趙銀漢
（保定天威保變電氣股份有限公司，河北省 保定市 071056）

　　摘　要： 由保定天威保變電氣股份有限公司自主研發(fā)的用于750 kV輸變電示范工程的4臺(tái)750 kV變壓器產(chǎn)品均為一次試驗(yàn)、試制成功，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足或優(yōu)于用戶的要求，2005年9月26日順利投產(chǎn)后運(yùn)行情況良好。文章介紹了500 MVA/750 kV變壓器的主要性能參數(shù)，分析了其成功研制750 kV變壓器的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)750 kV變壓器研制的關(guān)鍵技術(shù)，如產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)、主縱絕緣結(jié)構(gòu)、漏磁分析、防止局部過(guò)熱、抗短路能力和制造與試驗(yàn)技術(shù)等進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。
　　關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)；國(guó)家電網(wǎng)；750 kV輸變電示范工程；750 kV變壓器；國(guó)產(chǎn)化

　　在我國(guó)750 kV輸變電示范工程主變壓器設(shè)備的招標(biāo)中，保定天威保變電氣股份有限公司(下稱天威保變)憑借自己良好的500 kV變壓器運(yùn)行業(yè)績(jī)和雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)一舉中標(biāo)4臺(tái)500 MVA/750 kV主變壓器的研制任務(wù)。天威保變?cè)?ldquo;九五”1 000 kV特高壓變壓器相關(guān)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)750 kV變壓器研制開(kāi)展了大量深入的研究工作，于2004年10月19日成功研制出我國(guó)首臺(tái)750 kV變壓器。2005年9月26日，4臺(tái)750 kV變壓器成功實(shí)現(xiàn)了掛網(wǎng)運(yùn)行。

1 750 kV變壓器的主要性能參數(shù)

　　國(guó)內(nèi)首臺(tái)750 kV變壓器在2003年10月19日一次試制成功，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足或優(yōu)于用戶的要求，其主要性能指標(biāo)的試驗(yàn)值、要求值比較見(jiàn)表1。

2 750 kV變壓器研制的技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 前期科研情況
　　在“七五”至“九五”期間，天威保變針對(duì)500 kV大容量變壓器進(jìn)行了大量的科研開(kāi)發(fā)工作，從而使其500 kV變壓器擁有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行業(yè)績(jī)。在“九五”期間，天威保變針對(duì)1 000 kV特高壓變壓器研制所涉及到的絕緣技術(shù)、短路強(qiáng)度、局部過(guò)熱、油流帶電、運(yùn)輸問(wèn)題等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。如開(kāi)展了大型變壓器防止局部過(guò)熱技術(shù)的模型試驗(yàn)研究、進(jìn)行了變壓器沖擊梯度模型和產(chǎn)品的測(cè)量試驗(yàn)研究、開(kāi)展了變壓器油流帶電問(wèn)題的試驗(yàn)研究等，并與有關(guān)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)或升級(jí)了變壓器電場(chǎng)、磁場(chǎng)、波過(guò)程、油流溫度場(chǎng)、短路機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算等大型分析計(jì)算軟件，取得了多項(xiàng)研究成果，為750 kV變壓器的開(kāi)發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化與吸收
　　在“八五”、“九五”期間，天威保變對(duì)引進(jìn)日本東芝公司、日立公司的變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)進(jìn)行了廣泛的消化、吸收及二次開(kāi)發(fā)工作，從而使公司的整體技術(shù)水平得到了大幅提高。在“十五”期間，同西門子公司合作一舉中標(biāo)三峽左岸電站840 MVA/500 kV變壓器的制造，同時(shí)引進(jìn)了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的西門子公司500 kV變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)。經(jīng)過(guò)對(duì)西門子公司500 kV變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)的消化吸收和三峽左岸電站變壓器的成功合作制造，天威保變基本掌握了西門子公司的變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)。如西門子公司的計(jì)算分析技術(shù)已應(yīng)用于本公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，先進(jìn)結(jié)構(gòu)已大量成功應(yīng)用在本公司的產(chǎn)品上。這些對(duì)提高公司的整體技術(shù)水平起到了極大的推動(dòng)作用，為此次750 kV變壓器的研制發(fā)揮了重要的作用。

2.3 1 000 kV特高壓變壓器樣機(jī)的研制
　　為了驗(yàn)證1 000 kV級(jí)產(chǎn)品相關(guān)研究的成果，結(jié)合對(duì)500 kV并聯(lián)電抗器試驗(yàn)的需要，于2002年試制成功了1臺(tái)160 MVA，1 050 kV單相電力變壓器，為設(shè)計(jì)、制造750 kV變壓器打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1 000 kV特高壓變壓器樣機(jī)的主要參數(shù)和指標(biāo)如下：
產(chǎn)品名稱　　　　單相強(qiáng)油風(fēng)冷電力變壓器
產(chǎn)品型號(hào)　　　　DFP-160000/1050
額定容量/MVA　　160

