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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。
解析1000KV特高压变压器基本原理及结构特点发表时间：2019-09-21T22:19:01.483Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：闫亮宇[导读] 摘要：针对特高压变压器电压等级高，线端调压很难实现的问题，详细说明特高压变压器采用中性点无励磁调压方式的合理性。
国网山西检修公司山西太原 030032摘要：针对特高压变压器电压等级高，线端调压很难实现的问题，详细说明特高压变压器采用中性点无励磁调压方式的合理性。
结合1 000 kV特高压两种不同芯柱结构的主变压器，重点对调压方式和调压补偿变差动保护的差异进行分析，对今后特高压变压器的安装调试、运行维护工作具有重要参考意义。
关键词：1000KV；特高压；变压器；原理；结构特点特高压电网是指1000kV的交流电或者800kV的直流电网，输电电压一般可以分为高压、超高压以及特高压。
国际上，通常把35~220kV 的电压称为高压，把330kV以上1000kV以下的电压称为超高压，把1000KV以上的电压称为特高压。
特高压电网具有能够长距离、大容量和低损耗输电的特点。
据准确测算，1000kV的交流特高压输电能力接近500kV交流输电线路的5倍，在同等条件下，线路的电阻消率仅为500kV的1/4。
特高压输电工程的建设，能优化我国能源配置，带来巨大的经济效益。
1 特高压变压器结构特点特高压变压器与常规变压器相比，在结构上具有其特殊性，变压器采用中性点变磁通调压，设置补偿绕组限制因分接位置变化引起的低压电压波动。
总体外部结构采用独立外置调压变方式，即变压器主体与调压补偿变分箱布置。
这是由于它的“电压高、容量大”等因素所致。
以特高压电网常用的ODFPS-1000000/1000单相自耦三绕组变压器为例，在设计方案上采用了以下方式：采用了中性点调压方式，同时保证其高可靠性；自耦变中性点调压为变磁通调压，低压电压将随开关分接位置变化发生较大波动，因此设置了补偿绕组，将补偿绕组串入低压绕组，以达到限制低压电压的波动目的。
变压器培训课件一、引言变压器作为电力系统中不可或缺的组成部分，其正常运行对于保障电网的稳定性和安全性具有重要意义。
本课件旨在为变压器操作人员提供系统的培训，使其熟练掌握变压器的结构、原理、操作及维护保养知识，以确保变压器的安全、稳定、高效运行。
二、变压器的基本原理与结构1.基本原理变压器是一种利用电磁感应原理，实现交流电压和电流的升降、传递电能的设备。
其主要由铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘结构等组成。
当一次绕组通过交流电流时，产生交变磁场，该磁场通过铁芯传递到二次绕组，从而在二次绕组中产生感应电动势，实现电能的传递。
2.结构(1)铁芯：是变压器的磁路部分，由硅钢片叠装而成，其作用是提高磁路的导磁性能，减小涡流损耗。
(2)绕组：是变压器的电路部分，分为一次绕组和二次绕组。
绕组导体的选择、排列和绝缘处理对变压器的性能具有很大影响。
(3)油箱：主要用于存放变压器油，具有冷却、绝缘和灭弧的作用。
(4)器身：包括铁芯、绕组和绝缘结构等，是变压器的核心部分。
(5)配件：包括绝缘子、呼吸器、温度计、气体继电器等，用于保证变压器的正常运行。
三、变压器的操作与维护1.操作(1)准备工作：检查变压器的外观、接线、油位、油色等，确保无异常。
(2)启动：合上隔离开关，合闸送电，检查电流、电压、温度等参数，确保变压器正常运行。
(3)停止：切断电源，断开隔离开关，待变压器冷却后，关闭冷却装置。
2.维护(1)定期检查：检查变压器的外观、接线、油位、油色等，发现异常及时处理。
(2)油位调整：根据温度变化，适时调整油位，保证变压器正常运行。
(3)油质检测：定期检测变压器油质，发现异常及时处理。
(4)绝缘测试：定期进行绝缘测试，确保变压器绝缘性能良好。
(5)防腐处理：对变压器外露部分进行防腐处理，延长使用寿命。
