1.1、浸(jin)漬(zi)式干式變壓(ya)器(qi)
國內浸漬式(shi)干式(shi)變壓(ya)(ya)器導(dao)線采用(yong)玻璃絲(si)包,墊塊用(yong)相(xiang)應的絕緣材料(liao)熱壓(ya)(ya)成型,多用(yong)于水電站、高層(ceng)建筑(zhu),防火性好。
因(yin)浸漬漆的(de)不同,變壓器(qi)絕緣分B、F、H、C級,主、縱絕緣(主絕緣即繞(rao)組與(yu)繞(rao)組之間(jian)以及繞(rao)組與(yu)鐵芯之間(jian)的(de)絕緣。
縱(zong)絕緣(yuan)是指變壓(ya)器繞組具有不同(tong)電位(wei)的(de)(de)不同(tong)點和不同(tong)部(bu)位(wei)之間的(de)(de)絕緣(yuan),主要包括繞組匝(za)間、層間和段間的(de)(de)絕緣(yuan)性能。)的(de)(de)空(kong)道全部(bu)以空(kong)氣作(zuo)為(wei)絕緣(yuan)介質。
此(ci)種變(bian)壓器(qi)受環境的(de)影響比樹脂式干式變(bian)壓器(qi)的(de)大,外(wai)型及重量(liang)均也較大,在國內外(wai)產量(liang)均趨于(yu)減(jian)少。
最近(jin),云南變壓器廠引進法國Transfix公(gong)司的制(zhi)造技(ji)術,生產了一種名叫Securamid H級絕緣干式變壓器。其低壓為箔式繞(rao)組,高(gao)壓為層式結(jie)構,中間絕緣用(yong)美國杜(du)邦公(gong)司生產的Nomex紙(zhi)。
繞組兩端(duan)有端(duan)封,不怕(pa)潮,防(fang)火能力(li)極(ji)強,可在明火750 ℃下防(fang)燃,是(shi)比較新型的干式變壓(ya)器。
1.2 樹(shu)脂干式變(bian)壓(ya)器 代表當今國內樹(shu)脂澆(jiao)注變(bian)壓(ya)器的主導(dao)產品(pin)可分為以下三(san)大(da)類。
一,簡稱線(xian)繞澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)式(shi)變壓(ya)器,其高壓(ya)為(wei)(wei)線(xian)繞分斷(duan)圓筒澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)式(shi),低壓(ya)為(wei)(wei)線(xian)繞圓筒(或分段(duan)圓筒)澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)式(shi);澆(jiao)(jiao)干式(shi)變壓(ya)器的(de)特點(dian)及(ji)應用李芊(qian),陜(shan)西省地(di)方(fang)電力(集團)公司注(zhu)(zhu)為(wei)(wei)無填料(liao)澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)。
二,簡稱(cheng)箔繞澆(jiao)(jiao)注式變壓(ya)器(qi),其高壓(ya)為(wei)(wei)分段箔繞澆(jiao)(jiao)注式,低壓(ya)為(wei)(wei)銅箔(或鋁箔)纏繞式;澆(jiao)(jiao)注為(wei)(wei)加填料(liao)澆(jiao)(jiao)注。
三,高壓為線繞(rao)分斷圓筒澆(jiao)(jiao)注(zhu)式, 低壓為銅(tong)箔(或鋁箔)纏繞(rao)式;澆(jiao)(jiao)注(zhu)為無填料澆(jiao)(jiao)注(zhu)。
上述三類產品,在(zai)(zai)產品的(de)制造和性能上各(ge)有特點(dian),目前在(zai)(zai)市場(chang)上也各(ge)自占據著一(yi)定的(de)市場(chang)份額(e),在(zai)(zai)這篇文(wen)章中重點(dian)討論線(xian)繞澆注式變壓(ya)器。
2、線繞澆注式(shi)變壓器
2.1、結構特點
在陜西(xi)寶雞第(di)二(er)發電廠中,廠用干(gan)式變(bian)壓器均(jun)為線(xian)繞澆注式變(bian)壓器,電壓等級為6 kV,容量為100 kVA至1600 kVA,采用室內(nei)安裝方式。
該產品高、低(di)壓繞組(zu)采用(yong)銅導(dao)線(xian),全纏繞,玻璃纖維(wei)增強,薄絕緣,樹脂不加填(tian)料,真(zhen)空狀(zhuang)態下浸(jin)漬式澆注(zhu),按特(te)定的(de)溫度固(gu)化曲線(xian)固(gu)化成(cheng)型(xing)。
高(gao)壓繞組采用特(te)種(zhong)分段圓筒(tong)式結構,低壓繞組視(shi)電(dian)壓等級選擇多層圓筒(tong)式、分段圓筒(tong)式或(huo)特(te)種(zhong)分段圓筒(tong)式。
2.2 技術特點
2.2.1 耐沖擊
