1.前言

　　由于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，華東、華中和沿海地區(qū)都出現(xiàn)用電緊張的情況，對(duì)電力系統(tǒng)供電數(shù)量和質(zhì)量的要求越來(lái)越高。由于這些地區(qū)能源匱乏和對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，急需從外地大量輸入高質(zhì)量的電能，而西南地區(qū)的川、滇等省水電資源蘊(yùn)藏豐富，可供開(kāi)發(fā)的水電資源占全國(guó)的70％以上。建設(shè)大型或超大型水電站，為華東、華中和沿海地區(qū)提供高質(zhì)量廉價(jià)的水電，不但能實(shí)現(xiàn)全國(guó)電力資源優(yōu)化配置和實(shí)現(xiàn)西電東送，還能發(fā)揮攔沙、防洪、改善下游航運(yùn)條件等綜合效益。現(xiàn)以金沙江上擬建的巨型水電站---溪洛渡水電站為例分析水電站主變壓器的選擇。

　　2.溪洛渡水電站簡(jiǎn)介

　　溪洛渡水電站是金沙江下游上的一座巨型水電站，地處四川省雷波縣和云南省永善縣境內(nèi)，上接白鶴灘電站尾水，下與向家壩水庫(kù)相接。電站供電華東、華中，兼顧川、滇兩省用電需要，是金沙江西電東送距離負(fù)荷中心最近的骨干電源之一，也是金沙江上最大的一座水電站。電站裝機(jī)18臺(tái)，單機(jī)容量700 MW，總裝機(jī)容量達(dá)12 600 MW，單機(jī)最大容量855 MVA。年平均發(fā)電量571.2億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4 530h，水庫(kù)總庫(kù)容126.7億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容64．6億m3，具有不完全季調(diào)節(jié)性能，保證出力3 395 MW。
　　電站地處高山峽谷，河床狹窄。根據(jù)樞紐布置和地形條件，電站設(shè)左、右兩個(gè)地下廠房，各布置9 臺(tái)機(jī)組。主廠房、主變壓器室和尾水調(diào)壓室相互平行，呈三洞式布置。發(fā)電機(jī)引出回路選用全聯(lián)式離相封閉母線與主變低壓端子相連，主變壓器的500kV出線采用超高壓擠包絕緣電纜通過(guò)垂直豎井引至地面開(kāi)關(guān)站。

　　3　運(yùn)輸條件

　　超大型水電站機(jī)電設(shè)備重大件包括：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、主變壓器、橋機(jī)主梁、主軸、轉(zhuǎn)子中心體、轉(zhuǎn)子支架扇形體、上機(jī)架中心體和下機(jī)架中心體、定子機(jī)座以及水輪機(jī)頂蓋、座環(huán)等，而主變壓器是運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)。超大型水電站一般地處偏僻的高山峽谷區(qū)，地形條件復(fù)雜，交通運(yùn)輸設(shè)施和條件惡劣，因此機(jī)電設(shè)備重大件運(yùn)輸方案是電站設(shè)計(jì)初期重要的研究課題之一。主變壓器一般可通過(guò)水運(yùn)運(yùn)至電站附近碼頭，上岸后經(jīng)電站專(zhuān)用公路運(yùn)抵工地；或者通過(guò)鐵路和專(zhuān)用鐵路運(yùn)至電站附近車(chē)站（運(yùn)輸尺寸應(yīng)控制在二級(jí)超限內(nèi)）后，再通過(guò)電站專(zhuān)用公路運(yùn)至工地。這兩種情況均需經(jīng)過(guò)詳細(xì)周密的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后，才能最終確定電站機(jī)電設(shè)備重大件的運(yùn)輸方案。溪洛渡水電站主變壓器單相運(yùn)輸尺寸約5．0m×4．0m×4．0m，運(yùn)輸重量約178t，共54相，運(yùn)輸任務(wù)繁重，經(jīng)專(zhuān)題研究后提出先通過(guò)專(zhuān)用鐵路運(yùn)至電站附近車(chē)站，再通過(guò)電站專(zhuān)用公路運(yùn)至電站工地。

