[发明专利]特殊阻抗的高压厂用变压器

说明书

技术领域

本发明属于变压器领域，涉及一种无载调压高压厂用变压器的特殊设计，具体地说是一种特殊阻抗的高压厂用变压器。

背景技术

高压厂用变压器，系指发电厂向厂用负荷供电的变压器；厂用变压器具有如下特点：(1)厂用变压器的接线组别应满足与厂用起动/备用变压器的并联切换，并考虑厂用中压系统的中性点接地方式。(2)厂用变压器的阻抗决定于具体工程的厂用中压设备的允许短路电流承受能力和单台最大电动机正常起动和电动机成组自起动时厂用母线的允许电压水平，也可采用分裂绕组变压器以减少厂用母线的短路电流。(3)厂用变压器一般采用无励磁调压。(4)厂用变压器应能承受当高压侧系统阻抗为零时其低压侧出口处三相金属性短路，变压器所有绕组(包括稳定绕组)不应变形和损坏，并能继续运行。对于直接与发电机联接的厂用工作变压器，还要考虑发电机灭磁时间对其承受短路能力的影响。

根据行业标准JB2426-2004《发电厂和变电所自用三相变压器技术参数和要求》，对于大型发电厂常用的高压厂用变压器，容量一般为16000-63000kVA，结构型式为无励磁调压油浸分裂式变压器，低压侧电压为6.3kV，半穿越阻抗电压百分数(也就是低压分裂式绕组的任意一个单独对高压绕组运行时的阻抗电压百分数)取为16.5％～23％之间。

随着市场经济的深入发展，越来越多的变压器用户根据自身的实际需要而并非完全参照国家标准来订购大型变压器。在某些大型电厂的扩建项目中，其厂用负荷分布于两个不同的电压等级，因此，其高压厂用变压器的结构型式就不能选择标准中推荐的无励磁调压油浸分裂式变压器，而将采用三线圈无励磁调压变压器；而且由于厂用负荷较大，厂用变压器的容量亦较大，而厂用负荷的电压等级为6.3甚或3.15千伏，如果不提高低压绕组的相关阻抗电压，则低压侧的短路电流将相当大，无论是对于变压器本身的抗短路能力或低压侧断路器的规格选择来说，都是相当不利的。所以，在当今一些大型电厂所定制的个性化高压厂用变压器中，采用三线圈无励磁调压结构，阻抗相当特殊，要求中-低阻抗电压百分数最大，且其数值小于高-中阻抗电压百分数与高-低阻抗电压百分数之和。

以江苏扬州某电厂2005年投运的2×600MW扩建工程的高压厂用变压器为例，变压器规格型号为SFSZ10-42000/22，高压侧电压为22±2×2.5％kV，中压侧为10.5kV，低压侧为3.15kV，统一折算到变压器额定容量时，高压对中压的阻抗电压百分数为8％，高压对低压的阻抗电压百分数为30％，中压对低压的阻抗电压百分数为35％。

根据以上这种特殊阻抗变压器的参数要求，在传统设计技术下通常的线圈排列结构为：自铁心起，由内而外的线圈排列顺序依次为铁心→中压线圈→高压线圈→低压线圈，其中高压侧的分接段设置在高压线圈本体上。这种结构的确可以实现高-中阻抗最小、高-低阻抗次之、中-低阻抗最大的局部目的，但存在两方面的主要缺陷，其一是这种结构下的中-低阻抗电压百分数必然大于高-中阻抗电压百分数与高-低阻抗电压百分数之和；(这是由决定阻抗大小的不同绕组对运行情况下线圈间的漏磁场形状及等值漏磁面积的通行规律决定的，在三线圈结构中，内侧与外侧线圈间的漏磁组的等值漏磁面积必然大于内侧线圈-中间线圈间漏磁组等值漏磁面积与中间线圈-外侧线圈间漏磁组等值漏磁面积之和。)通常三线圈变压器中最大的阻抗等于另两个阻抗之和的1.1倍左右。例如，根据国家标准《GB/T6451-2008油浸式电力变压器技术参数和要求》，常规的110千伏级三线圈无载调压或有载调压非自耦变压器，其阻抗典型值为10.5％、6.5％、18.5％，最大的阻抗是另两个阻抗之和的1.09倍；常规的220千伏级三线圈无载调压或有载调压非自耦变压器，其阻抗典型值为13％、8％、23％，最大的阻抗是另两个阻抗之和的1.095倍。

而上述实例中却要求最大的阻抗值为另两个阻抗之和的92％，这是这种常规结构所无法实现的。其二是，由于变压器容量较大，而电压不高，高压线圈的电流比较大，高压侧的分接段设置在高压线圈本体上时分接抽头绕制困难，并且由于其并非外侧线圈故分接抽头只得在主绝缘间隙中引出，这种结构已经被证明在抗短路能力上存在明显的缺陷。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具备较强的抗短路能力且合理地实现特殊阻抗要求的特殊阻抗的高压厂用变压器。