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    在現(xiàn)已運(yùn)行的國(guó)家電網(wǎng)中，我國(guó)直流最高電壓等級(jí)為± 500 kV ，交流最高電壓等級(jí)也為500 kV 。2010年底交流750 kV 電壓等級(jí)的電網(wǎng)即將投運(yùn)，目前又在規(guī)劃、研究、探討直流± 800 kV 、交流1000 kV 及以上電壓等級(jí)特高壓電網(wǎng)的建設(shè)。文章對(duì)國(guó)外特高壓(UHV) 輸變電技術(shù)，特別是變壓器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作一此深入的介紹和分析，以期對(duì)我國(guó)1000 kV 特高壓輸變電系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)和建設(shè)能起到參考和借鑒作用。

1 烏克蘭變壓器技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
    烏克蘭是世界上少數(shù)已具有開發(fā)超高壓、特高壓輸變電技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的國(guó)家之一。烏克蘭扎布羅熱變壓器研究所是全世界最大的變壓器研究所，該研究所的主要工作范圍有：開展科研工作、設(shè)計(jì)工作、軟件工作、開發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計(jì)工裝設(shè)備及研究生產(chǎn)工藝、制造樣品和少量產(chǎn)品、電氣設(shè)備試驗(yàn)、修理復(fù)雜的電氣設(shè)備、研究并提出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品認(rèn)證和咨詢服務(wù)。其進(jìn)行過(guò)的重要產(chǎn)品開發(fā)和試驗(yàn)項(xiàng)目有：DC ± 750 kV ，320 MVA 變壓器、平波電抗器、隔離開關(guān)；750 kV 并聯(lián)電抗器；667 MVA ，1150/500 kV 自耦變壓器模型；1800/500 kV 自耦變壓器模型；750 ～1800 kV 套管；DC 600 kV 脈沖裝置；220 ～500 kV 中性點(diǎn)套管；干式變壓器環(huán)境試驗(yàn)容量達(dá)到1600 kVA ；750 kV 及以下電磁式電流互感器；500 kV 及以下電磁式電壓互感器；750 kV 電容式電壓互感器。

2 俄羅斯變壓器技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
   俄羅斯20世紀(jì)70年代已做出了單相417 MVA/1150 kV 、三相1000 MVA/500 kV 的變壓器， 80 年代做出單相 667 MVA/1 150 kV 與三相1250 MVA/330 kV 的變壓器。
  2.1 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)變壓器設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn)
    1955～1990 年，工廠生產(chǎn)的電力變壓器參數(shù)有了大幅度提高，電壓等級(jí)從220 kV 提高到了1150 kV ，三相變壓器的容量從240 MVA 提高到了1250 MVA ，單相變壓器的容量從250 MVA 提高到 667 MVA 。通過(guò)運(yùn)行事故的反饋，烏克蘭扎布羅熱變壓器研究所對(duì)一系列課題作了深入研究，取得了很好的改進(jìn)效果，在系統(tǒng)中運(yùn)行的 240 臺(tái)750 kV 電力變壓器近15年無(wú)一臺(tái)發(fā)生事故，可靠性達(dá)到了較高的程度。在此基礎(chǔ)上，該研究所還系統(tǒng)地開發(fā)了變壓器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序。
