摘要：介紹了組合變壓器中的變壓器、高壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)技術(shù)問題。

　　關(guān)鍵詞：組合變壓器；高壓系統(tǒng)；低壓系統(tǒng)

　　組合變壓器是將變壓器、高壓室、低壓室組成“品字型”結(jié)構(gòu)，其中變壓器位于后部，稱為“后倉(cāng)”，高低壓室位于前部，稱為“前倉(cāng)”。由于變壓器、高壓室、低壓室組成一體，故稱為組合變壓器。因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝迅速、操作方便、全絕緣、全密封，并且能夠深入負(fù)荷中心等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心及高層建筑等各種場(chǎng)所。組合變壓器的設(shè)計(jì)包括變壓器部分、高壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 變壓器的設(shè)計(jì)

　　變壓器的設(shè)計(jì)與普通油浸式變壓器的設(shè)計(jì)原理基本一樣。鐵芯材料可采用高導(dǎo)磁的硅鋼片，也可采用非晶合金；鐵芯結(jié)構(gòu)可采用疊片式，也可采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)。繞組材料可采用銅導(dǎo)線，也可采用箔式。在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)值得注意的是組合變壓器的連接組別，根據(jù)我國(guó)電力網(wǎng)的實(shí)際情況（10 kV級(jí)中性點(diǎn)絕緣），宜采用Dyn，因?yàn)楦邏簜?cè)為D接線，零序電流及三次諧波可在D接線內(nèi)流通，不會(huì)引起輸出電壓的畸變及由于三相負(fù)載不平衡引起的中性點(diǎn)漂移。而不宜采用Yyn接線，因?yàn)閅yn在三相負(fù)載不平衡時(shí)容易引起中性點(diǎn)漂移，影響輸出電壓的質(zhì)量。

2 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 高壓系統(tǒng)進(jìn)出線方式的設(shè)計(jì)

　　高壓系統(tǒng)的接線方式有環(huán)網(wǎng)型、終端型、終端雙回路型。環(huán)網(wǎng)型即“一進(jìn)二出”，一個(gè)電源進(jìn)線，一個(gè)從變壓器的低壓側(cè)出線，另一個(gè)引至另一臺(tái)變壓器或其他電器，為另一臺(tái)變壓器或其他電器提供電源。終端型即“一進(jìn)一出” 一個(gè)電源進(jìn)線，一個(gè)從變壓器的低壓側(cè)出線。終端雙回路型即“一進(jìn)一出一備” 一個(gè)電源進(jìn)線，一個(gè)從變壓器的低壓側(cè)出線，另一個(gè)為備用電源，當(dāng)主進(jìn)電源發(fā)生故障時(shí)，由備用電源供電。

2.2 高壓系統(tǒng)負(fù)荷開關(guān)的選擇

　　組合變壓器的負(fù)荷開關(guān)有四位置開關(guān)和二位置開關(guān)。四位置開關(guān)有“T”型、“V”型和“I”型。“T”型和“V”型開關(guān)均可用于環(huán)網(wǎng)型組合變壓器，“T”型和“V”型開關(guān)有600 A和200 A兩種，負(fù)荷開關(guān)電流值的選擇是根據(jù)系統(tǒng)通過的電流值即環(huán)網(wǎng)總回路的電流值來確定的，而不是由變壓器的容量來確定。負(fù)荷開關(guān)的短路電流根據(jù)組合變壓器安裝位置的短路容量來確定。200 A負(fù)荷開關(guān)配備200 A系統(tǒng)套管和肘型電纜插頭，肘型電纜插頭及電纜頭的大小根據(jù)用戶所埋設(shè)的電纜直徑來確定，如：120 mm²電纜配備電纜頭型號(hào)為“A09”，200 A系統(tǒng)所配備的電纜直徑為35～150 mm²之間。銅電纜配用銅壓接頭，鋁電纜配用銅鋁壓接頭。600 A負(fù)荷開關(guān)配備600 A系統(tǒng)套管和“T”型接頭，600 A系統(tǒng)所配備的電纜直徑為180～350 mm²之間。“I”型負(fù)荷開關(guān)用于終端雙回路型組合變壓器。“T”型、“V”型和“I”型開關(guān)的連接方式及位置圖見圖1。

