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变压器调压绕组并联氧化锌阀片的应用研究

发表时间：2020/2/28 来源：《建筑学研究前沿》2019年21期作者：赵国峰

[导读] 通过产品对比计算，介绍了改善变压器绕组冲击电压分布的方法以及氧化锌阀片使用的要点。

特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉 831100
        摘要：通过产品对比计算，介绍了改善变压器绕组冲击电压分布的方法以及氧化锌阀片使用的要点。
        关键词：变压器；调压绕组；氧化锌阀片；


        1 引言
        当变压器遭受雷电冲击电压作用时，在绕组内要引起电压振荡，当振荡过电压超过绕组耐受电压时就会导致变压器绝缘损坏甚至击穿。国内外已有多台大型变压器因此而损坏，故障点大多位于调压绕组上。氧化锌阀片由于具有高度非线性伏- 安特性（相当于非线性电阻），这样可有效地抑制振荡冲击而引起的过电压。
        2 氧化锌阀片工作原理介绍
        氧化锌阀片更贴近名字应为非线性电阻，当阀片承受电压增加时，阀片电阻减小，允许更大的电流通过。低于门限电压时，阀片电阻非常高，一旦一个微小电压超过门限电压时，阀片电阻就会急剧下降，下降到几欧姆，阀片这时候起作用，对与之并联的电器元件给予保护。
        3 计算结果对比
        笔者采用专用波过程软件IMV（Impulse voltages distribution）软件进行计算。软件共有3个接口模块，第一个模块可输入氧化锌阀片V-A特性曲线，第二模块可调整阀片与绕组并联数量，第三为与绕组电气连接输入模块，通过这三个输入模块将氧化锌阀片耦合到软件计算中。
        笔者以2台产品为例，对其调压绕组应用氧化锌阀片前后的效果进行对比。
        3.1 OSFPSZ-360000/330自耦变压器
        调压方式为公共绕组首端调压，中压为220kV等级，调压范围242×（1±8×1.25%），中压首端全波冲击950kV，相当于500kV自耦变的中压绝缘水平，结构等同于500kV自耦变，不设旁柱调压，调压绕组设置在主柱。接线原理见图1



        3.2 SFSZ9-K-180000/220高阻抗变压器
        调压方式为高压中性点正反调压，调压范围为220×（1±8×1.25%）。调压线圈靠铁心，线圈形式采用单螺旋，电气排列为86421357，接线原理见图4。

        从表1、2计算数值可以看出，调压线圈并联氧化锌阀片后对冲击电压限制作用非常明显，调压线圈无论是全范围，还是级间冲击梯度均有明显下降，这样调压线圈在冲击电压下安全裕度会大大提高，同时也降低调压引线对地振荡电位，方便调压线圈引线设计，同时可以降低制造成本。
        4 总结
        本文从各个方面对氧化锌阀片在变压器中的应用进行了介绍，重点通过产品对比计算说明氧化锌阀片对限制冲击电压的作用，同时给出选取阀片的原则，对设计具有较好的指导作用。
        氧化锌阀片在合资厂已有多年的应用历史，总的来说是利大于弊，并且加装氧化锌阀片的产品普遍事故率要低于未加装的产品。最重要的是要有正确和成熟的设计，尤其关键的是“终身可靠压力”。同时氧化锌阀片不仅对于雷电冲击有限制作用，对于快速瞬态过电压以及高频电压均有抑制作用。
        参考文献
        [1]张嘉祥《变压器线圈波过程》北京：水利电力出版社，1982
        [2]谢琉城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2003

        作者简介：

        赵国峰（1978-），男，黑龙江明水县人，特变电工股份有限公司新疆变压器厂工程师，长期从事变压器电磁场仿真计算与研究工作。