变压器设计技术问题分析

变压器设计技术问题分析

周淇锋 曹海波

杭州钱江电气集团股份有限公司 浙江杭州 311243

摘要：一般情况下，变压器会安置在后面部位，所以又被称为后仓；一般情况下高低压室安置的位置在前面，所以又被称为前仓，而这3种联合在一起的便是组合变压器。组合变压器的优势比较明显，比如结构构造比较紧凑、安置容易、体积较小、使用简单、整体绝缘并且密封性好，此外，还能够深入电力系统负荷比较集中的地方中去。由于优势明显，组合变压器的涉及范围也比较广泛，无论是工业园区、居民住宅区还是商业中心以及高层建筑中都运用得比较广泛。

关键词：组合变压器；高压系统；低压系统

在进行组合式变压器设置的时候，必须全面地考虑到其运行过程中的各个细节，并且还应该根据其实际工作条件选择科学的方法来进行设计。只有这样，才能够确保设计出来的组合变压器真正符合实际的需要，提高其运行的效率，全面发挥其作用。

1变压器的设计

变压器的设计跟普通油浸式变压器的设计方法几乎是完全相同的。铁心的材料可以选用含碳低的硅铁软磁合金进行制作，这种材质称之为硅钢片，或者是采用非晶合金进行制作；铁心的构造可以选用叠片的方式，也可以选用卷铁心结构；绕组材料选用铜导线或者是箔式的方法来进行。在对变压器进行设计过程中需要特别注意的是组合变压器的连接组别，这种变压器有三相绕组有星形连接、三角形连接以及曲折形连接三种连接方法。

2高压系统设计

2.1高压系统进出线方式的设计

高压系统的接线手法有三种：第一，环网型。这种接线手法是以一根电线从电源处进线，一根从变压器的低压侧出线，最后一根是连接别的机器设备或是变压器，从而为其他机器设备或是变压器供应电源；第二，终端型。这种接线手法是两根电线一根从电源处进线，另外一根从变压器的低压侧出线；第三，终端双回路型。这种接线手法是一根线从电源处进线，一根从变压器的低压侧出线，最后一根为备用电源，用意是为了一旦主进电源出现故障的时候，可以及时地用备用电源提供电力。

2.2高压系统负荷开关的选择

组合变压器的负荷开关分别为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”型开关都是能够适用于环网型组合变压器，“T”型和“V”型开关分为600A和200A两种形式，负荷开关的电流值是从系统流通的电流值上得出的，也可以说是从环网总回路的电流值上得出的。电流值的结果不应该从变压器的大小上来决定。负荷开关的短路电流是从组合变压器安放地点的短路容量来判断的。短路容量是一个单纯定义的计算量，并不是测量量。200A负荷开关具有着200A系统套管和肘型电缆插头，肘型电缆插头及电缆头的大小需要从用户所埋设的电缆直径来判断，例如：120ram2电缆所需要用到的电缆头型号是A09，200A系统需要配置的电缆直径为35-150ram2之间。铜电缆需要使用铜压接头，铝电缆需要使用铜铝压接头。600A负荷开关配备600A系统套管和T型接头，600A系统所配备的电缆直径为180-350ram2之间。“I”型负荷开关适合用于终端双回路型组合变压器。

2.3高压系统熔丝的设计

组合变压器的防护措施是运用插入式熔丝（BAY-O-NET）和后备熔丝（ELsP）串联到一块来进行的。插入式熔丝很容易在超负荷、突发故障和油箱温度太高时产生熔断。因为这种状况经常出现，于是把熔丝设计成以插入的形式来进行使用，如此一来就可以在外面进行替换，减少了很多不必要的麻烦，操作既方便有简单。而后备熔丝大多都是在电流过高，变压器短路的时候才会产生熔断，因为这种状况不会时常出现，因此，一般都是将熔丝安放在变压器的邮箱里面。插入式和后备熔丝在选用过程中，要结合两种方法的保护特性，应用时需针对种类各异的容量组合变压器里面的插入式熔丝和后备熔丝的共同协作来进行。

