石家庄高地电气告诉你国外特高压变压器技术现状及发展趋势

随着大型水电、火电及核电基地的建立，我国对远间隔、大容量超高压及特高压输电的需求日益增加。在现已运转的电网中，我国直流**电压等级为± 500 kV ，交流**电压等级也为 500 kV 。 2005 年底交流 750 kV 电压等级的电网行将投运，目前又在规划、研讨、讨论直流± 800 kV 、交流 1 000 kV 及以上电压等级特高压电网的建立。文章对国外特高压 (UHV) 输变电技术，特别是变压器技术的现状及开展趋向作一此深化的引见和剖析，以期对我国 1 000 kV 特高压输变电系统的研讨、设计和建立能起到参考和自创作用。

1 乌克兰变压器技术现状及开展趋向

乌克兰是**上少数已具有开发超高压、特高压输变电技术经历的国度之一。乌克兰扎布罗热变压器研讨所是全****的变压器研讨所，该研讨所的主要工作范围有：展开科研工作、设计工作、软件工作、开发新产品、设计工装设备及研讨消费工艺、制造样品和少量产品、电气设备实验、修理复杂的电气设备、研讨并提出国度规范、产品认证和咨询效劳。其停止过的重要产品开发和实验项目有： DC ± 750 kV ， 320 MVA 变压器、平波电抗器、隔分开关; 750 kV 并联电抗器; 667 MVA ， 1 150/500 kV 自耦变压器模型; 1 800/500 kV 自耦变压器模型; 750 ～ 1 800 kV 套管; DC 600 kV 脉冲安装; 220 ～ 500 kV 中性点套管;干式变压器环境实验容量到达 1 600 kVA ; 750 kV 及以下电磁式电流互感器; 500 kV 及以下电磁式电压互感器; 750 kV 电容式电压互感器

2 俄罗斯变压器技术现状及开展趋向

俄罗斯 20 世纪 70 年代已做出了单相 417 MVA/1 150 kV 、三相 1 000 MVA/500 kV 的变压器， 80 年代做出单相 667 MVA/1 150 kV 与三相 1 250 MVA/330 kV 的变压器。

2.1 依据运转经历对变压器设计和工艺的改良

1955～1990 年，工厂消费的电力变压器参数有了大幅度进步，电压等级从 220 kV 进步到了 1 150 kV ，三相变压器的容量从 240 MVA 进步到了 1250 MVA ，单相变压器的容量从 250 MVA 进步到 667 MVA 。

经过运转事故的反应，乌克兰扎布罗热变压器研讨所对一系列课题作了深化研讨，获得了很好的改良效果，在系统中运转的 240 台 750 kV 电力变压器近 15 年无一台发作事故，牢靠性到达了较高的水平。在此根底上，该研讨所还系统地开发了变压器的计算机辅助设计程序。

2.2 乌克兰扎布罗热变压器厂

乌克兰扎布罗热变压器厂( ZTR )是**上**的变压器厂，它可消费电力和配电变压器、电抗器、团结电抗器、电压互感器、电流互感器、 DC 换流变压器、封锁母线(单相或三相)等。 ZTR 所消费的产品有 70% 用于出口，已有 75 个国度进口了该厂的变压器，其中中国从该厂进口了 73 台 500 kV 电力变压器。 ZTR 消费过的主要产品有：① 三相 1250 MVA/347 kV 变压器 6 台( 1980 年消费);三相 1 000 MVA/500 kV 发电机升压变压器 21 台;三相三绕组 300 MVA ， 500/154/38 kV 变压器。② 单相 417 MVA ， 750/500 kV 变压器 67 台( 1978 年消费);单相 533 MVA ， 500/330 kV 与单相 417 MVA ， 1 150/500 kV 变压器各 1 台( 1981 年消费);单相 667/180 MVA ， 1 150/500 kV 自耦变压器 26 台( 1979 年消费 20 台， 1972 年消费 6 台)。③ 320 MVA ，± 750 kV 换流变压器。④ 120 Mvar ， 800 kV 和 300 Mvar ， 1 150 kV 并联电抗器及其中性点电抗器。⑤ OLTC330 kV ， 2 000 A 。⑥ 单相 60 Mvar ， 500 kV 可控电抗器 1 台( 1989 年消费)。⑦ 417/50 MVA 变压器 143 台( 1972 年消费 105 台， 1973 年消费 38 台)。⑧ 3 相 25 Mvar ， 110 kV 可控电抗器 1 台( 1997 年消费)。⑨ 单相 500 MVA ， 765/345 kV ± 13% (每级 1.3% )自耦变压器出口巴西， P0=200 kW ， Pk=700 kW 。⑩ 配电变压器及各种特种变压器。 35 kV ， 31.5 kA 封锁母线。