　　4　主變壓器主要參數(shù)和中性點(diǎn)接地方式

　　4．1　額定值
　　隨著發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量越來(lái)越大，已建二灘水電站單機(jī)容量為550 MW，在建三峽、龍灘和小灣水電站單機(jī)容量均為700 MW，擬建的溪洛渡水電站單機(jī)容量也為700 MW，并且發(fā)電設(shè)備的單機(jī)容量還有增大的趨勢(shì)。考慮到許多電站的發(fā)電機(jī)均有設(shè)置最大容量的要求，因此需要有相應(yīng)的大型變壓器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)相匹配。根據(jù)溪洛渡水電站的具體條件，選擇的主變壓器的主要技術(shù)參數(shù)如下：
　　額定容量：855 MVA；額定電壓：高壓525kV，低壓20kV；接線組別：YN，d11；阻抗電壓：15％～17％；絕緣水平4．2　中性點(diǎn)接地方式
　　根據(jù)水電站升壓變壓器中性點(diǎn)接地方式及其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在電力系統(tǒng)中運(yùn)行變壓器的中性點(diǎn)接地方式，將直接影響電力系統(tǒng)的內(nèi)部過(guò)電壓水平、電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度、系統(tǒng)的穩(wěn)定、繼電保護(hù)、開(kāi)關(guān)遮斷容量、對(duì)通信線路干擾、變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)方式、變壓器中性點(diǎn)絕緣水平以及變壓器制造等。因此，變壓器中性點(diǎn)的接地方式應(yīng)根據(jù)諸方面的影響因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較后加以確定。
　　現(xiàn)階段我國(guó)超高壓電壓等級(jí)為500kV，對(duì)500kV變壓器中性點(diǎn)接地方式有兩種不同觀點(diǎn)：一種沿用220kV系統(tǒng)所采用的部分變壓器中性點(diǎn)接地的方式，這樣可采用簡(jiǎn)單可靠的零序電流繼電保護(hù)，斷路器遮斷容量不受單相短路電流的限制，同時(shí)單相接地對(duì)通信線路的干擾也較小；另一種為500kV變壓器全部采用中性點(diǎn)直接接地，變壓器中性點(diǎn)絕緣水平最低，便于變壓器制造，變壓器中性點(diǎn)不會(huì)失地，也不會(huì)產(chǎn)生不接地的孤立系統(tǒng)。但兩者均不能有效地解決單相短路電流在變壓器中性點(diǎn)產(chǎn)生的過(guò)電壓?jiǎn)栴}，都存在明顯的局限性。
　　為了限制單相短路電流，宜采用變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗器的接地方式，只要小電抗器選擇適當(dāng)就可以起到變壓器中性點(diǎn)部分接地的作用。經(jīng)計(jì)算分析，經(jīng)小電抗器接地的變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓比不接地變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓低得多，不會(huì)產(chǎn)生危害性很大的諧振過(guò)電壓和弧光接地過(guò)電壓，不易產(chǎn)生 失步過(guò)電壓。500kV變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗器接地已投入工程應(yīng)用，如葛洲壩水電站大江電廠500kV工程、隔河巖水電站和巖灘水電站500kV工程，分別于20世紀(jì)80年代末期和90年代初期投運(yùn)，運(yùn)行正常，收到了良好的效果。
　　通過(guò)以上技術(shù)分析可見(jiàn)，超大型水電站500kV主變壓器中性點(diǎn)接地方式，一般采用經(jīng)小電抗器接地方式，且變壓器中性點(diǎn)采用避雷器保護(hù)，并應(yīng)根據(jù)工程具體情況選用適當(dāng)?shù)闹行渣c(diǎn)小電抗器。經(jīng)過(guò)論證，溪洛渡水電站的主變壓器中性點(diǎn)采用小電抗器的接地方式。

　　5　主變壓器型式

　　根據(jù)溪洛渡水電站的具體條件，主變壓器型式考慮了四種可能的方案，即三相、單相、組合式三相和現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器。