額定電壓
絕緣水平　　　　SI1675LI2250AC950-LI480AC200/LI325AC140
阻抗電壓/%　　　14
冷卻方式　　　　強(qiáng)油風(fēng)冷（ODAF）

2.4 廠房設(shè)備的技術(shù)條件
　　天威保變經(jīng)過(guò)“八五”、“九五”期間的大量技術(shù)改造，建成了具有國(guó)際一流水平的雙百萬(wàn)(100萬(wàn) kVA、100萬(wàn) kV)巨型裝配廠房和超高壓試驗(yàn)室，引進(jìn)了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的大型繞線機(jī)、絕緣件加工中心、喬格鐵心剪切線、煤油氣相干燥設(shè)備、局部放電測(cè)試儀、諧波分析儀等儀器設(shè)備，特別是針對(duì)三峽工程變壓器的研制，公司又投巨資進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，使公司的變壓器制造技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新水平，完全具備750 kV變壓器研制的條件。

3 750 kV變壓器研制的關(guān)鍵技術(shù)

　　750 kV變壓器是目前國(guó)內(nèi)電壓等級(jí)最高、單相容量最大的變壓器，涉及到產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)、主縱絕緣結(jié)構(gòu)、漏磁分析、防止局部過(guò)熱、抗短路能力和制造與試驗(yàn)技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，天威保變對(duì)此進(jìn)行了大量的、深入的研究，取得了豐碩的成果。

3.1 產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)的確定
　　該產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)首次研制的750 kV自耦聯(lián)絡(luò)變壓器。公司根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)總結(jié)多年來(lái)成熟的500 kV變壓器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析研究國(guó)內(nèi)外超高壓變壓器技術(shù)資料，同時(shí)基于該產(chǎn)品的特殊意義，確立了產(chǎn)品運(yùn)行安全可靠第一的設(shè)計(jì)思想。在重點(diǎn)解決絕緣結(jié)構(gòu)、漏磁場(chǎng)分析、抗短路能力等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)兩柱并聯(lián)和串聯(lián)、強(qiáng)油冷卻和自然冷卻、勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)等不同結(jié)構(gòu)方案的分析比較，借鑒500 kV變壓器成熟的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，結(jié)合變壓器安裝位置、國(guó)內(nèi)運(yùn)輸條件，以及產(chǎn)品運(yùn)行對(duì)可靠性的要求，最終確定采用兩柱并聯(lián)、強(qiáng)油冷卻的總體結(jié)構(gòu)。

3.2 變壓器主絕緣研究
　　根據(jù)GB 1094.3—2003的要求，750 kV變壓器在絕緣試驗(yàn)中需進(jìn)行帶有局部放電測(cè)量的短時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)（ACSD），即在感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)監(jiān)測(cè)局放，試驗(yàn)中監(jiān)測(cè)到的局放電壓比以往產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)（ACLD）的監(jiān)測(cè)局放電壓提高了10%，因此750 kV變壓器對(duì)絕緣設(shè)計(jì)提出了更高的要求。同時(shí)，局部放電測(cè)量已經(jīng)成為考核超高壓變壓器絕緣結(jié)構(gòu)可靠性的重要手段，局部放電量的大小對(duì)產(chǎn)品絕緣性能具有很大影響。
　　750 kV變壓器的絕緣設(shè)計(jì)采用了無(wú)局放設(shè)計(jì)，其絕緣結(jié)構(gòu)采用了傳統(tǒng)的油紙絕緣，各繞組之間主絕緣采用薄紙筒小油隙結(jié)構(gòu)，繞組端部利用成型角環(huán)合理分割油隙。為了保證變壓器各部位的絕緣具有足夠的裕度，在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全場(chǎng)域分析，計(jì)算在ACSD、雷電沖擊試驗(yàn)和操作沖擊試驗(yàn)等各種絕緣試驗(yàn)情況下繞組間主絕緣結(jié)構(gòu)、繞組端部絕緣結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)分布，對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)油隙都要進(jìn)行絕緣強(qiáng)度校算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)在關(guān)鍵部位采取局部加強(qiáng)、結(jié)構(gòu)改進(jìn)等措施，避免局部場(chǎng)強(qiáng)集中，提高了整個(gè)油紙絕緣系統(tǒng)的絕緣強(qiáng)度。