128kV双电压式电力变压器的开发设计

郑刚 王介全

西安西电变压器有限责任公司 陕西西安 710000

1 主要技术参数

型号：SF11-11000/128

额定频率：50Hz

额定容量：11/11MVA

额定电压：128±2×2.5%-64+3-1×5%/5.5kV

短路阻抗：9%

联结组别：YNd11

冷却方式：ONAN/ONAF

空载损耗：≤12.5kW

负载损耗：≤59.6kW

绝缘水平：h.v.

线路端子：LI650AC275l.v.

线路端子：LI60AC20l.v.

中性点端子：LI385AC165

2 产品结构及设计控制

2.1 方案确定及结构

此台变压器为双电压无励磁调压，双电压分接级数及百分数不同，串并联联结方式及调压结构成为设计方案的关键。通过对多种方案的对比分析，确定此台产品采用高压绕组分两段，通过开关进行串并联之后，再串入调压绕组的这种方式能够满足用户双电压128±2×2.5%-64+3-1×5%/5.5kV的使用要求，两种电压下调压部分通过的电流不同，并联方式为串联方式的2倍[1]。

变压器高压绕组分上、下完全对称的两段，通过串并联开关实现联结，调压绕组通过无励磁分接开关连接各级电压，铁心采用三相三柱式结构。高压线圈使用全扭矩，终端线圈使用连续的，端线圈使用连续的，端线圈使用连续的，端线圈很好地平衡安匝，导致由安匝不平衡引起的小力。低压上层从油箱中拉出来，串并联开关布置在高压A相附近储油柜对侧。

2.2 设计控制

不断修改控制规格，改进分析系统，通过跟踪产品模型或测试数据来量化产品设计的实际成本。使用新产品开发的一般项目分析程序如下总结。

2.2.1 绝缘结构设计

绝缘结构设计产品容量小，绝缘等级高，绝缘体的设计是变压器设计的关键，必须考虑到绝缘体的安全性和节约。使用有限的仿真分析软件，计算了线圈、线圈和接地之间、线圈和线圈之间、线圈和线圈之间、线圈和线圈之间、线圈和线圈之间的电场分布和强度。根据计算，确定变压器纵向绝缘的主要参数和绝缘结构提供了足够的安全保障。

闪电的强度是绝缘体设计的关键。通过计算波的过程，计算了电位的分布和线圈的梯度分布，计算主要分为下面两种情况。

（1）串联时，高压绕组首端全波入波，高压两段串联，其余绕组接地。高压绕组的单元最大冲击梯度7.41%，安全裕度1.58。

（2）并联时高压绕组首端全波入波，其余绕组接地。高压绕组的单元最大冲击梯度9.70%，安全裕度1.67。通过绕组波过程计算，因为串、并联后，入波电压值不同，绝缘结构相同，串联时，梯度低，安全裕度小，并联时，梯度大，安全裕度大。绕组的冲击场强在设计许用值之内，且整体安全裕度较大，绕组绝缘安全可靠。

2.2.2 串并联开关的应用及高压中部电场分析

通过计算各触头电压，严格控制带电体绝缘在油中的表面场强，使其满足设计的场强许用值。根据计算电位，确认串并联开关的绝缘水平选取，对首端冲击650kV，工频275kV，级间冲击450kV，工频180kV。

2.2.3 机械强度

产品主要依赖于线圈短路和油箱的机械力量。加强线圈动力学和热稳定性的基本要素如下：

（1）用反短路能力计算变压器线圈的径向和轴向不稳定性，以确保完全安全。

（2）针对高压线圈径向稳定性采取了强有力的措施。使用半硬化铜丝增加径向断路器的平均临界电压，增加低压线圈内的内部杆数，在线圈内的线圈内的线圈，在线圈内的线圈内的线圈，在管和支撑杆之间的线圈使其紧凑。

（3）线圈垫由高密度的硬纸板组成，在持续的压力下干燥，顶部环绕。

（4）油轮形状像钟楼罐车由壁焊的焊接的高强度钢板加强下层屋顶水箱，水箱上部加强支柱，盖子，计算机械强度，加强合理配置数量和油缸的地位，让他们成为优雅而精致的机械强度符合要求。在负压力下计算的最大弹性为5.4毫米，在恒定压力下，最大的弹性变形为6.48毫米。

2.2.4 低噪声

变压器的噪音主要是由磁力剪切引起的棒振动引起的。在设计过程中，已经采取了下列措施，通过技术保障减少了核振动。

（1）这个产品的核心是一个三相三角学三角三角六级结。杆是高强度钢板

（2）上铁轭和下铁轭是由高强度的钢板夹子组成的。把均匀的张力放在门闩上，严格控制离合器。

（3）棒与高强度聚酯胶带紧密相连，聚酯胶带具有均匀的力。每个层边缘的环氧树脂涂片可以增加对原子核的粘附力，减少硬核末端的振动。

（4）使用高频数字安装设备切割硅钢，在安装过程中减少芯片的内部压力。核心使用无褶皱技术，避免额外的机械压力，减少过载损失。

这些方法和措施导致变压器的噪音高达60分贝。

3 结语

定量设计在变压器的设计和设计中非常重要。经过多年的有限分析，从一个点到另一个点的过程形成了完整的分析，形成了独立的定量分析师和控制标准。在设计开发新产品128kV双电压变压器过程中，应用量化设计，充分利用有限的模拟来分析产品计划的电场、磁场、流体和机械性能，以确保这些产品的可靠性，尤其在串并联开关及无励磁分接开关整体设计方案的可行性、不对称漏磁引起的漏磁变化、特殊开关的绝缘水平确定、绕组之间的电流分配等方面为设计提供了重要设计依据。