　　5．1　三相變壓器
　　三相變壓器在設(shè)計(jì)制造及運(yùn)行管理上具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)輸重量巨大，超過(guò)了鐵路和公路的運(yùn)輸極限，且運(yùn)輸費(fèi)用昂貴。溪洛渡水電站主變壓器若采用三相變壓器方案，運(yùn)輸重量將達(dá)到480t，無(wú)論是鐵路運(yùn)輸或公路運(yùn)輸均不能實(shí)現(xiàn)，故不宜采用。

　　5．2　單相變壓器組方案
　　單相變壓器組方案由三臺(tái)普通單相變壓器組合成三相變壓器，具有設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)成熟、運(yùn)輸重量及運(yùn)輸尺寸小、占用安裝布置場(chǎng)地大和安裝時(shí)間短的特點(diǎn)。

　　5．3　組合三相變壓器方案
　　經(jīng)研究分析，由三臺(tái)特殊單相變壓器組合的三相變壓器方案設(shè)計(jì)及制造經(jīng)驗(yàn)成熟，應(yīng)用較廣。特殊單相變壓器的結(jié)構(gòu)與普通單相變壓器基本相同，一種組合方式是三臺(tái)單相變壓器分別裝在各自的下節(jié)油箱中，在運(yùn)到安裝地點(diǎn)前用副箱蓋各自密封，到達(dá)使用現(xiàn)場(chǎng)后換上共用箱蓋使三臺(tái)單相變壓器連成一體，形成三相變壓器；另一種組合方式采用單獨(dú)的油箱，僅用引線管道將三臺(tái)連成一體，此種變壓器相當(dāng)于將三臺(tái)獨(dú)立的單相變壓器的油路連接在一起。目前國(guó)內(nèi)已基本不采用第一種方式（共用箱蓋），而采用第二種組合方式。這種方式運(yùn)輸重量小、運(yùn)輸尺寸小、布置安裝占地面積小、安裝時(shí)間較短。

　　5．4　現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器方案
　　現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器又稱(chēng)解體運(yùn)輸變壓器，這種變壓器在外形上看與普通三相變壓器相同，但由于受運(yùn)輸條件的限制，變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做成可拆卸的若干部分，運(yùn)輸時(shí)各部分分別運(yùn)輸，在現(xiàn)場(chǎng)再組裝成整體。
　　最早的解體運(yùn)輸變壓器是將鐵芯、線圈分成若干部分運(yùn)輸，到現(xiàn)場(chǎng)后組裝。近年來(lái)，解體變壓器采用了新技術(shù)，將鐵芯、線圈、油箱分成各自保持著基本結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸單元，進(jìn)行解體運(yùn)輸。解體后再組裝的范圍被限制在最小程度。
　　這種方式運(yùn)輸重量小、運(yùn)輸尺寸大（油箱）、布置占地面積小、設(shè)備本體成本最低。但安裝時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)安裝場(chǎng)地、設(shè)備和環(huán)境條件、安裝工藝要求嚴(yán)格。

　　6　技術(shù)分析

　　6．1　現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器

　　6．1．1　空調(diào)間及凈化間的設(shè)置
　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外各變壓器生產(chǎn)廠的有關(guān)技術(shù)資料，現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器須在一定面積的空調(diào)間和凈化室內(nèi)進(jìn)行，并且要求降塵量小于0.20mg／m3和室內(nèi)溫度低于20℃。組裝一臺(tái)像溪洛渡水電站這樣的三相變壓器工期約為107天，并需增加油箱的起吊高度。現(xiàn)場(chǎng)組裝后的變壓器需安裝就位，由于組裝后變壓器重量重（如溪洛渡水電站組裝三相變壓器重約480t），運(yùn)輸尺寸大（如溪洛渡組裝三相變壓器約為10.2m×3.1m×4.5m），對(duì)于主變壓器布置在地下洞室內(nèi)的超大型水電站，很難滿足組裝后三相變壓器運(yùn)輸要求，且空調(diào)室和凈化室必須設(shè)置在主變壓器洞室內(nèi)，增加了主變洞室的地下開(kāi)挖量和土建工程量。由于水電站土建施工和設(shè)備安裝工期較緊，導(dǎo)致主變組裝和土建之間的施工干擾大，空調(diào)室和凈化室很難滿足降塵量小于0.20mg／m3要求。

