基于互感器的110kV高压升流器设计

基于互感器的110kV高压升流器设计

张本帅1刘嘉涛2于政东2

（大连华亿电力电器有限公司辽宁大连116200）

摘要：介绍了110kV升流器结构原理，计算方法，绝缘结构等，最后以实例阐述。

关键词：互感器；模拟；磁密；高压升流器；电容屏

1引言

升流器是电力、电气行业在调试中需要大电流场所的必需设备，应用于发电厂、变配电站、电器制造厂及科研院所等部门，属于短时或断续工作制，具有体积小、重量轻、使用维修方便等特点。

110kV高压升流器一般用于模拟变电站实际运行情况，科研教学等部门使用。理论上与一般升流器一致即原边和副边的功率相等。

通常升流器的输入输出都是低压部分而本文介绍的110kV高压升流器具有输出端耐压230kV能力。要实现这个绝缘水平一般用110kV的变压器来实现，出于变压器体积大，价格贵等因素考虑不适用科研教学，笔者基于互感器结构研制出一种新型110kV高压升流器，体积小，价格便宜，使用维护方便等特点。

2产品参数

主绝缘由高压电屏与地屏之间的为多端屏结构（图3-3），屏材料通常采用半导体电缆纸与0.01mm厚铝箔混合包扎构成，屏间绝缘通常为2mm的0.125mm高压电缆纸卷绕而成，每两个电屏及其中间的绝缘就是一个电容器在电屏间的绝缘为油浸纸，故称为油-纸电容型绝缘。

升流器的输出绕组穿过输入绕组，输入绕组为低压部分输出部分为高压部分，整体呈U型绝缘结构。输入和输出绕组的具体制造和设计与互感器相同可以参照相关文献。

4升流器的理论计算

本升流器的基本原理与电压互感器原理相同，结构上是电流互感器结构。电压互感器需要考虑各种损耗所带来的误差，而升流器可以忽略损耗部分的带来的误差，类似于变压器只要满足表1中要求的空载输出电压大于3V，功率输出大于5000VA即可。升流器输入端200-240V要产生5000VA输出功率那么输入电流至少25A及以上，所以输入绕组为双根φ2.12mm线并绕，电流密度控制在<5A/mm2以下。输出要求2500A选取铝管截面2800mm2，，选取电流密度为0.89A/mm2，输出匝数为1匝。

4.1初选铁心尺寸

电流互感器的铁心形式（图4-1），材料为0.1～0.35mm不同规格的硅钢片，本设计选用圆环形铁心结构，材质为35Q155（35代表0.35mm的硅钢片厚度，Q代表有取向硅钢片，155代表铁心损耗）。依据产品结构选取铁心尺寸、初步选取铁心大小为φ15/φ25×15cm。

4.2计算铁心磁密与励磁电流

根据电磁感应定律：

6结论

此升流器使用场合多数用于科研教学仿真试验等场所，如果要希望更大的输出容量，可以增大铁心尺寸来实现，这种升流器的样式可以根据互感器的结构形式改变，要输出更大的电流可以采用倒置式互感器结构来实现。

参考文献：

[2]凌子恕.高压互感器技术手册，中国电力出版社，2005.

[3]（英）马丁•J.希斯科特著，王晓莺译.变压器实用技术手册（原书第13版）机械工业出版社，2015.

[4]严璋朱德恒.高电压绝缘技术.北京：中国电力出版社，2002.

作者简介：

张本帅（1983-），男，工程师，现从事互感器设计工作。

刘嘉涛（1980-），男，助理工程师，现从事互感器设计工作。

于政东（1990-），男，助理工程师，现从事互感器设计工作。