ZTR 消费的死心绑扎采用粘带绑扎，死心柱内填一层薄纸筒纸板，然后绑上粘带，死心夹件采用钢带拉紧，与西门子、 ABB 公司所消费的变压器构造类似。绕组电压在 500 kV 及以上一概采用的是油流不导向构造，所以绕组内径、外径有锁撑，看不见线饼里存在挡油板。变压器附件较为落后，放油阀门采用的是水阀，油箱加工较为粗糙，油箱顶部斜坡较大，工人操作艰难。变压器采用磁屏蔽，硅钢片宽度约为 80 mm ，厚度为 15 ～ 30 mm ，端部用电焊把硅钢片焊在一同。变压器套管构造较落后，套管上部带了一个铁丝均压罩，不设均压球，套管油压靠另外设置的一个小油枕。

3 日本变压器技术现状及开展趋向

为了满足 21 世纪日益增长的电力需求，东京电力公司( TEPCO )开发了日本**套 1 000 kV 输电系统，并且正在 Shin-Haruna 变电站 1 000 kV 实验场运转以测试 1 000 kV 设备的性能及牢靠性。三菱电气开发了多种 1 000 kV 电气设备。东芝公司的 Ako 工厂消费了一款 1 000 kV 用于资历测试的有载调压单相壳式变压器。下面对东芝公司消费的 1 000 kV 变压器的规格、结构、装置和测试状况停止引见。

3.1 规格

东芝公司 1 000 kV 有载调压单相壳式变压器的根本规格参数见表 1 。

表 1 1 000 kV 有载调压单相壳式变压器根本参数 额定容量 /MVA 3 000/3

第三绕组容量 /MVA 1 200/3

额定高压侧电压 /kV 1 050/

额定中压侧电压 /kV 525/

额定低压侧电压 /kV 147 kV

调压范围

986 6/ ～ 1 133.6/ 范围内 27 档调理

测试电压

雷击脉冲接受电压 原边侧 1 950 kV ，次级侧 1 300 kV

长期工频耐受电压 交流 1.5E 1 h ; E 5 min ; 1.5E 1 h

阻抗 18%

冷却方式 强迫油循环，强迫风冷

噪声等级 65 dB

注： E=1 100/ kV

高压和中压侧容量的选择主要是为了满足**保送容量的请求。第三绕组容量 1 200 MVA ( 40% 的高压和中压侧容量)的选择主要是为了满足 1 000 kV 输电线路所请求的**视在容量。低压侧绕组额定电压假如像 500 kV 变压器那样选择 63 kV 的话，将会招致很大的毛病电流，选择 147 kV 是为了使得和低压侧绕组相联设备的体积不致增加。阻抗值(短路电压百分比)选择 18% 是思索到电网的**稳定性，它是由接地毛病电流的抑止和变压器设计的经济性等要素决议的。由于 1 000 kV 变电站将建在山区，所以一切的变压器配件都必需采用铁路或大型拖车来运送。为了满足运输条件的限制， 1 000 kV 变压器的主体局部被拆成了两个单元，每个单元都装备一套自动有载调压安装。长期交流工频耐受电压的选择是由对将来 1 000 kV 输电系统的毛病剖析所拥有的，在实验过程中不得呈现部分放电。雷击脉冲接受实验电压是由具有高性能避雷器的 1 000 kV 输电系统的暂态电压剖析所拥有的。高压侧选择 1 950 kV ，中压侧选择 1 300 kV 。 65 dB 的噪声程度主要是为了使变电站的噪声降至*小，可经过在变压器四周装置钢板屏障来完成。