1、分裂变压器在电力系统中的应用摘要：随着中国经济的快速有力的发展，我国的大部分地区，尤其是南方快速发展地区，在用电方面的需要日益加大，越来越多的发电厂开始选择低压绕组双分裂的双绕组变压器作为厂用变压器，它的高压侧电压为发电机的额定电压，低压侧电压通常为 6.3 kV。双分裂的低压绕组能为电厂的电气设备提供两路独立的电源，有效地降低输电线路开关的遮断容量等因数，降低线路的开关成本。 关键词：发电厂 变压器区别 Abstract: with the vigorous development of Chinas economy, most areas of our country, especiall
2、y the rapid development of the south region, need for the use of power is increasingly used as a plant, transformer winding transformer selection of low-voltage winding double split began to plant more and more, high side voltage is the voltage of the generator, low pressure voltage is 6.3 kV. Elect
3、rical equipment of low voltage winding of double split for power supply with two separate, effectively reduce the transmission line switch breaking capacity factor, reduce the switching cost line Key words: power plant; transformer; distinction 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00 分裂变压器
4、是电力系统中的重要元件，担负着传输、分配电能的作用，其运行状况直接影响着系统的安全稳定。为发电厂提供动力的变压器称为厂用变压器，通常它的高压绕组具有无励磁调压的分接开关，发电厂还有一种变压器称为厂用电备用变压器，它的高压侧接入输电系统，低压侧仍为 6.3 kV 电压等级的双分裂绕组的双绕组变压器，这种变压器称作启动备用变压器。 一般情况下，轴向双分裂式结构来制造厂用变压器。 1 厂用分裂变压器与普通变压器区别 分裂变压器和普通变压器的区别在于，它的低压绕组由几个额定容量相等的绕组构成，这几个绕组在电气上相互独立，仅有较弱的磁路联系，而且各分支绕组之间有较大的阻抗。目前应用较多的是双绕组双分裂变
5、压器，它有一个高压绕组和两个分裂的低压绕组，分裂绕组的额定电压和额定容量都 相同。分裂绕组的每个支路可以单独运行，也可以并联运行提供两路电源。 低压绕组分裂后，可以大大地增加高压绕组与低压绕组各分裂部分之间，以及低压绕组分裂后的各部分之间的短路阻抗值，同时一台变压器可以输出两路电源，这对限制网络的短路电流，节省建设投资与占地面积有着一定的实际经济意义，因而分裂变压器正在电力工业中被广泛采用。 双分裂变压器高、低压绕组常采用 D/d0d0 或 D/yn1ynl 的联结方式，一般不采用其它的联结方式。 与一般的电力变压器相比双分裂变压器有四个重要的阻抗参数： 穿越阻抗 Zd：两个低压绕组并联时，高
6、、低压绕组间的短路阻抗，即高压绕组短路，两个低压绕组并联后加电压时等值阻抗。 半穿越阻抗 ZB：两个低压绕组之一开路时，另一个低压绕组对高压绕组间的短路阻抗，即高压绕组短路，一个低压绕组开路，另一个不开路的低压绕组加电源时的等值阻抗。双分裂低压绕组每一部分与高压绕组之间的阻抗值要相等。 分裂阻抗 ZF：两个低压绕组问的短路阻抗，即高压绕组开路，一个低压绕组短路，另一个低压绕组加电源时的等值阻抗。 分裂系数 K：分裂阻抗与穿越阻抗比，即 ZF/Zd。一般辐向分裂变压器的分裂系数 K4。 2 厂用分裂变压器的优点 当采用一台分裂变压器向两段独立母线供电时，分裂阻抗使两段母线之间具有较大的阻抗。因此