圖1　開關(guān)的連接方式

 2.3 高壓系統(tǒng)熔絲的設(shè)計(jì)

　　組合變壓器的保護(hù)是由插入式熔絲（BAY-O-NET）和后備熔絲（ELSP）串聯(lián)起來實(shí)現(xiàn)的。插入式熔絲在過載、次級(jí)故障及油溫過高時(shí)熔斷。由于該類事故發(fā)生率大，所以將其設(shè)計(jì)成插入式，可在外部更換。后備熔絲在大電流即變壓器短路時(shí)熔斷，由于該類事故發(fā)生率很少，所以將其固定在變壓器的油箱內(nèi)。插入式熔絲和后備熔絲的選取根據(jù)他們各自的安秒特性，選取時(shí)要注意不同容量組合變壓器之間的插入式熔絲和后備熔絲的相互配合。插入式熔絲和后備熔絲的安秒特性曲線見圖2。例如：容量為500 kVA的組合變壓器，10 kV高壓側(cè)額定電流為28.87 A，考慮到變壓器油的溫升對(duì)熔絲長(zhǎng)期工作電流的影響，以及變壓器合閘時(shí)涌流對(duì)熔絲的影響，選取插入式熔絲為65 A，后備熔絲為100 A。根據(jù)安秒特性曲線可得變壓器合閘時(shí)涌流（一般為額定電流的12倍）不會(huì)使插入式熔絲熔斷，100 A 后備熔絲最少熔斷電流為610 A，后備熔絲不會(huì)先于插入式熔絲熔斷。

圖2　熔絲的安秒特性

 2.4 高壓系統(tǒng)負(fù)荷開關(guān)的隔離設(shè)計(jì)

　　為了減少操作負(fù)荷開關(guān)時(shí)電弧對(duì)變壓器油產(chǎn)生的分解作用，可把負(fù)荷開關(guān)設(shè)計(jì)安裝在一個(gè)獨(dú)立的小室中，并在這個(gè)小室中注入高燃點(diǎn)油（難燃油），而在變壓器油箱中注入普通的25#油，這樣既解決了操作負(fù)荷開關(guān)對(duì)變壓器油產(chǎn)生的老化問題，又解決了在整個(gè)變壓器油箱中使用難燃油引起的散熱問題（因?yàn)殡y燃油的粘度高）。負(fù)荷開關(guān)的隔離設(shè)計(jì)是把負(fù)荷開關(guān)安裝在變壓器油箱的左側(cè)，在負(fù)荷開關(guān)與變壓器油箱之間用特制的套管加密封條隔離。在負(fù)荷開關(guān)小室中也裝有油位表、壓力表、注油塞、溫度計(jì)等，可對(duì)其進(jìn)行壓氣試漏，確保兩者之間不滲漏，難燃油與普通變壓器油的特性見表1。

3 低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　低壓系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)一般都根據(jù)用戶的具體要求，不同用戶有不同要求。如：主進(jìn)開關(guān)型號(hào)及電流值，出線開關(guān)的路數(shù)、電流值、型號(hào)等。本文就常用變壓器低壓配置選取作以下介紹。

3.1 主進(jìn)開關(guān)的選取

　　主進(jìn)開關(guān)一般都選用智能型萬(wàn)能式斷路器，可以實(shí)現(xiàn)過載、欠電壓、短路、接地等多種故障保護(hù)。斷路器額定電流值是根據(jù)變壓器低壓側(cè)的額定電流來選取的，最好選取接近變壓器低壓側(cè)的額定電流，這樣可以提高斷路器的保護(hù)性能。智能型萬(wàn)能式斷路器的電流整定值可在0.6～1倍額定電流之間調(diào)節(jié)。如：500 kVA變壓器0.4 kV低壓側(cè)的額定電流為721.7 A，斷路器額定電流值可選800 A，實(shí)際電流整定值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。智能型萬(wàn)能式斷路器有多種保護(hù)性能可供用戶選擇, 可以選二段保護(hù)，也可選三段保護(hù)。智能型萬(wàn)能式斷路器有多種型號(hào)，國(guó)產(chǎn)的有CW1、AH系列、HSW1系列等，進(jìn)口的有M系列、F系列等。