四、常见故障与处理方法1.油温异常：检查冷却装置、油位、油色等，发现异常及时处理。
2.异响：检查变压器内部结构，发现异常及时处理。
探究特高压变压器及调压补偿变压器原理特高压变压器是一种用于特高压输电系统的变压器，其工作原理和普通变压器基本相同，都是通过电磁感应原理实现输入电压和输出电压之间的转换。
特高压变压器的主要结构包括主磁路、绕组和附件。
主磁路是由铁芯和绕组组成的，铁芯由高导磁性材料制成，可以将电磁场集中在绕组中。
绕组则由导线绕制而成，通常分为高压绕组和低压绕组，其绕制方式可以采用单层绕组、屏蔽绕组或者串/并联绕组等。
特高压输电系统的输电线路通常采用交流电，因此输入电压是交流电压。
当输入电压施加在高压绕组上时，会在绕组周围产生一个交变的磁场。
由于绕组上有漏磁通和铁芯上有磁通，这个交变的磁场会感应出在低压绕组上的电动势。
电动势的大小与绕组的匝数、谐振频率、铁芯的材料和构造等因素有关。
特高压变压器通常采用多层的绕组，以增加匝数，从而提高输出电压的稳定性和可靠性。
铁芯的材料也会影响电动势的大小，特高压变压器通常采用高导磁性材料，如硅钢片，以提高磁导率和减小磁通损耗。
调压补偿变压器是一种用于调节电网电压的变压器，其工作原理是通过调节变压器的绕组比来实现。
调压补偿变压器的主要结构也包括主磁路、绕组和附件。
主磁路和绕组的结构与特高压变压器相似，但在绕组上会多加装调压开关、调压器等附件。
调压补偿变压器工作时，通过调节绕组比来改变输入电压和输出电压之间的比例关系。
当需要提高输电线路上的电压时，可以将输入电压提高，然后通过降压绕组输出设定的电压。
反之，当需要降低输电线路上的电压时，可以将输入电压降低，然后通过升压绕组输出设定的电压。
调压补偿变压器的调压器是通过控制绕组的接线方式来实现的。
调压器通常由多个触点组成，通过切换不同的触点可以改变绕组的接线方式，从而改变绕组比。
通常情况下，调压器是由电动机驱动，可以通过人工或自动控制来实现电压调节。
特高压变压器和调压补偿变压器都是通过调节绕组比来实现输入电压和输出电压之间的转换。
特高压变压器用于特高压输电系统，调压补偿变压器用于调节电网电压。
特高压变压器主要特点与关键技术课件特高压试验示范工程ODFPS-1000000/1000变压器主要特点与关键技术特变电工沈阳变压器集团有限公司2007-12-26变压器原理知识与变压器计算一、变压器的定义，基本原理和分类1．变压器定义：基于电磁感应原理，传输交流电能，改变交流电压的一种静止 电机。
2．基本原理：法拉第电磁感应定律 公式表达为 e= －d φ/dt设交变磁通 t m ωΦΦ。
sin = 两个绕组电气匝数分别为N 1，N 2 则 )90sin(cos )/(1111ο-=-=•-=t N t N N dt d E m m ωωΦωωΦΦ。
ωΦm N E 1max 1= 2/11ωΦ）（m rms N E = 同理 2/2)(2ωΦm rms N E =21)(2)(1//N N E E rms rms =这就是变压器改变电压的原理，此种情况为空载情况。
3. 变压器分类：从大的分类上可分为电力变压器和特种变压器； 电力变压器可分为油浸式和干式变压器；电力变压器可分为升压变压器、降压变压器、联络变压器、配电变压器； 干式变压器多为配电变压器。
油浸式变压器的型号及其意义□ □ □ □ □ □ □ □——□／ □ □ 绕组 相 冷却 油循 绕组 导线 调压 设计 额定 额定 防护 耦合 数 方式 环方 数 材质 方式 序号 容量 电压 等级 方式 式a.耦合方式：自耦用“O”表示，其余不标；b.相数：单相用“D”表示，三相用“S”表示；c.冷却方式：冷却介质为水用“S”，冷却介质为风用“F”表示；d.循环方式：强迫油循环用“P”表示，自然油循环不标；e.绕组数：三绕组用“S”表示，双绕组不标，双分裂用“F”表示；f.导线材质：铜线不标，铝线用“L”表示；g.调压方式：有载调压用“Z”表示，无载调压不标；h.设计序号：１，２，３等与目标对应的序号；i.额定容量：变压器最大通过容量；j.额定电压：高压绕组额定电压等级；k.防护系数：TH TA W2 W3二、变压器基本参数的意义1.阻抗电压：由漏磁引起的变压器内部电压降，一侧绕组短路，另一侧绕组施加电压，当加压侧电流达到该侧额定电流时，所施加电压称为阻抗电压。