2.4高压系统负荷开关的隔离设计

想要更好的降低在实际运行中负荷开关在切断额定负荷电流时对变压器中的油带来的一定的挥发程度，那么可以把负荷开关单独放在一个小室中，然后往小室中放入高燃点油，也就是不容易燃烧的油料，再在变压器油箱里放入正常的25#油料，如此就能够改善运行时负荷开关对变压器中的油造成的老化现象，还改善了变压器油箱内部的油料带来的较高温度，起到了散发热量的作用，而这主要是因为难燃油的黏度性较高。负荷开关中的隔离方法是把负荷开关安置于变压器油箱的左边，并且在负荷开关和变压器油箱之间用专门的套管实行加密，用封条把负荷开关很好的隔离起来。在安放负荷开关的小室里，把油位表、压力表、注油塞、温度计等也装入其中，并且仔细的对负荷开关实行压气试漏，必须使两者之间不能出现渗漏的情况，充分发挥难燃油和普通变压器油的能效。

3低压系统设计

低压配电系统设计通常规定除了所设计的系统要根据工程特点、规模以及未来的发展规划，要做到以目前所需的作为主要设计目的，但是也要考虑到未来发展问题。设计原理要合乎国家规定具有高效率、低耗能、产品性能优异。低压系统的设计方案要满足用户的使用需求，用户的需求也都是不一样的，比如：主进开关类型和电流值，出线开关的路数，电流值和类型等。以下是对比较普遍的变压器低压配置选取进行了简单的讲解。

3.1主进开关的选取

因为低压进线的开关跟别的回路开关都紧挨变压器，所以对其的要求也相对较高。在防护过程中出现短路时，需对预期短路电压、主进线开关和配电回路开关进行分段。主进开关大都采取的是智能型万能式的断路器，它能够体现出对过载、欠压、短路、接地等诸多智能防护功能，做到选择性防护，而且工作准确，可以避免突然断电，从而提高供电的稳定和安全性能，所以运用非常广泛。断路器额定电流值是按照低压侧的电流进行选择的。选取时尽量不要跟变压器低压侧的额定电流相差太多，过多的话会大大降低断路器的防护功能。

3.2分路开关的选取

分路开关大都是选塑壳断路器，分路开关电流值和路数的选取要符合用户的使用条件来进行设计安置，通常分路出线为4-6路，电流为200～400A。分路开关由于负载不同，所以分为很多类型，有配电保护型、电动机保护型和家用及类似分析保护型，因此选择时要多加注意。

3.3低压系统无功补偿的设计

因为感性电器设备的不断增多，导致功率因数降低，降低了变压器的工作效率，所以非常有必要对组合变压器进行无功补偿，提升功率因数，提升变压器的工作效率。组合变压器无功补偿的手法就是集中就地补偿。补偿的容量是变压器容量的10％-30％左右，对于不足15kvar的补偿采取一次性全容量投切，对于超出15kvar的补偿采取全自动分段投切。全自动分段投切无功补偿按照触点投切的方法分别是有触点和无触点两种，有触点是指无功补偿通过接触器来控制电容的投切，电容的投切是按照功率因数的大小来决定，接触器的吸合频率较高。

4结束语

在对组合式变压器进行设计时首先需要知道D接线的连接方法。结合高压系统供电体系采用高压进出线接线手法（环网型、终端型和终端回路型）进行连接。负荷开关电流值的选用一定要对照环网系统电流，不要对照变压器的额定电流。插入式熔丝和后备熔丝在选择时要结合自身的特性要求，运用时需确保两个熔丝相互配合的程度。设计低压系统时需要保证主进开关与分路开关的同时协作，如果采用全选择性保护时，主进开关要发挥其过载长延时、短路短延时和短路瞬时三段防护功能。要不断提升具有改革创新的精神，经过正规的设计理念、高标准的配置要求，使组合式变压器更好更加方便于人们使用。

参考文献

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