特高压交流变压器结构及保护配置

±1100kV直流换流变压器一、产品简介±1100kV特高压直流输电技术是一个全新的电压等级，也是目前世界输电技术的最高点，而且新疆电网已经以750kV交流电压等级和西北电网联网，若实现交直流并行输电，网侧电压将采用750kV，阀侧电压将达到±1100kV。

此产品将依托国家电网公司准东送出±1100 kV特高压直流输电工程开发研制。

±1100kV直流系统拟采用每极双十二脉动换流器“550kV＋550kV”串联的接线方案，如图1所示。

额定直流电流:4750A。

考虑投入备用冷却设备后、在当地最高环境温度下，直流系统的最大电流达到5000A。

主回路考虑直流系统双极运行方式，1100kV直流额定输送功率10450MW。

图1 “550kV＋550kV”换流器接线方案换流变压器电气接线与每个12 脉动阀组相连的有6台换流变压器，图1中的“换流变HY”和“换流变LY”各3台，换流变压器的阀侧绕组采用星形连接，“换流变HD”和“换流变LD”各3台，阀侧绕组采用三角形连接。

从高压端到低压端换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线－三角形接线－星形接线－三角形接线。

二、技术介绍（一）产品技术特点1、节能、环保、高效。

目前，我国电力电压等级最高的直流输电项目为±800kV特高压直流输变电工程，但新疆能源基地距离中东部用电负荷中心超过2400公里，若采用±800kV特高压直流输电技术，电力外送损耗可能超过10%，因此，±1100kV直流输电技术，是我国实现远距离大容量输电的重大战略举措，更加节能、环保、高效。

2、传输容量大，建设成本降低。

±1100kV直流输电与±800kV直流输电、两个±500kV直流输电比较：1）输送容量大幅提升。

2）占地面积小。

3）输电线路造价低, 输电用电缆与±800kV相近，比±800kV总体输送容量高，比两个±500kV输电线路造价少一半。

探究特高压变压器及调压补偿变压器原理1. 引言1.1 特高压变压器的定义特高压变压器是指工作在超过1000kV的电压等级下的变压器，是电网输电系统中承担重要任务的关键设备之一。

特高压变压器能够对电压进行有效调节和传输，以确保电力系统的稳定运行和负荷分配。

特高压变压器通过变换输电线路上的电压等级，将高压输电线路输送的电能适配到不同负载的需要，起到了电压控制、电能传输和功率匹配的重要作用。

特高压变压器的性能直接关系到电力系统的安全稳定性和经济运行，因此在电力系统中具有非常重要的地位。

特高压变压器的设计和制造水平，直接影响到国家电网的安全稳定运行，提升了电网输电能力和供电质量，对维护电网运行的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

特高压变压器在电力系统中扮演着不可替代的角色，是推动电力系统发展和提升输电能力的关键设备之一。

1.2 调压补偿变压器的作用调压补偿变压器是电力系统中的一种重要设备，它的作用主要是用来控制和维持电力系统中的电压稳定。

在电力系统中，电压的稳定性对于电力设备的运行和电力负荷的分配都至关重要。

而在实际运行中，电力系统中的电压往往会因为各种原因而波动，这时调压补偿变压器就起到了关键作用。

调压补偿变压器通过控制变压器的工作状态，可以实现对电力系统中的电压进行调节和补偿，从而使电力系统中各个节点的电压保持在规定的范围内，确保电力设备能够正常运行，提高电力系统的稳定性和可靠性。

调压补偿变压器可以对电力系统中的电流进行调节，改善电力负荷分布，减小线路损耗，提高电力系统的效率。

调压补偿变压器的作用是确保电力系统中的电压稳定，保障电力设备的供电质量，提高电力系统的运行效率和可靠性。

在电力系统中，调压补偿变压器是不可或缺的重要设备。

2. 正文2.1 特高压变压器原理特高压变压器是指额定电压在1000kV及以上的变压器。

其原理主要包括电磁感应原理和能量传递原理。

电磁感应原理是指当高压侧绕组通入交流电流时，在铁心中产生的磁场将感应出低压侧绕组中的感应电动势，从而实现电压的升降变换。

特高压电力变压器
电力变压器是利用电磁感应原理，将一个等级的交流电压和电流变成频率相同的另一个等级或几种不同等级的电压和电流的电器。

其作用是将不同电压等级的输电线路和设备连接成为一个整体。

它由1个或几个绕组套于铁心上制成。

不同绕组间通过磁链的耦合，使电能得以在不同的电回路中传递，以实现传输和分配电能的目的。

特、超高压电力变压器的绕组一般都是纠结式。

特、超高压电力变压器按用途不同可分为升压变压器、降压变压器、联络变压器等。

特高压电力变压器主要有发电机升压变压器（两绕组）和自耦变压器2类。

由于特高压输电系统的中性点都是直接接地，自耦变压器的中性点一般也是直接接地，其绝缘水平很低。

自耦变压器如果需要有载调压，一般都在中性点调压。

发电机升压变压器不需要有载调压装置，甚至不设无载调压分接头，以简化特高压大型变压器的结构。

特高压电力变压器的特点如下：(1)容量很大，一般三相容量都在1000MVA以上，甚至达到几千兆伏安；（2）绝缘水平高，基准绝缘水平（雷电冲击绝缘水平）高，一般在1950～2250kV之间或更高；（3）由于容量大和绝缘水平高，其重量与体积必然很大；（4）设计和制造时需要考虑运输的条件，一般为单相结构。