  2.2 烏克蘭扎布羅熱變壓器廠
   烏克蘭扎布羅熱變壓器廠（ ZTR ）是世界上最大的變壓器廠，它可生產(chǎn)電力和配電變壓器、電抗器、分裂電抗器、電壓互感器、電流互感器、 DC換流變壓器、封閉母線（單相或三相）等。 ZTR 所生產(chǎn)的產(chǎn)品有 70% 用于出口，已有 75 個(gè)國(guó)家進(jìn)口了該廠的變壓器，其中中國(guó)從該廠進(jìn)口了73臺(tái)500kV電力變壓器。ZTR 生產(chǎn)過(guò)的主要產(chǎn)品有：
   ① 三相 1250 MVA/347 kV 變壓器6臺(tái)（1980 年生產(chǎn)）；三相1000 MVA/500kV 發(fā)電機(jī)升壓變壓器21臺(tái)；三相三繞組300MVA，500/154/38 kV變壓器。
   ② 單相417 MVA，750/500 kV 變壓器67臺(tái)（ 1978 年生產(chǎn)）；單相 533 MVA，500/330 kV 與單相 417 MVA，1150/500 kV變壓器各1臺(tái)（1981 年生產(chǎn)）；單相 667/180 MVA，1150/500 kV 自耦變壓器26臺(tái)（1979 年生產(chǎn)20臺(tái)，1972年生產(chǎn)6臺(tái)）。
   ③ 320 MVA，± 750 kV換流變壓器。
   ④ 120 Mvar，800kV和300Mvar，1 150 kV并聯(lián)電抗器及其中性點(diǎn)電抗器。
   ⑤ OLTC330 kV，2000A。
   ⑥ 單相 60 Mvar，500kV 可控電抗器1臺(tái)（1989年生產(chǎn)）。
   ⑦ 417/50 MVA 變壓器143臺(tái)（1972年生產(chǎn)105臺(tái)，1973 年生產(chǎn) 38 臺(tái)）。
   ⑧ 3相25Mvar，110kV 可控電抗器1臺(tái)（1997 年生產(chǎn)）。
   ⑨ 單相 500 MVA，765/345 kV ± 13% （每級(jí) 1.3% ）自耦變壓器出口巴西，P0=200kW，Pk=700 kW 。
   ⑩ 配電變壓器及各種特種變壓器。35kV，31.5kA 封閉母線。
    ZTR 生產(chǎn)的鐵心綁扎采用粘帶綁扎，鐵心柱內(nèi)填一層薄紙筒紙板，然后綁上粘帶，鐵心夾件采用鋼帶拉緊，與西門子、 ABB 公司所生產(chǎn)的變壓器結(jié)構(gòu)相似。繞組電壓在500kV及以上一律采用的是油流不導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所以繞組內(nèi)徑、外徑有鎖撐，看不見線餅里存在擋油板。變壓器附件較為落后，放油閥門采用的是水閥，油箱加工較為粗糙，油箱頂部斜坡較大，工人操作困難。變壓器采用磁屏蔽，硅鋼片寬度約為80mm ，厚度為 15 ～ 30 mm，端部用電焊把硅鋼片焊在一起。變壓器套管結(jié)構(gòu)較落后，套管上部帶了一個(gè)鐵絲均壓罩，不設(shè)均壓球，套管油壓靠另外設(shè)置的一個(gè)小油枕。

3 日本變壓器技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
   為了滿足 21 世紀(jì)日益增長(zhǎng)的電力需求，東京電力公司（ TEPCO ）開發(fā)了日本第一套1000 kV 輸電系統(tǒng)，并且正在 Shin-Haruna 變電站1000 kV 試驗(yàn)場(chǎng)運(yùn)行以測(cè)試1000 kV 設(shè)備的性能及可靠性。三菱電氣開發(fā)了多種1000 kV 電氣設(shè)備。東芝公司的 Ako 工廠生產(chǎn)了一款1000 kV 用于資格測(cè)試的有載調(diào)壓?jiǎn)蜗鄽な阶儔浩?。下面?duì)東芝公司生產(chǎn)的1000 kV 變壓器的規(guī)格、構(gòu)造、安裝和測(cè)試情況進(jìn)行介紹。
  3.1 規(guī)格
    東芝公司1000 kV 有載調(diào)壓?jiǎn)蜗鄽な阶儔浩鞯幕疽?guī)格參數(shù)。
    額定容量 /MVA 3000/3
