載調壓非自耦變壓器，其阻抗典型值為10.5％、6.5％、18.5％，最大的阻抗是另兩個阻抗之和的1.09倍；常規的220千伏級三線圈無載調壓或有載調壓非自耦變壓器，其阻抗典型值為13％、8％、23％，最大的阻抗是另兩個阻抗之和的1.095倍。

而上述實例中卻要求最大的阻抗值為另兩個阻抗之和的92％，這是這種常規結構所無法實現的。其二是，由于變壓器容量較大，而電壓不高，高壓線圈的電流比較大，高壓側的分接段設置在高壓線圈本體上時分接抽頭繞制困難，并且由于其并非外側線圈故分接抽頭只得在主絕緣間隙中引出，這種結構已經被證明在抗短路能力上存在明顯的缺陷。

發明內容

本發明的目的是要提供一種具備較強的抗短路能力且合理地實現特殊阻抗要求的特殊阻抗的高壓廠用變壓器。