　　6．1．2　組裝質(zhì)量和工期制約因素
　　現(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器的組裝質(zhì)量和工期受到許多不確定因素的制約，如：
　　（1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工具和材料配置，設(shè)備本身的質(zhì)量，組裝、調(diào)試及時(shí)間的不確定性；
　　（2）現(xiàn)場(chǎng)指揮管理系統(tǒng)和技術(shù)人員組織管理能力及經(jīng)驗(yàn)、事故處理能力的不確定性；
　　（3）設(shè)備或工藝出現(xiàn)缺陷時(shí)，快速處理能力的不確定性；
　　（4）變壓器在現(xiàn)場(chǎng)組裝后需進(jìn)行短路阻抗和負(fù)載損耗測(cè)量等例行試驗(yàn)，還應(yīng)進(jìn)行繞組對(duì)地和繞組間的電容測(cè)定、暫態(tài)電壓傳輸特性測(cè)定、三相變壓器零序阻抗測(cè)量和空載電流等特殊試驗(yàn)（這些試驗(yàn)對(duì)單相變壓器或組合變壓器來(lái)說(shuō)，是在工廠內(nèi)完成的），這樣既增加了現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)設(shè)備，又增加了現(xiàn)場(chǎng)組裝工期的不確定性。

　　6．1．3　工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
　　據(jù)近年來(lái)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，即使是在工廠內(nèi)組裝完成的500kV級(jí)大型變壓器，無(wú)論是國(guó)產(chǎn)的還是進(jìn)口的，在運(yùn)行中都出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，而現(xiàn)場(chǎng)的組裝條件與工廠相比有很大的差距，使得變壓器的整體質(zhì)量更難保證。現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器目前國(guó)內(nèi)僅在220kV變壓器中應(yīng)用過(guò)。雖然500kV現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器在理論上是可行的，但在實(shí)際安裝中還沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)遇到一些預(yù)想不到的問(wèn)題而延誤工期，甚至影響整個(gè)工程進(jìn)度。
　　綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)組裝500kV三相變壓器方案，因缺乏設(shè)計(jì)、制造及現(xiàn)場(chǎng)安裝的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法保證變壓器的質(zhì)量和安裝進(jìn)度，對(duì)溪洛渡水電站來(lái)說(shuō)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極大，將直接影響到電站的可靠運(yùn)行和效益發(fā)揮。為保證工程的質(zhì)量、工期和運(yùn)行的安全可靠，在溪洛渡水電站不推薦采用現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器。

　　6．2　單相與組合三相變壓器的詳細(xì)技術(shù)比較

　　6．2．1　可靠性
　　單相變壓器組由三臺(tái)單相變壓器組成，一般采用三臺(tái)變壓器分別布置在單獨(dú)房間內(nèi)，油路完全分開(kāi)，可排除三相短路的可能性，提高電站運(yùn)行的可靠性，但是仍然存在著相間短路的可能性。
　　組合三相變壓器具有共用油系統(tǒng)，三相靠在一起布置，引出線連接、油箱和油路部分在現(xiàn)場(chǎng)裝配形成，其性能受變壓器設(shè)計(jì)和制作工藝、施工組織和管理、安裝人員的技術(shù)水平和工作態(tài)度、安裝設(shè)備和工器具配備，以及現(xiàn)場(chǎng)安裝條件等諸多因素的影響，存在變壓器共用油系統(tǒng)部分滲漏的可能性。組合三相變壓器中一相漏油時(shí)，可導(dǎo)致變壓器組的油位降低，使完好相受故障相牽連。由于組合三相變壓器的低壓和中性點(diǎn)引線布置在共同的油道內(nèi)，不能絕對(duì)排除發(fā)生三相短路的可能性。但是隨著變壓器設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)的不斷發(fā)展，組合三相變壓器采用單獨(dú)的油箱，僅用引線管道將三相連成一體，相當(dāng)于將三臺(tái)獨(dú)立的單相變壓器的油路連接起來(lái)，并盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量，并隨著施工手段和安裝工藝的不斷改進(jìn)，只要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的施工管理和監(jiān)督，完全可以保證其運(yùn)行的可靠性。此外，組合三相變壓器在現(xiàn)場(chǎng)組裝后相當(dāng)于一臺(tái)三相變壓器，共用一套油保護(hù)及冷卻系統(tǒng)，減少了冷卻器和中低壓套管、油枕等的總數(shù)量，有利于設(shè)備布置和降低造價(jià)。
　　目前，在國(guó)內(nèi)的許多水電站中，都已經(jīng)使用了組合三相變壓器（電壓達(dá)到220kV級(jí)，容量達(dá)到180 MVA），制造和運(yùn)行都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。國(guó)外如日本，在地理偏僻的水電站也大量采用組合三相變壓器（包括500kV級(jí)）。
　　綜上所述，組合三相變壓器在可靠性方面較單相變壓器略低，但完全能滿足電站安全運(yùn)行要求。

