浅谈发电厂升压变压器开发设计

发电厂用1000kV升压变压器具有电压高、容量大和运输高度高的特点，且变压器原理和结构

型式不同于特高压交流自耦变压器，它的技术难点主要在于由低压27kV直接升压至1000kV的

传递过电压、主纵绝缘强度、漏磁和局部过热及绕组抗短路能力等方面。

（1）1000kV变压器要经受长期工作场强、高压线端1100kV（5min）工频试验电压和

2250kV全波雷电冲击试验电压的考验，绕组间和端部绝缘结构的可靠性设计是非常关键的。

为保证绕组的纵绝缘强度，1000kV绕组需有一定的高度，同时由于变压器整体高度要满足运

输道路条件的要求，绕组的有效高度受到限制，因此需综合考虑这两个因素的影响。

（2）变压器由低压27kV直接升压至1000kV，当高压绕组受雷电冲击时，低压绕组承受的

传递过电压问题需高度重视，需对低压绕组采取有效的加强措施。

（3）变压器容量大，若采用单柱结构设计，单柱容量为400MVA，其漏磁产生的热容量较

大，绕组温升控制成为设计的难点，且为满足阻抗要求，变压器的高度超出运输界限。因此

将器身分为两柱结构以降低单柱容量，每柱容量为200MVA，降低端部漏磁，一定程度地减小

了单柱绕组的热容量，有利于绕组温升的控制。同时器身尺寸缩小，更易满足运输条件要求

。

（4）两柱结构的高压绕组若采用串联方式，绕组上、下端部电压将达到500kV等级，端

部绝缘结构和引线布局极为复杂，对变压器的安全运行很不利。因此，选用高压绕组两柱并

联结构，绕组上、下端部电压较低，端部绝缘结构和引线布局非常简单，安全可靠性高。

（5）变压器调压方式为无励磁调压，若采用传统的高压绕组带分接段结构，绕组安匝分

布不好，抗短路能力非常差，一旦发生短路状况，很可能会损坏变压器。因此为提高绕组抗

短路能力，选用了单独设置调压绕组的结构。经计算，无论是把调压绕组放在低压绕组内侧

，或是放置在高压绕组和低压绕组之间，都会加大主器身的辐向尺寸，从而增加主器身的漏

磁强度，容易造成夹件和油箱的局部过热，因此选用单独设置调压器身的双器身结构，简化

主器身的绝缘结构和提高抗短路能力。

（6）采用强迫油循环导向（ODAF）的冷却方式，绕组端部电压水平较低，设计合理的器

身内油路结构和选择适当流量的冷却器油泵，降低油流速度，避免油流带电，绕组内设置轴

向油道，采用大容量冷却器，保证绕组温升。