7、当低压侧一端短路时，由于分裂阻抗较大，短路电流较小。 分裂变压器的穿越阻抗比普通变压器的短路阻抗小，所以流过起动电流时变压器的电压降要小些，允许电动机起动容量大些。能有效地限制低压侧短路电流，因而可选用轻型开关设备，节省投资。正常运行时，分裂变压器的穿越阻抗和普通变压器的阻抗值相同，也可用来替换正常变压器运行。双分裂变压器允许一个低压的容量大于一半高压容量运行。在实际工程中，例如某分裂厂用变压器高压容量为 40 000 kVA 的两个低压的容量经常为 25 000-25 000 kVA，即在保证高压容量 40 000 kVA 时允许其中一个低压分支的容量为 25 000 kVA。 3 经济分析
8、 这里选取 3 台产品型号分别为 SFF 一 6300020、SF-3150020、SFF 一 3150020 的分裂变压器进行比较，详见表 l、2，在变压器基本参数相当时：选用 l 台 SFF 一 6300020 的分裂变压器给 2段母线分别供电，比选择 2 台 SF 一 3 1 5002O 双绕组变压器单独供电的材料成本要低 15左右；不但能减少占地面积，而且在主控室内同样减少一套监测控制设备，可以节约大量资金。 制作 l 台 SFF 一 3150020 的分裂变压器的材料成本比同容量双绕组变压器所需要的材料成本要高 10左右，也就是说分裂变压器比常规双绕组变压器费材料。 4 设计注意事项
9、 4.1 线圈、引线设计注意事项 由于厂用变压器低压短路频繁，为提高变压器的抗短路能力，设计时绕组的撑条和垫块应采用密化处理；绕组内部采用高密度纸板制作的硬纸板筒做支撑；内线圈内部增加辅助撑条来增加绕组内部的支撑点；外线圈外部增加外撑条来增强外线圈的抗短路能力。对于低压容量较大的分裂变压器，低压线圈设计时应优先考虑采用换位导线；若采用普通纸包线，线圈换位应完全。线圈饼间油隙不要因电压低而过小，一般对纸包线不应小于 3 mil，以免绝缘堵塞油路，引起线圈局部过热，留下事故隐患。 线圈高度保持一致，保证压紧时受力均匀；严格控制线圈的轴向尺寸，每个线圈的轴向尺寸公差要严格控制在2 mm，同一相但不同
10、绕组线圈的轴向尺寸互差应小于 3 mm，以便线圈压紧时均匀。因此设计时要在指定的区域放置调节线圈高度的垫块。压装后根据需要来调节各线圈高度。绕组出头处必须绑扎牢靠，以免在短路力的作用下产生形变，使绕组变形。引线设计时由于低压分裂的原因容易造成三相引线的长度差异较大，因此选用导线截面时除考虑载流、散热外还应按国标要求考虑三相引线的电阻平衡。 4.2 结构件设计注意事项 有关分裂变压器油箱强度的要求，国家标准 JBT 2426-2004发电厂和变电所自用三相变压器技术参数与要求中规定的油箱强度为正压80 kPa，真空度 50 kPa；但在实际工程中为了现场安装和检修时抽真空方便，常要求变压器在设计
11、油箱强度时按正压 98 kPa，真空度 133 Pa 考虑，因此设计油箱时要注意对油箱强度的要求。 厂用变压器高、低压套管出线均与封闭母线联结，设计时应提供与封闭母线联结的法兰盘，并注意与封闭母线的配合。厂用变压器高、低压套管出线均与封闭母线联结，为了排出封闭母线中可能的积水，与封闭母线相连的高、低压升高座与封闭母线联结部位应设置排水管，并带有放水阀。 4.3 套管选取注意事项 由于厂用变压器高、低压套管出线均采用与封闭母线的联结方式，空气流通不好，散热效果不理想；因此在选择套管额定电流时要根据经验留有一定的裕度或按套管厂家的要求选取，保证变压器的安全运行。为了保证套管接线端子与母线可靠接触，
12、大电流套管接线端子表面应镀银。 4.4 注意技术协议中要求的试验电压 有关厂用双分裂变压器试验电压，一般工程中的要求均高于国家标准 GB 1094.32003绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气问隙的要求。例如某厂用变压器的高、低压额定电压分别为 20/6.3-6.3 kV，按国家标准 GB 1094.32003 该变压器的高、低压短时感应耐受电压和雷电冲击耐受电压(全波)应分别为 55/125 kV、25/6025/60 kV，但实际工程中一般要求短时感应耐压和雷电冲击耐受电压(全波)应分别按 85/2OO kV、35/7535/75 kV 设计，对应额定电压为 35/10kV；也就是说，虽然变压器的额定电压等级为 20/6.3 kV，但是在设计时变压器绝缘强度及套管的选择应按 35/l0kV 考虑；大大提高了变压器的过电压能力。 随着变压器设计手段优化和制造工艺水平的进步，变压器抗短路能力的不断提高，双分裂变压器作为厂用变压器的诸多优点得到了众多电厂的认可，应用将越来越广泛。