線(xian)繞(rao)(rao)澆(jiao)注變壓器(qi)的(de)高(gao)壓繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)采用特種分段圓(yuan)筒(tong)式結(jie)構,此結(jie)構是(shi)(shi)以普通(tong)分段圓(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)為(wei)基礎發展(zhan)起(qi)來的(de),普通(tong)分段圓(yuan)筒(tong)式既繼承了圓(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)耐沖擊的(de)優勢,又解(jie)決了圓(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)層間電(dian)壓偏(pian)高(gao)的(de)矛盾,是(shi)(shi)一(yi)種較(jiao)為(wei)理想的(de)繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)結(jie)構,常被稱之為(wei)非共振(zhen)型繞(rao)(rao)組(zu)(zu)(zu)結(jie)構。
特種分(fen)段(duan)(duan)圓(yuan)筒(tong)式與普通(tong)分(fen)段(duan)(duan)圓(yuan)筒(tong)式相比,進一步(bu)降低了(le)層(ceng)間電壓(ya)(ya),改(gai)善(shan)了(le)電壓(ya)(ya)分(fen)布,而(er)且大大提高了(le)耐受大氣過電壓(ya)(ya)和操作過電壓(ya)(ya)的沖擊強(qiang)度。
耐(nai)沖(chong)擊(ji)性能的(de)好壞不僅(jin)與繞組的(de)結構(gou)有關(guan),同時也(ye)決(jue)定于繞組的(de)澆(jiao)注(zhu)質量和絕(jue)緣材料(liao)的(de)電氣(qi)性能。
該產品的繞組繞制(zhi)完成后,是在真空狀態下(xia)用純樹脂進行澆注的,且不(bu)加任何填料,這(zhe)樣(yang)樹脂的流動性(xing)能不(bu)降低。
又因為繞組(zu)(zu)為導線(xian)繞制(zhi)而(er)成,因此樹(shu)脂無論(lun)從繞組(zu)(zu)的軸(zhou)向(xiang)還是輻向(xiang),均可完(wan)全浸透繞組(zu)(zu),內部不(bu)存在氣(qi)泡。
繞組經烘干固摘要(yao):該文介(jie)紹了干式(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的分類(lei)和(he)特(te)點,并重點介(jie)紹了線(xian)繞澆注式(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的結(jie)(jie)構特(te)點,技術特(te)點,冷(leng)卻系統,溫控系統等,總結(jie)(jie)了干式(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的發展前景。
樹脂及玻璃纖維組(zu)成(cheng)的固(gu)體絕緣,不僅耐沖擊性能好,而且局部放(fang)電量(liang)很(hen)小。
2.2.2、機械強度好(hao)
抗短(duan)路能(neng)力強對線繞分段圓筒式來講,經真(zhen)空澆注后,無論繞組的層間、匝間、段間均能(neng)一(yi)次性浸透樹脂。
經固(gu)化后,樹(shu)脂、導(dao)線、玻(bo)璃纖維緊密的(de)結合,構成堅固(gu)的(de)剛體結構。該結構高強度的(de)機械(xie)性能決定了線繞澆(jiao)注式產品具有良好(hao)的(de)抗(kang)短路能力。
2.2.3、抗開裂性能好
樹脂與玻璃纖(xian)維固化(hua)形成(cheng)的復合絕緣(yuan)材料,熱(re)膨脹(zhang)(zhang)系數為 (18~20)×10-6/K,繞組(zu)中(zhong)(zhong)所用銅的膨脹(zhang)(zhang)系數為17×10-6/K,兩者基本(ben)接近(jin),消除(chu)了在變(bian)壓器(qi)運行中(zhong)(zhong)由(you)于熱(re)脹(zhang)(zhang)冷(leng)縮而產生的繞組(zu)導體與絕緣(yuan)材料之間的機(ji)械應力,從根源上杜絕了龜裂現象。
2.2.4、防潮濕
由(you)于該(gai)產品高、低壓均(jun)用樹脂澆注,鐵芯亦采用樹脂涂覆,因此防潮抗腐能(neng)力強(qiang)。當空氣(qi)相對濕度為100%時,仍可(ke)長期運(yun)行。
2.2.5、散(san)熱效果好(hao)
由(you)于純樹脂與玻璃纖維(wei)構成的(de)復合絕緣(yuan)具有極高的(de)電氣強(qiang)度(du),因此該產品表面絕緣(yuan)厚(hou)度(du)僅為1.5~2 mm,大大提高了繞組表面的(de)散熱(re)效率。
2.3、冷卻系統及防(fang)護