    第三繞組容量 /MVA 1200/3
    額定高壓側(cè)電壓 /kV 1050/
    額定中壓側(cè)電壓 /kV 525/
    額定低壓側(cè)電壓 /kV 147 kV
    調(diào)壓范圍
    9866/ ～1133.6/ 范圍內(nèi) 27 檔調(diào)節(jié)
    測(cè)試電壓
    雷擊脈沖承受電壓原邊側(cè)1950 kV ，次級(jí)側(cè)1300 kV
    長(zhǎng)期工頻耐受電壓 交流 1.5E 1 h ； E 5 min ； 1.5E 1 h
    阻抗 18%
    冷卻方式 強(qiáng)迫油循環(huán)，強(qiáng)迫風(fēng)冷
    噪聲等級(jí) 65 dB
    注： E=1100/ kV
    高壓和中壓側(cè)容量的選擇主要是為了滿足最大輸送容量的要求。第三繞組容量 1200 MVA （40% 的高壓和中壓側(cè)容量）的選擇主要是為了滿足1000 kV輸電線路所要求的最大視在容量。低壓側(cè)繞組額定電壓如果像500 kV 變壓器那樣選擇63 kV 的話，將會(huì)導(dǎo)致很大的故障電流，選擇147 kV是為了使得和低壓側(cè)繞組相聯(lián)設(shè)備的體積不致增加。阻抗值（短路電壓百分比）選擇 18% 是考慮到電網(wǎng)的最大穩(wěn)定性，它是由接地故障電流的抑制和變壓器設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性等因素決定的。因?yàn)?000 kV 變電站將建在山區(qū)，所以所有的變壓器配件都必須采用鐵路或大型拖車來(lái)運(yùn)送。為了滿足運(yùn)輸條件的限制，1000 kV變壓器的主體部分被拆成了兩個(gè)單元，每個(gè)單元都配備一套自動(dòng)有載調(diào)壓裝置。長(zhǎng)期交流工頻耐受電壓的選擇是由對(duì)未來(lái) 1000 kV輸電系統(tǒng)的故障分析所得到的，在試驗(yàn)過(guò)程中不得出現(xiàn)局部放電。雷擊脈沖承受試驗(yàn)電壓是由具有高性能避雷器的1000 kV輸電系統(tǒng)的暫態(tài)電壓分析所得到的。高壓側(cè)選擇1950 kV ，中壓側(cè)選擇1300 kV。65dB的噪聲水平主要是為了使變電站的噪聲降至最小，可通過(guò)在變壓器周圍安裝鋼板屏障來(lái)實(shí)現(xiàn)。
  3.2 構(gòu)造
   1000 kV 變壓器的電壓和容量都是 500 kV 變壓器的 2 倍，它是日本目前使用的最大的變壓器。但是，運(yùn)輸和安裝空間的限制要求運(yùn)輸尺寸不能比500kV 變壓器的大。所以選擇把單相變壓器分成 2 個(gè)單元，每個(gè)單元都具有和1 個(gè)500 kV ，1500/3 MVA 變壓器相同的容量。這2個(gè)單元可以通過(guò)一個(gè)油—汽襯墊的 T 型套管并聯(lián)運(yùn)行。1000 kV 變壓器必須能夠承受500 kV 變壓器2倍的電壓，而應(yīng)滿足運(yùn)輸限制所要求的最小絕緣距離。因此，繞組的排列和絕緣的構(gòu)造都應(yīng)盡量減小電場(chǎng)的局部聚集，并且安排了大量的屏障用來(lái)把油空間恰當(dāng)?shù)胤指糸_；還采用凈化處理工藝來(lái)減少油中的雜質(zhì)，這樣有助于保證更大的絕緣裕度，如果僅僅用絕緣紙，那么1000 kV 導(dǎo)線的絕緣是不可接受的，采用了多層屏障來(lái)減小導(dǎo)線到變壓器外殼之間的絕緣距離。

4 結(jié)語(yǔ)
    現(xiàn)在，可以進(jìn)行長(zhǎng)期勵(lì)磁試驗(yàn)的1000 kV 變壓器已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)，經(jīng)過(guò)測(cè)試這些變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是切實(shí)可靠。1000 kV 變壓器的發(fā)展、制造、運(yùn)輸和裝配技術(shù)也可以用來(lái)提高500 kV 及以下電壓等級(jí)變壓器的質(zhì)量。