摘要：介紹了大型發(fā)電機(jī)變壓器主要的結(jié)構(gòu)型式，并分析了每種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)缺點(diǎn)。 

　　關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)型式；單相變壓器組式；三相一體式；現(xiàn)場組裝式；三相組合式 

　　中圖分類號(hào)：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：A 

　　1.引言 

　　發(fā)電機(jī)主變壓器是發(fā)電廠發(fā)出電能必不可少的重要設(shè)備。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增大，與之配套的主變器容量也隨之增大。目前我國最大的三相變壓器容量達(dá)1200MVA, 單相變壓器容量達(dá)700MVA。這樣的龐然大物既要考慮設(shè)備的安全性、經(jīng)濟(jì)性，還要能做的出來，運(yùn)得出去，那么變壓器選擇合適的結(jié)構(gòu)型式就顯得尤為重要了，是設(shè)計(jì)大型發(fā)電機(jī)變壓器考慮的首要條件。 

　　2可供選擇的結(jié)構(gòu)型式 

　　2.1單相變壓器組式 

　　單相變壓器有著非常成熟的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。單相變壓器組由三個(gè)結(jié)構(gòu)完全一致的單相變壓器組成，每臺(tái)變壓器有獨(dú)立的電路、磁路、油路、冷卻器和儲(chǔ)油柜等，方便設(shè)置備用相而且成本低。變壓器體積適中，運(yùn)輸重量較輕。流經(jīng)低壓套管電流較小,易于選擇。而且單相變壓器結(jié)構(gòu)布置靈活，器身結(jié)構(gòu)可以采用單相三柱式，繞組布置在一個(gè)芯柱上，一般用在單相容量在400MVA以下變壓器。器身結(jié)構(gòu)也可以采用單相四柱式，一般用在單相容量在400MVA以上變壓器，繞組布置在兩個(gè)芯柱上，雙柱采用并聯(lián)或串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每柱容量為總?cè)萘康囊话?變壓器整體漏磁分布易于控制，可以防止局部過熱的產(chǎn)生，同時(shí)大幅度降低短路發(fā)生力。目前在制的單相四柱式變壓器容量達(dá)700MVA，若有需求，容量還可以突破，這種優(yōu)點(diǎn)是三相變壓器不具備的。

　　但是單相三柱式變壓器組的空載損耗和制造成本高于三相變壓器，單相四柱式變壓器組制造成本還要更高。而且變壓器高壓繞組中性點(diǎn)連接和三個(gè)低壓繞組的三角形連接需要在安裝現(xiàn)場完成，離相封閉母線成本較高，現(xiàn)場安裝和日常維護(hù)的工作量也較大。三臺(tái)變壓器間要設(shè)置防火墻，占地面積大，且GIS及封母布置也將占很大空間。 

　　2.2三相一體式 

　　三相一體式變壓器也是常規(guī)結(jié)構(gòu)，制造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，可靠性高。外部連接結(jié)構(gòu)簡單，布置占地面積少，制造成本低。但是受運(yùn)輸條件和運(yùn)輸費(fèi)用的限制。容量1200MAV的三相一體式變壓器本體運(yùn)輸重量達(dá)到480噸，運(yùn)輸尺寸達(dá)11.4mX3.4mX5.6m(長X寬X高)。如此特大重量和體積的變壓器必須具備良好的運(yùn)輸條件。 

　　三相一體式變壓器跟單相雙柱式變壓器比，每相容量只能布置在一個(gè)心柱上，隨著單臺(tái)變壓器容量的增加漏磁也隨之迅速增大，漏磁分布是影響變壓器短路發(fā)生力和是否存在局部過熱的重要因素。即使沒有運(yùn)輸條件限制，變壓器總?cè)萘恳搽y以突破。目前有相關(guān)用戶咨詢1440MVA/500kV三相一體式變壓器的可行性，但是還沒有成功的制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，由于漏磁控制存在困難，風(fēng)險(xiǎn)不可控，存在局部過熱的風(fēng)險(xiǎn)。 

　　在無運(yùn)輸條件限制，容量不是特別巨大(超過1200MVA)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用三相一體式變壓器。