　　6．2．2　安裝
　　單相變壓器組的安裝較三相組合式變壓器的簡(jiǎn)單方便，但是三臺(tái)單相變壓器分開(kāi)布置，增加了變壓器低壓側(cè)封閉母線三角形連接的難度和工作量。
　　三相組合式變壓器安裝難度在于將三臺(tái)單相變壓器油路連接起來(lái)形成統(tǒng)一的油系統(tǒng)。這不但需要制造廠在設(shè)計(jì)和制造中充分考慮到組合三相變壓器在高地震地區(qū)長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性，也要求安裝單位對(duì)該問(wèn)題有足夠的重視，保證安裝質(zhì)量。同時(shí)組合三相變壓器的低壓側(cè)三角形連接在器身內(nèi)部完成，使離相封閉母線布置相對(duì)簡(jiǎn)單，但是在安裝時(shí)變壓器繞組暴露在空氣中的時(shí)間較單相變壓器略長(zhǎng)。

　　6．2．3　布置
　　單相變壓器組由三臺(tái)單相變壓器組成，一般采用三相分開(kāi)布置（國(guó)外有將三臺(tái)單相變壓器布置在一個(gè)變壓器室的實(shí)例）。按我國(guó)電力設(shè)備典型消防規(guī)程（DL5027－93）要求，油量超過(guò)2 500kg及以上的變壓器必須分開(kāi)布置，距離小于10m（500kV）時(shí)應(yīng)以防火隔墻分隔。超大型水電站單相變壓器的油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)程的要求，必須分開(kāi)布置安裝，故占地面積大（如溪洛渡水電站單相變壓器布置尺寸約34m×11m×14m）。
　　組合三相變壓器能簡(jiǎn)化布置、節(jié)省占地面積。
　　該變壓器由引線連接管道或共同的上節(jié)油箱將三個(gè)單相變壓器組成一體，在布置上與三相變壓器相近（如溪洛渡水電站單臺(tái)組合三相變壓器布置尺寸約為20m×11m×14m）。
　　單相變壓器組與組合三相變壓器相比，缺點(diǎn)有：
　　（1）占地面積大；
　　（2）與發(fā)電機(jī)出口母線的連接復(fù)雜，母線布置困難，且增加母線長(zhǎng)度、運(yùn)行費(fèi)用和能耗；
　　（3）需增加地下洞室尺寸來(lái)布置廠用電設(shè)備，增加了土建的工程量；
　　（4）廠用電設(shè)備不易合理地布置在供電負(fù)荷附近，增大了供電回路損耗、壓降且難免電纜交叉布置等問(wèn)題。
　　因此，在變壓器布置方面上，組合三相變壓器比單相變壓器組在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均更為合理。

