1榴．述

    随着我国小康社会建设步伐的加快，国民经济 对电力需求的增加，电网容量在逐步扩大。为保证系 统运行的可靠性，弥补系统阻抗的降低，限制其短路 电流，切实有效的措施是提高变压器的短路阻抗值。 这也正是国际上许多发达国家早已趋向采用高阻抗 变压器的原因。 采用高阻抗变压器的电力系统具有以下一些特 点： (1)当电网发生短路事故时，通过高阻抗变压器 和其它电力设备的短路电流较小，相应的短路电磁 力和电流热效应也会降低。这不但可提高电网的可 靠性，同时还可以降低线路开关等电气设备的开断 容量。 (2)采用高阻抗变压器，可以取消为限制系统短 路电流而单独设置的限流电抗器，从而可降低建设 费用、减少占地面积。

2高阻抗变压器的结构特点

    提高变压器阻抗的方法一般有两种。{dy}种是 采用普通的变压器常规结构，通过调整铁心直径和绕组参数，必要时还要采取拆分绕组等措施，达到提 高变压器阻抗的目的。第二种是采用在变压器油箱 内部设置电抗器(即所谓的内置电抗器)的结构来达 到提高变压器入口电抗的目的。 采用普通的变压器常规结构来提高变压器阻抗 的技术关键是对绕组的漏磁控制及其相应的损耗控 制和温升控制。众所周知，当变压器接入电网而施加 额定电压时，在铁心中将有主磁通流过。在变压器带 负载运行以后，负载电流将在变压器的一、二次绕组 内部及其周围区域产生漏磁通，这些漏磁通与一、二 次绕组交链而形成变压器的短路阻抗。因而，若提高 变压器阻抗电压的规定值，就必然要求有比较多的 漏磁通与一、二次绕组交链。对于大型变压器而言， 漏磁通增加所带来的突出问题是绕组和结构件内的 杂散损耗明显增加，相应部位的温升随之提高。这就 要求在结构上采取有效措施对变压器的漏磁场进行 控制，防止绕组和结构件产生局部过热，保证变压器 的安全运行。 采用内置电抗器的高阻抗变压器的关键是对电 抗器所产生的漏磁场进行有效的屏蔽，以减小其在 结构件中产生的杂散损耗，防止局部过热。另一方 面，要采取可靠的夹紧结构，减小电抗器的机械振动，这些措施相对于变压器而言实施起来要简单得 多。由于电抗器的容量较小，电压等级一般也比较 低，其漏磁控制技术和结构夹紧技术要简单得多。  

3高阻抗变压器的两种结构形式简介

    3．1 普通结构的高阻抗变压器 图 la和图 1c分别表示具有正常阻抗值的普通 三相三绕组有载调压电力变压器(一相)的绕组排列 图和相应的电气接线图。根据文献[1】所述，在调压 绕组不接人电路中的额定分接电压状态，三绕组变 压器三对阻抗之间满足如下关系： u  u  (0．89-0．91)u眦，％ (1) 根据文献【l】中的统计 ，高阻抗变压器的高一中 绕组之间的阻抗 ／till与正常变压器的阻抗相接近 ， 最多可以高出正常变压器阻抗的21％左右；中一低 绕组之间的阻抗 u札可以高出正常变压器阻抗的 244％左右；高一低绕组之间的阻抗 ／till可以高出正 常变压器阻抗的99％左右。而且普通结构高阻抗三 绕组变压器三对阻抗之间满足如下关系： Uv~,+／trCL=(O．86--0．89)／tHL，％ (2) 为了使三绕组变压器的三对阻抗同时满足要 求，在铁心直径、主磁通密度以及绕组电抗高度一定 的情况下，必须对绕组之间的空道或绕组位置进行调整，甚至要将某一个绕组拆分成两部分，这样才能 保证各对阻抗值的实现。图 lb就是为了实现某种阻 抗组合而将中压绕组的一部分放在了高压绕组的外 面，而调压绕组则设置在中压内绕组与低压绕组之 间。其相应的电气接线图如图 ld所示。对于不同阻 抗的组合方式，还可能存在将高压绕组拆分为内、外 两部分的结构。 3．2 内置电抗器结构的高阻抗变压器 采用内置电抗器技术设计三绕组高阻抗变压 器，就是在三绕组中的一个绕组上串联连接一个电 抗器，达到提高某两对阻抗值的目的。假设某三绕组 变压器在额定分接电压位置时的三对阻抗值分别为 urn=14％，／t~=23％，M}ⅡJ_37％。从对三对阻抗规定值 的分析中可以发现，／till基本上为正常的国家标准规 定值，而 M 和／till的值则是在正常标准规定值的基 础上再加 15％左右。这样，通过在低压绕组中串联 一个阻抗值为 15％的电抗器，就可以使用普通三绕 组变压器结构来满足规定阻抗值的要求。 图 2a和图2b分别表示满足上述阻抗要求的高 阻抗变压器绕组排列图和相应的电气接线图。

4高阻抗变压器两种结构型式的性能比较

    采用普通三绕组变压器结构，靠调整主空道和拆分绕组的方式来满足对规定阻抗的 要求，这种结构存在的问题是变压器绕 组漏磁通很大，相应的杂散损耗和漏磁 发热问题严重。此外，无论是将高压绕 组拆分为两部分，还是将中压绕组拆分 为两部分，由于绕组在拆分绕组之间的 连线上也必然要具有较高的绝缘水平， 这给结构的实现增加了不少难度。 表 1中给出了分别采用两种结构 的高阻抗变压器的性能比较。 由表 l比较可以看出，采用内置电 抗器结构的高阻抗变压器 (方案 1)和 采用普通三绕组变压器结构的高阻抗 变压器(方案 2)，在有效材料消耗基本 相当的情况下，前者的负载损耗和空载 损耗值都有比较大的降低。而且由于方 案 1不需要对绕组进行拆分，该结构的 绕组具有比较高的抗短路力作用能力。 此外，对变压器运行性能至关重要的一 点是，内置电抗器式变压器的阻抗在极 端电压分接位置和额定电压分接之间 的变化较小，这在通过拆分绕组的方法实现高阻抗的变压器设计方案中是无法实现的。 

5结束语

    (1)通过上述分 析可以看出，内置电 抗器的高阻抗变压 器器身结构与普通 三绕组变压器 的完 全相同。该结构高阻 抗变压器具有结构 简单、热点温度低 、 抗短路能力强和产 品性能指标先进等 特点。 (2)内置电抗器 式高阻抗变压器的 技术关键在于有效地控制电抗器的漏磁通 分布，防止在电抗器及其周围部件中产生局 部过热和引起过大的机械振动。 (3)通过对 220kV、150MVA变压器的多 项测试表明，内置电抗器式高阻抗变压器的 三相电抗值具有很好的平衡性，电抗器周围 结构件的温升远低于国家标准规定值 ，电抗 器的振动幅值也仅为十几微米。