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　　變壓器結構8主絕緣大型鐵心式油浸變壓器，目前仍以油－隔板絕緣結構為主。為了滿足高壓電力變壓器絕緣性能的要求，特別是對800kV變壓器來說，不僅要求油－隔板結構具有較高的擊穿電壓，而且還要求具有較高的起始局部放電電壓。其主要措施有［5］：①采用復合絕緣結構。如對端部電場采用專門的絕緣結構，使其局部放電起始電壓提高了40％；②在不均勻電場區域采用成型絕緣件，它解決了高壓絕緣結構及引線方面的技術難題。采用成型件的基本要求是盡量使絕緣隔板與等電位線走向一致，以提高絕緣結構的爬電性能；③兼顧變壓器冷卻系統。絕緣結構的設計要與變壓器冷卻系統結合起來，以提高變壓器冷卻效率；④研究新的絕緣材料。

　　縱絕緣對縱絕緣的考慮主要是使其起始分布盡量接近終分布，以減緩線圈振蕩，降低線圈餅間梯度電壓。

　　目前國內外超高壓變壓器或特高壓變壓器，普遍采用糾接式或插入電容式線圈，能把餅間梯度控制在8％。無論哪種線圈都希望其縱向電容可調，以進一步降低餅間梯度。

　　屏蔽措施由于該電站變壓器額定電流大，將產生較大的漏磁場，當漏磁通超過某個臨界值時，會造成局部損耗偏高引起局部過熱。采取合理的屏蔽方式不但能減少雜質損耗，而且能消除局部過熱。屏蔽方式的研究還應包括大電流引線途徑的金屬結構件，以及線圈端部采用磁分路等。在國內有些變壓器除拉板、大電流升高座、低壓斜屋頂部位采用無磁鋼或不銹鋼外，有的連夾件也采用無磁鋼，不但要研究這些部件是否必須采用低溫材料，還要研究其成本，使其能體現出綜合效益［6－9］。油箱目前都采用磁屏蔽和電磁屏蔽相結合的方式。

　　變壓器高壓調節范圍選擇變壓器的抗短路強度是保證變壓器可靠性的關鍵指標。而變壓器的分接范圍對其有直接影響。據文［10］，變壓器繞組徑向短路抗拉應力為：σx＝KfBmyIdRpmns（1）式中：Kf為2K非對稱短路電流沖擊系數；Bmy為對應單元的縱向磁通密度（T）；Id為對稱短路電流；Rp為繞組的平均半徑（m）；m為并聯支路數；n為每匝并聯根數。變壓器繞組軸向短路彎曲應力為：σy＝KfBmxIdl22mnab2（2）式中：Bmx為對應單元的橫向磁通密度（T）；l＝2πRp／Ns為兩墊塊間的距離（m）；Ns為墊塊數；Rp為繞組的平均半徑（m）；a為導線厚度（m）；b為導線寬度（m）。

　　根據式（1）和式（2），對該工程四柱式變壓器的計算研究成果，高壓采用－2×2.5％分接的抗短路強度明顯優于±2×2.5％的分接方式。由于該變壓器高壓繞組采用串聯結構，采用－2×2.5％分接有利于變壓器結構簡化。經過系統進一步研究和計算，在變壓器的阻抗為14％的前提下，電壓調節范圍為800／3－3×2.5％kV.

　　VFTO對變壓器絕緣的影響VFTO的特點隔離開關（DS）和斷路器（CB）的操作會在GIS內產生特快速暫態現象（VFT），其中DS操作尤為常見。GIS中所有元器件工作于稍不均勻電場，DS兩極為插入式的同軸圓柱體，操作中觸頭運動速度慢，斷口在SF6氣體中會發生多次的預、重擊穿。在每一個電壓跳變處將產生波前很陡（一般為3～20ns）的階躍電壓波，并向斷口兩側傳播。由于這一過電壓的上升速率極快，因此被稱作特快速暫態過電壓（VFTO）［11－18］。

　　GIS中SF6的絕緣性能和滅弧性能都遠優于空氣，故相鄰電氣設備的間距和母線長度都比同型空氣絕緣變電站（AIS）小得多，產生的階躍電壓波會在GIS內不斷地產生、來回地傳遞，并且發生復雜的折射、反射和疊加，終暫態振蕩的頻率劇增，可高達數百MHz.

　　VFTO對變壓器的影響當GIS內部產生的VFTO以行波的方式通過母線傳播到套管時，一部分耦合到架空線上并沿線傳播，危及外接設備的絕緣。系統中主變直接和GIS相連，受VFTO影響很大。如我國一核電站500kVGIS，曾先后兩次發生了VFTO導致變壓器絕緣損壞和線餅燒損的嚴重事故。

　　VFTO陡度在變壓器處可達0.49MV／μs，沿變壓器繞組近似于指數分布，其作用甚至超過截波，因此首端絕緣承受較高的電壓；VFTO所含的諧波分量會在變壓器繞組的局部引起共振，尤其當變壓器通過氣體絕緣管道（GIL）與GIS連接時更嚴重；加上累計效應使變壓器絕緣發生擊穿。

　　通過對實際發生絕緣事故的變壓器分析，引起故障的主要原因有：（1）VFTO陡波前沖擊電壓波侵入變壓器線圈，形成沿線圈極不均勻的電壓分布。由于GIS開關操作產生的VFTO，雖然它的幅值可能不是很高，以至于變壓器過電壓保護裝置沒有阻擋住其進入變壓器線圈內部，但由于變壓器線圈分布電容的存在，將沿線圈形成高度不均勻的電壓分布，使其電壓幾乎全高壓電器部降在線圈端部的部分區域，從而使其端部匝間絕緣發生擊穿。

　　（2）由于VFTO含有的諧波頻率，將可能與變壓器部分繞組的自然頻率重合，引起繞組局部電磁諧振，可能在變壓器線圈內部產生極高的諧振電壓，從而造成變壓器絕緣內部擊穿。

　　目前采取的措施根據有關研究表明，變壓器線圈在VFTO作用下，匝間梯度電壓對線圈絕緣危害大，并且實際絕緣事故的擊穿部位及匝間梯度大值都出現在變壓器入波繞組進線端線餅的入口處，即第1線餅的前若干線匝之間。

　　因此，考慮提高變壓器線圈絕緣在VFTO作用下的可靠性，目前采取以下措施：采用電容分區的繞組結構型式；提高靠近變壓器線端若干段的匝絕緣厚度；$增加靠近變壓器線端局部線圈的匝間層墊或加小角環；合理選擇變壓器入口電容；變壓器出口裝設避雷器。

　　結論由于該工程用變壓器電壓等級高、容量大，結合電站具體要求，通過計算和研究，得出結論：變壓器采用三相組單相變壓器；鐵心采用三柱結構；$變壓器高壓調節范圍為800／3－3×2.5％kV；VFTO在變壓器端部產生過電壓幅值較低；確定了變壓器的絕緣水平；‘分析認為，VFTO在變壓器繞組中產生的匝間過電壓幅值較小，但頻率較高，還需根據變壓器的具體結構進一步計算和研究。