　　6．2．4　備用相
　　超大型水電站采用單相變壓器組或組合三相變壓器，為了保證電站運(yùn)行的可靠性，當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí)需設(shè)置備用相，以提高電站運(yùn)行可靠性，減少停電損失。單相變壓器組的備用相更換較組合三相變壓器方便，只需要將高、低壓側(cè)連接處拆開(kāi)取出故障 相，將備用相安裝就位重新連接好高低壓側(cè)，并作相應(yīng)試驗(yàn)即可。而組合三相變壓器更換備用相除需上述工作外，還必須排出部分組合三相變壓器的變壓器油，拆下共用油系統(tǒng)的所有管路，移出故障相，然后將備用相安裝就位，連接好油路，并且還要對(duì)新的變壓器重作必要的試驗(yàn)后才能再次投入運(yùn)行，更換故障相的時(shí)間較長(zhǎng)。

　　6．2．5　冷卻方式
　　在水電站設(shè)計(jì)中，對(duì)于布置在地下廠房?jī)?nèi)的主變壓器，一般采用水冷卻方式，因?yàn)閷?duì)于水電站來(lái)說(shuō)取水相對(duì)容易，水冷卻器效率高、噪音低，與風(fēng)冷方式相比，可改善地下廠房的通風(fēng)散熱條件，提高變壓器效率和運(yùn)行可靠性。但我國(guó)主要的大江大河一般含砂量較大，部分流域存在浮石、雜草和水生物等雜質(zhì)，易使冷卻器管路發(fā)生堵塞，降低冷卻效率，甚至導(dǎo)致冷卻器故障，所以選擇水冷卻器時(shí)也應(yīng)根據(jù)各電站現(xiàn)場(chǎng)具體情況采用不同型號(hào)的冷卻器。
　　目前排砂型以及雙重管密封結(jié)構(gòu)的水冷器已研制開(kāi)發(fā)成功，并已在二灘、龔嘴、劉家峽、太平驛、萬(wàn)安、東風(fēng)電站應(yīng)用，運(yùn)行情況良好。以前生產(chǎn)的水冷卻器進(jìn)水口承受的壓力僅為0．07 MPa，新型水冷卻器進(jìn)出水承受壓力可達(dá)1．0 MPa。采用雙重管密封結(jié)構(gòu)的水冷器，在發(fā)生管道滲漏時(shí)，設(shè)于夾層中監(jiān)測(cè)滲漏的傳感器將發(fā)出信號(hào)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免冷卻水從脹口部位滲入油中。
　　根據(jù)超大型水電站實(shí)際情況和國(guó)內(nèi)外水冷卻器的研制、生產(chǎn)和運(yùn)行情況綜合考慮，主變壓器水冷卻器宜采用雙重管、排砂型的產(chǎn)品。

　　7　變壓器結(jié)構(gòu)

　　目前世界上生產(chǎn)兩種不同結(jié)構(gòu)形式的變壓器： 一種為芯式變壓器結(jié)構(gòu)；另一種為殼式變壓器結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)的制造廠生產(chǎn)芯式變壓器，只有少數(shù)制造廠生產(chǎn)殼式變壓器。一般殼式變壓器多為大容量變壓器。兩種變壓器的主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)如下：

　　7．1　鐵芯
　　芯式變壓器的鐵芯為立式框架結(jié)構(gòu)，繞組圍繞芯柱成立式圓筒布置。芯柱用不同寬度的硅鋼片疊裝成圓形，上、下磁軛用同樣寬度的硅鋼片疊裝成矩形，并用夾件緊固，鐵芯與繞組被固定在油箱中。
　　殼式變壓器具有兩平行磁路，鐵芯圍繞繞組成水平布置。鐵芯由同樣寬度的硅鋼片組成，并在下層箱體的凸緣上進(jìn)行搭接疊裝。上箱體落在鐵芯繞組裝配件上，并與下箱體焊接，鐵芯被固定。鐵芯四周靠箱體側(cè)板可靠的壓緊，而未采用壓緊螺栓，不會(huì)因不均勻壓緊而使變壓器特性變壞。

