一台110kV变压器抗短路能力不足大修的设计过程

一台110kV变压器抗短路能力不足大修的设计过程

黄彪李春常陆帅段成陈伦伦

(特变电工衡阳变压器有限公司湖南衡阳421007)

摘要：本文介绍了一台110kV变压器抗短路能力不足大修的设计过程。原变压器仅保留油箱、铁芯，线圈、引线、开关、套管、储油柜、片散等全部更换，电磁计算需重新设计，将铁芯夹件一起接地改为分开接地，同时对油箱强度进行了加强。

关键词：修理变；抗短路能力；更换线圈；更换组件；铁芯夹件分开接地

1.引言

电力变压器是电力系统中的一个重要组成部分，电力变压器的安全稳定运行是电力系统稳定运行的重要保障。近年来，电力用户为了保障电力系统的稳定运行，对变压器抗短路能力提出了越来越高的要求，因此，在变压器大修时，有时要求对变压器抗短路能力不足进行大修，要求变压器修理厂家仅保留原变压器的油箱和铁芯，线圈、引线、开关、套管、储油柜、片散等全部更换，以保证修理后的变压器的抗短路能力。这就需要修理厂家设计人员对电磁计算重新设计，并全面掌握原变压器的结构特点，进行适当结构改造，保证产品生产顺利，性能参数合格。

本文中笔者根据实际工作经验，介绍了一台这样的110kV修理变的设计过程。

2.电磁计算

先将变压器上节油箱吊开，然后吊出器身，剪掉引线，拆除上铁轭，吊出线圈组，此时需测量铁芯柱直径、数低压线圈和高压调压线圈匝数。

因为手工测量铁芯柱直径时存在误差，此时需要将测得数据向上取整，计算出的低压线圈内径才足够大，防止低压线圈套不进。例如，此台测得数据为Φ572mm，取Φ575mm。设计器身绝缘时，铁芯与低压线圈之间的空道比平时多给2张1mm厚纸板，用于调节套低压线圈时的套装间隙。

低压线圈和高压调压线圈匝数较易数出，分别为119匝（连续式）和9匝（双螺旋式），高压线圈、中压线圈、中压调压线圈匝数不易数出，可不数，通过后续计算得出。

此台变压器铭牌数据：电压组合：110±8*1.25%/38.5±2*2.5%/10.5kV

联结组别：YNyn0d11

将以上数据输入110kV变压器计算单模板，手动调整铁芯磁通密度，令低压线圈匝数为119匝，高压调压线圈匝数为9匝，此时每匝电势为：

低压10500/119=88.24（V/匝）

高压调压110000*1.25%/√3/9=88.21（V/匝）

因为高压线圈、中压线圈、中压调压线圈匝数需要用此匝电势计算得出，所以十分重要，需用以上2个数据互相印证。

然后计算中压匝数为：38500/√3/88.24=252（匝）

高压匝数为：110000/√3/88.24=720（匝）

其他电磁计算、机械力计算、温升计算等不再赘述，有专门书籍介绍。笔者使用110kV变压器计算单模板计算完成，产品出厂试验时各项技术参数合格。

3.更换组件

此产品要求更换开关、套管、储油柜、片散、温度计、压力释放阀等全部组件，保留原油箱，所以需要在原油箱上测量相关尺寸，画出结构布置图，确定套管、储油柜、片散等组件的布置位置和尺寸，并且要注意各组件的安装要求。例如，原开关安装法兰、套管安装法兰、储油柜柜脚需要割去，重新焊接新的法兰、柜脚。

4.铁芯夹件一起接地改为分开接地

此产品铁芯夹件接地连接在一起，通过1支接地套管接地，用户要求按新变压器标准改为分开接地，此时需要更改3处地方：

（1）油箱盖需增开一孔，焊接法兰，安装一支接地套管；

（2）铁芯上夹件需钻一个丝孔，用于安装一件绝缘支架，支撑单独引出的铁芯接地线；

（3）原铁芯下夹件与油箱底部定位钉为电气连接，需将下夹件扩孔，定位钉包绝缘，改为非电气连接。

5.对油箱强度加强

此产品油箱经验算，只有抽半真空（旧变压器标准）的机械强度，新变压器标准为抽全真空，因此需对油箱强度加强。但因为要保留原油箱，所以只有在原油箱上合适位置增加加强铁，经过验算机械强度合格。最后产品在厂内真空注油时，油箱变形量满足标准要求。

6.结束语

当前，变压器检修市场需求很大，而本文介绍的变压器抗短路能力不足大修的需求也越来越多。此大修工作量大，产品结构也为老旧结构，因此不仅对修理厂家设计人员电磁计算知识方面的要求高，对设计人员变压器结构掌握方面的要求也高。本文正是针对此大修的特点，介绍设计过程，为设计人员提供参考。

参考文献:

[1]谢毓城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]刘传彝.电力变压器设计计算方法与实践[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.

[3]尹克宁.变压器设计原理[M].北京：中国电力出版社，2008.

[4]褚微，梁作德，杜昀霈等，变压器的抗短路能力分析与计算[J]变压器，2013,50（12）：67-70

作者简介

黄彪（1979-），男，湖北云梦人，本科学士学位，华中科技大学毕业，特变电工衡阳变压器有限公司主管设计师，长期从事大型电力变压器设计与研发工作。