通常用占百分数的表么值形式给出，也可以用欧姆表的形式表示。
阻抗电压是变压器订货及设计中最重要的参数之一。
2.电压调整率：(U2N-U2)/U2N×100%＝β(Urcosφ+ Uxsinφ)表示变压器带负载后电压变化率，用“ε”表示。
β—负载率， Ur—阻抗电压电阻分量，Ux—阻抗电压电抗分量3.额定容量：指通过容量。
4.电压组合：各绕组的额定电压及调压范围，注意为空载电压比。
5.联结组别：各绕组之间矢量的相互关系，用时钟方法加（1）表示。
6. 绝缘水平：各端子及中点端子的电压耐受水平，国家标准根据绝缘配合对此有明确规定。
7. 冷却方式：ODAF ODWF OFAF OFWD ONAN ONAF 等。
8. 空载损耗：P 0铁心损耗，含涡流损耗和迟滞损耗。
9. 空载电流：I 0(%)含I 0x 和I 0r 两部分，其中I 0r 较小。
10. 负载损耗：P k 又称短路损耗，主要含铜耗和结构损耗两部分。
11. 使用条件：1.海拔高度 2.污秽等级3.抗震要求12. 效率：η＝[输出功率/(输入功率＋P 0＋P k )] ×100%三、变压器设计中的主要问题1. 电气强度：变压器运行中承受四种电压，即：正常工作电压、大气过电压、操作过电压。
谐振过电压，因此绝缘问题是变压器安全可靠运行的关键。
2. 机械强度：变压器运行中可能要经受短路， 保证变压器在短路状态下不损坏，因此变压器的抗短路能力是变压器安全运行的另一个重要指标。
3. 耐热强度：热特性可以引起绝缘老化发生热击穿或损失变压器寿命。
四、变压器的设计计算1. 电压计算：三角形接法时，相电压等于线电压，即 U p =U φ星形接法时，相电压为线电压的3/12. 电流计算：1) 单相变 I=S N /U N2) 三相变 三角形接法时：)3/(N N U S I = （线端） )3/(N N U S I = 3 （绕组中） 星形接法时：)3/(N N U S I = （线端电流与绕组电流相同）3．铁心选取：4/1柱P K D •=根据阻抗电压数值及其它情况适当调整。
4．线圈计算：1）由2/ΦωN E = 公式，确定低压匝数及每匝电势2）由每匝电势及其余绕组电压确定各绕组匝数3）选择各绕组形式，主要考虑绝缘问题及散热4）线规选取，确定电流密度，预估负载损耗5）确定主绝缘尺寸，确定心柱中心距及窗高，预估空载损耗5．阻抗计算：根据各绕组尺寸，计算阻抗电压。
以双绕组为例1．漏磁面积D ∑： 2212113131r a dr r a D ++=∑ 2．漏磁宽度： λ=++21a d a3．洛氏系数： πλρH -=1 4．阻抗电压： 4108.24⨯∑=t k k e H D IW u ρ 6．铁心重量及空载损耗，空载电流计算角轭柱铁心G G G G ++=式中：柱G ：心柱重量轭G ：铁轭重量角G ：铁心角重tx tx P G P K P 00= (w) 其中：0P K 工艺系数 tx P 单位铁耗tx G 铁心重N tx tx I S G q K I 10/00= (%) 其中：0I K 工艺系数 tx q 单位磁化容量 tx G 铁心重7．负载损耗计算1）基本电阻耗计算：P=P R1+P R2P R1=I21N R1 P R1—低压绕组电阻耗 I1N—低压额定电流 R1—低压铜电阻P R2=I22N R2 P R2—低压绕组电阻耗 I2N—低压额定电流 R1—低压铜电阻2）涡流耗计算：P(%)纵向漏磁 B=1.78IWρ/Hk（Gs）P1(%)=2.99 (B×a/δ) ×P R1/100 (w)P2(%)=2.99 (B×a/δ) ×P R2/100 (w)3）结构损耗：P结构＝K×U k×S NK—结构耗系数U k—阻抗电压百分数S N—额定容量8．