　　7．2　繞組
　　芯式變壓器繞組用紙包扁銅線或多根并聯(lián)換位導(dǎo)線繞制而成。繞組結(jié)構(gòu)有連續(xù)圓筒式，連續(xù)餅式和糾結(jié)式。不同電壓繞組分內(nèi)外層布置，如雙繞組變壓器有高低布置和高低高布置。
　　殼式變壓器繞組用紙包矩形（幾乎為正方形）銅導(dǎo)線或多根并聯(lián)換位導(dǎo)線繞制而成。數(shù)根導(dǎo)體包在一起作為一個(gè)線圈元件，并有連續(xù)絕緣紙層，層外涂有黏接劑，以便成形線圈每層牢固黏在一起。繞制結(jié)構(gòu)多為糾結(jié)式，不同電壓繞組成垂直平行布置，低壓繞組緊靠磁軛布置，高低壓部分繞組組成一組，一般變壓器繞組由二組、四組或六組組成。

　　7．3　特點(diǎn)
　　殼式變壓器繞組完全被絕緣材料覆蓋，繞組成垂直布置，在繞組和鐵芯之間嵌入木楔，以防錯(cuò)位，所有各面都被鐵芯和油箱緊緊夾住，機(jī)械力分布在較大的區(qū)域內(nèi)，機(jī)械強(qiáng)度高，可放倒運(yùn)輸。鐵芯的整個(gè)周邊被箱體側(cè)板壓緊，因此噪音水平較低。
　　上述兩種結(jié)構(gòu)型式都適用于超大型水電站的主變壓器。

　　8　經(jīng)濟(jì)分析

　　變壓器的經(jīng)濟(jì)分析應(yīng)考慮變壓器的本體造價(jià)、運(yùn)輸費(fèi)用、土建工程費(fèi)用、安裝調(diào)試費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)等綜合費(fèi)用，以及國(guó)內(nèi)外主要變壓器廠對(duì)變壓器本體造價(jià)的報(bào)價(jià)不一等因素。國(guó)內(nèi)工程的主變壓器經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2。
　　根據(jù)已收集的國(guó)內(nèi)外主要變壓器廠所提供的資料，并參考其他已建和在建工程的比較結(jié)果，對(duì)主變壓器采用單相變壓器、組合三相變壓器方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，各部分費(fèi)用的相對(duì)比較見(jiàn)表3。

　　9　綜合比較和結(jié)論

　　9．1　綜合比較
　　單相變壓器組：雖然該方案設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟，可靠性高，設(shè)置備用相后，故障時(shí)更換較方便，停電時(shí)間短，單相運(yùn)輸重量能滿足水運(yùn)或鐵路運(yùn)輸?shù)囊螅顿Y最貴，且布置比較擁擠。
　　組合三相變壓器：投資比單相變壓器省，設(shè)置備用相后，故障相更換時(shí)間較單相變壓器長(zhǎng)，具有一定的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，可靠性較高，運(yùn)行維護(hù)方便；運(yùn)輸重量在60t以下，能滿足水運(yùn)或鐵路運(yùn)輸?shù)囊螅浑S著變壓器制造和安裝水平的提高，通過(guò)制造廠的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和配合，可適當(dāng)提高變壓器的可靠性和縮短安裝工期；組合三相變壓器布置簡(jiǎn)便，為大型地下廠房的布置節(jié)約了開(kāi)挖量和土建工程量；組合三相變壓器有利于發(fā)電機(jī)母線的布置、縮短母線長(zhǎng)度、節(jié)約母線投資、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和降低能耗。

　　9．2　結(jié)論
　　受溪洛渡水電站運(yùn)輸條件的限制，不宜采用整體三相變壓器方案；為了保證變壓器整體安裝質(zhì)量和工期，不推薦采用現(xiàn)場(chǎng)組裝三相變壓器方案；組合三相變壓器和單相變壓器組均能滿足溪洛渡水電站安全可靠運(yùn)行的要求，但組合三相變壓器投資較省，可大大縮小變壓器的占地面積，這對(duì)采用地下廠房布置的水電站來(lái)說(shuō)尤為重要；采用組合三相變壓器有利于大電流離相封閉母線的布置連接，具有縮短母線長(zhǎng)度、減低母線投資和電能損耗等優(yōu)越性。
　　綜合考慮溪洛渡水電站的具體情況，推薦組合三相變壓器為其主變壓器型式