　　2.3現(xiàn)場組裝式 

　　現(xiàn)場組裝式是將變壓器的主要結(jié)構(gòu)合理地分解為幾個(gè)運(yùn)輸單元，控制每個(gè)運(yùn)輸單元的運(yùn)輸重量和尺寸以滿足正常鐵路或公路運(yùn)輸。現(xiàn)場組裝變壓器分離鐵心后現(xiàn)場組裝鐵心，現(xiàn)場進(jìn)行整體器身復(fù)裝，組裝完成后外形和三相一體式基本相同，具備三相一體式變壓器外部連接結(jié)構(gòu)簡單，布置占地面積少的優(yōu)點(diǎn)。通過分解運(yùn)輸能實(shí)現(xiàn)超大型變壓器的運(yùn)輸，尤其對(duì)西北、西南等地區(qū)可以采用三相一體變壓器，降低變壓器運(yùn)輸費(fèi)用，減少了占地面積和工程土建投資。 

　　現(xiàn)場需搭建一座臨時(shí)恒溫干燥的防塵工作間進(jìn)行變壓器組裝，現(xiàn)場需要較大的操作空間。施工周期一般3-4個(gè)月/臺(tái)。同三相一體式相比，三相一體式可以采用桶式油箱，也可以采用鐘罩式油箱，現(xiàn)場組裝只能采用鐘罩式油箱，對(duì)超大容量變壓器來說如果屏蔽措施不當(dāng)容易引起箱沿過熱。因?yàn)橐紤]每個(gè)鐵心單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同等鐵心直徑的有效截面積要比三相一體式小，所以制造成本略高于三相一體變壓器?，F(xiàn)場組裝式完成組裝后無法進(jìn)行操作沖擊試驗(yàn)和雷電沖擊試驗(yàn)，有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。 

　　2.4三相組合式 

　　三相組合式變壓器由獨(dú)立密封運(yùn)輸?shù)娜齻€(gè)單相變壓器和一個(gè)公共母線管道組成。每個(gè)單相變壓器引出低壓母線在公共母線管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)三角形連接，由三只大電流低壓套管離相封母引出；高壓中性點(diǎn)引出線通過連接管路，將三個(gè)中性點(diǎn)連接后，由一只中性點(diǎn)套管引出。三臺(tái)單相變壓器共用一套冷卻系統(tǒng)和儲(chǔ)油柜，油路聯(lián)通。三相組合式變壓器間不需設(shè)置防火墻，較單相變壓器組式占地面積小，每個(gè)單相變壓器結(jié)構(gòu)型式與單相變壓器組相同，體積適中，運(yùn)輸重量輕，便于運(yùn)輸。三相組合式變壓器可以設(shè)置單相變壓器作為備用，但是這種備用是存在一定風(fēng)險(xiǎn)的，因?yàn)槿嘧儔浩饔吐肥窍嗤ǖ?，一相變壓器故障難以保證其他兩相不被污染。 

　　三相組合式變壓器較單相變壓器組式易于維護(hù)和檢修，但是現(xiàn)場安裝難度大。而且一但發(fā)生故障，現(xiàn)場的拆裝相當(dāng)麻煩，耗時(shí)長。三相組合式變壓器的制造成本和單相變壓器組式相當(dāng)。但是由于大電流引線通過公共母線管道引起附加損耗，負(fù)載損耗高于單相變壓器組。

　　3. 綜合分析 

　　每一種結(jié)構(gòu)的變壓器都有自己的特點(diǎn)，只要科學(xué)設(shè)計(jì)，精心制造都具有良好的性能和足夠的安全可靠性。而且也都有安全運(yùn)行的案例。例如山東鄒縣電廠DFP-380000/500的單相組式變壓器,廣東惠來SFP-1140000/500三相一體式變壓器，溪洛渡水電站SSP-H-860000/500三相組合式變壓器，大崗山水電站SSP-723000/500現(xiàn)場組裝式變壓器都已經(jīng)掛網(wǎng)運(yùn)行，安全無事故。 

　　4．結(jié)論 

　　大型發(fā)電機(jī)變壓器結(jié)構(gòu)型式的選擇應(yīng)從電廠實(shí)際工程條件、運(yùn)輸可行性、產(chǎn)品可靠性、設(shè)備占地面積、經(jīng)濟(jì)效益等多方面因素綜合考慮，結(jié)合各種結(jié)構(gòu)型式變壓器的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)選型。一般在無運(yùn)輸條件限制，容量不是特別巨大(超過1200MVA)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用三相一體式變壓器。當(dāng)運(yùn)輸條件僅適用單相變壓器時(shí)，電站用地寬松優(yōu)先采用單相變壓器組，電站用地緊張時(shí)采用三相組合式變壓器。如果運(yùn)輸條件連單相變壓器也不能滿足，現(xiàn)場組裝式變壓器是最后的選擇。但是，事物不是一成不變的，隨著現(xiàn)場組裝式變壓器技術(shù)的日益完善、成熟，將來也很可能成為首選。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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