在特、超高压变电设备中，变压器是最昂贵的设备，考虑到它在系统中所占的重要地位，对其可靠性提出很高的要求。

因此，都采用在靠近变压器的位置安装避雷器保护，变压器的操作和雷电冲击试验电压的取值一般比开关类设备低。

电力系统2020.12 电力系统装备丨81Electric System2020年第12期2020 No.12电力系统装备Electric Power System Equipment与500 kV 变压器继电保护装置相比，1000 kV 特高压主变压器的性能更加优越。

但是，当前对1000 kV 特高压主变压器的研究还较少，且许多运维人员对主变压器差动保护装置的了解非常有限，这就给后续检修工作的展开带来了影响。

因此，应加强研究与分析1000 kV 特高压主变压器差动保护装置，确保其能完善地反映出各种故障的差动保护，给电网的稳定运行提供可靠性保障。

本文针对1000 kV 特高压主变压器差动保护装置展开具体的分析与讨论。

1 差动用TA 极性及保护范围1.1 差动用TA 极性选择将全部的TA 极性达到相同的效果，就是差动保护目标的实现。

相关工作人员从行业标准出发，基于TA 极性视角，将其与母线部分实施全面连接，在这一环节，工作人员在母线的一边开展连接处理的同时，在背离变压器的一边，连接变压器的TA 极性，进行有效设置，而正方向应规定为电流指向变压器的一侧。

此外，为了确保TA 极性选择的正确性，在施工之前，应对其进行反复检查，不仅要做好系统测试工作，还应在送电之后再次对其展开负荷测试，以此才能实现对TA 极性的合理选择[1]。

1.2 差动保护用TA 配置用TA 装置，可实现对1000 kV 特高压主变电压器的差动保护，避免其在运行过程中出现故障问题。

其中，差动的保护范围就是指TA 的安装范围。

纵联差动保护主要保护三侧开关TA 之间，而分相差动保护较纵联差动保护而言，所能够保护的范围更加广泛，主要实现对中压侧开关TA 和低压绕组出线套管TA 之间的保护。

而低压侧小区差动保护实现了对分相差动保护范围的有效补充，保护范围主要为低压出线套管和低压侧开关TA 之间。

此外，对于1000 kV 特高压主变压器而言，其分侧差动保护所使用的电流主要来自TA1、TA2和TA5。

浅析特高压变压器以及调压补偿变压器的工作原理摘要：本文首先介绍了特高压变压器的结构以及调压方式，其次介绍了特高压变压器几种差动保护配置方案：分相差动保护、稳态比例差动保护、分侧差动保护、零序差动保护。

最后介绍了调压补偿变压器的原理，以供参考。

关键词：特高压变压器；调压方式；差动保护；调压补偿原理特高压输电技术在提高电网的安全稳定运行的同时还提高了输送容量，增加了输电距离，解决了输电线路走廊用地等问题，具有明显的经济效益。

变压器作为变电站的重要设备，要切实有效地强化变压器运行效率。

1特高压变压器的结构一般特高压变电站都是采用1000kv的自耦变压器，该变压器类型主要是由主体变压器和调压补偿变压器两部分组合而成，主要是借助硬铜母来实现有效的连接。

其中的调压补偿变压器具体是由低压补偿变压器和调压变压器两者组成，其共有一个动力油箱。

并且调压补偿变压器本身的励磁线圈还和主体变压器的低压线圈具备一定的联系，而低压补偿变压器的励磁线圈则和调压变压器的线圈相互并联；调压补偿变压器内部的补偿线圈和主体变压器内部的低压线圈同步串联。

2特高压变压器的调压方式按调压方式分为有载调压和无励磁调压。

使用有载调压方式在很大程度上会增加变压器结构的复杂性以及设备制造成本，并且会降低变压器运行的可靠性。

一般情况下，系统的电压等级越高，电网的电压波动就越小。

由于地区供电的电压质量可以依靠无功调节，并且有下级电网的有载调压变压器作为保障，特高压变压器不用经常进行调压，只要适应季节性运行方式和周期性停电检修的调整需要，采用无载调压的方式完全能够完成任务。

因此，从可靠性、合理性、经济性和系统运行方式考虑，特高压变压器采用无励磁调压方式更加合理。

按调压绕组位置，可分为中压线端调压、中性点调压。

特高压变压器更多的都是采取中性点调压的方式来进行，这种调压方式本身的优点非常明显，具体表现在调压绕组和调压装置等方面，因此对其绝缘的要求相对较大，在工艺制造上较为简单，整体上的造价都非常低。