组件选取原则a)开关：电压等级，额定电流，级电压b)套管：额定电流，额定电压，爬距c)冷却装置：总损耗及温升要求d)储油柜：总油量及用户要求五、变压器的主要结构简介1铁心的作用和型式1) 铁心的作用a) 主磁通的导磁回路b) 器身的骨架2) 铁心的型式a) 三相三柱式b) 三相五柱式c) 单相双柱式d) 单相三柱式e) 单相四柱式f) 单相五柱式2线圈的作用和型式1) 线圈的作用a) 电气回路的核心部分b) 铁心励磁和传输电能2) 线圈的型式a) 筒式b) 饼式3绝缘的作用和型式1) 绝缘的作用a) 绝缘b) 散热2) 绝缘的型式薄纸筒小油隙4引线的作用和型式1) 引线的作用a) 完成要求的连接组别b) 电流的引出2) 引线的型式a) 电缆b) 铜排，铜管，铜棒5油箱的作用和型式1) 油箱的作用a) 装油容器b) 外部组件支架2) 油箱的型式a) 筒式b) 钟罩式1000kV变压器基本原理、结构特点和关键技术我公司的特高压1000kV主变压器应用于国网公司晋东南－荆门1000千伏特高压交流试验示范工程荆门变电站，其设计方案是在多年前期科研的基础上，经过多次调整、验证、论证而确定的。
这里包括国网公司专家组2007年3月、2007年8月两次设计评审，CESI、VEI专家的设计校核。
另外，我公司还专门委托乌克兰扎布罗热研究所（VIT）对我公司产品的主纵绝缘强度、短路强度、漏磁等进行全面的设计校核，以保证设计方案的可靠性。
目前，我公司的1000kV变压器图纸设计已全部结束，已经开始全面的生产，正在进行线圈、铁心、油箱等部件的制作工作。
下面就产品的主要技术要求、总体设计方案、各部结构等分别进行介绍。
1、产品的主要技术要求1.1 系统最高运行电压：高压：1100kV中压：550kV低压：126kV1.2 系统额定频率： 50 Hz1.3 系统短路电流水平：1000kV：50kA500kV：63kA110kV：40kA1.4 高中压侧系统中性点接地方式：中性点直接接地。
1.5 额定容量在绕组平均温升≤65K时连续额定容量：高压绕组：1000MVA中压绕组：1000MVA低压绕组：334MVA1.6 额定电压（方均根值）高压绕组：1050/3kV中压绕组：525/3±4×1.25%kV低压绕组：110kV1.7、调压位置：中性点变磁通调压1.8 额定频率： 50Hz三相连接组标号：YNa0d111.9 标称短路阻抗 (以高压绕组额定容量1000MVA为基准)：高压－中压：18%高压－低压：62%中压－低压：40%1.10 冷却方式：主体变压器的冷却方式为强迫油循环风冷（OFAF）。
冷却器的布置形式为壁挂式。
调压变采用自然油循环冷却（ONAN）。
1.12 内绝缘水平：绕组：65K（用电阻法测量的平均温升）顶层油：55K（用温度计测量）绕组热点温升、金属结构和铁心温升：78K（计算值）油箱表面及结构件表面：80K（用红外测温装置测量）1.14 100%额定电压时空载损耗： 200 kW(设计值，允许偏差+15%)1.15高—中额定分接运行负载损耗（额定频率，75℃时）：1580 kW(设计值，允许偏差+10%)1.16高—中额定分接运行总损耗（额定频率，75℃时）： 1780 kW(设计值，允许偏差+10%)1.17高—中额定分接运行效率：99.82%1.18产品设计重量表：主体器身重t 320配件重t 50（主体）+21（调压变）油重t 132(主体)+44(调压变)调压变器身重t 38补偿变器身重t 19主体总重：t 570调压补偿变总重: t 145总重t 715主体运输重t 397调压补偿变运输重t 113 (充油)1.19 总体外形尺寸：15.3×13×17.8 m1.20运输尺寸主体： 11.1×4.14×4.97 m调压补偿变：5.1×3.8×3.932、总体设计方案介绍本变压器采用中性点变磁通调压，并采用分体结构，变压器分为主体和调压变两部分（见图1产品接线图）。
主体和调压图 1产品总体接线图变连接组合后可以作为一台完整的变压器使用，也可以将主体单独使用。
主体为采用单相五柱铁心，其中三心柱套线圈，每柱1/3容量，高、中、低压线圈全部并联。
主体油箱外设调压补偿变，内有调压和补偿双器身，设置正反调无载分接开关。
调压线圈通过主体低压线圈励磁调压，并连接调压开关。
补偿激磁线圈首末端分别与开关K点及引出端连接，其电压和极性随开关调压位置的变化而变化，并通过电磁耦合带动与主体低压线圈串联的低压补偿线圈的变化，从而实现低压电压的补偿，使低压输出电压偏差控制在1%以内。