干式(shi)變(bian)壓(ya)器的冷(leng)卻(que)(que)采(cai)用自(zi)然空氣(qi)冷(leng)卻(que)(que)和強迫空氣(qi)循環冷(leng)卻(que)(que)。采(cai)用自(zi)然空氣(qi)冷(leng)卻(que)(que),可保(bao)證變(bian)壓(ya)器在額(e)定負載情況下正常運(yun)行(xing)。寶雞(ji)第二發電廠所用干式(shi)變(bian)壓(ya)器均(jun)利(li)用輻流風機(ji)進行(xing)強迫風冷(leng)。
采用(yong)強迫空氣(qi)循環冷(leng)卻后,800 kVA及以下干式變(bian)壓器(qi)可(ke)(ke)增容40%,800 kVA以上干式變(bian)壓器(qi)可(ke)(ke)增容50%,并(bing)可(ke)(ke)連續運行(xing)。 干式變(bian)壓器(qi)一般為IP00防護(hu),即不配外(wai)(wai)殼,戶內使(shi)用(yong),寶雞(ji)第二發電廠即采用(yong)此防護(hu)模式。也(ye)可(ke)(ke)根據用(yong)戶要(yao)求,加防護(hu)外(wai)(wai)殼。
采用(yong)IP20外殼(ke),
可防止(zhi)大于12 mm的固(gu)體異物進入,給帶電部分(fen)提供(gong)屏障。采(cai)用(yong)IP23防護時,除(chu)具(ju)有IP20防護功(gong)能外(wai),還具(ju)有防淋水功(gong)能。
2.4、溫控系統
電力變壓器的安全可靠運行和使用壽命,很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。而繞組溫度超過絕緣耐受溫度是使絕緣破壞,導致變壓器不能正常工作的主要原因之一。
SC系(xi)列線繞澆注(zhu)式變(bian)壓器
采用XMTB自(zi)動(dong)溫度(du)控制保(bao)護系統。在低壓繞(rao)組(zu)(zu)第 一匝(za)導線處埋設鉑熱電阻測溫元件,自(zi)動(dong)檢(jian)測繞(rao)組(zu)(zu)溫升情況,能顯(xian)示三(san)相(xiang)低壓繞(rao)組(zu)(zu)的溫度(du),并可對(dui)它們進行熱保(bao)護。
隨著環境溫度(du)及(ji)負(fu)載(zai)(zai)的變化(hua),當繞組達到限定溫度(du)時,溫控器自(zi)動發出訊號,控制風機(ji)啟動(110 ℃)、風機(ji)停(90 ℃)、報警(120 ℃)和跳閘(zha)(145 ℃),使得產品(pin)在(zai)運行中(zhong)具有可靠(kao)的過(guo)負(fu)載(zai)(zai)保護(hu)。
SC3系列線繞澆注式變壓器(qi)(qi)采用M&C公司(si)變壓器(qi)(qi)繞組(zu)溫(wen)(wen)度檢測與控(kong)制(zhi)zhuanli技術,生產對(dui)繞組(zu)溫(wen)(wen)度直接(jie)檢測的溫(wen)(wen)度控(kong)制(zhi)器(qi)(qi),實現變壓器(qi)(qi)的強迫風冷(AF)控(kong)制(zhi)及超(chao)溫(wen)(wen)報警和超(chao)溫(wen)(wen)跳閘等功能。
溫度(du)(du)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)調試正常(chang)后,先將(jiang)(jiang)變壓器(qi)(qi)投網(wang)運行,后將(jiang)(jiang)溫度(du)(du)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)通電運行,溫度(du)(du)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)處于(yu)自(zi)動控(kong)制(zhi)狀態,對(dui)變壓器(qi)(qi)進行溫度(du)(du)檢測與保護,當繞組溫度(du)(du)高于(yu)110 ℃時,溫度(du)(du)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)啟動風機強迫(po)冷(leng)(leng)卻;若強迫(po)風冷(leng)(leng)下繞組溫度(du)(du)下降低于(yu)90 ℃,風機停(ting)止(zhi)。
若繞組溫(wen)度(du)進(jin)一步升高,溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)將發(fa)出(chu)超(chao)溫(wen)報警(155 ℃)和超(chao)溫(wen)跳閘(zha)信號(170 ℃)。當溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)發(fa)生故障且一時無法排除,切除溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi),變壓(ya)器(qi)可(ke)繼續運(yun)行,只需監測并保(bao)證變壓(ya)器(qi)處于正(zheng)常運(yun)行狀態。
3、干式變壓器與油浸式變壓器的比較
油浸式變壓器(qi)的顯(xian)著優點(dian)和低成本是其他變壓器(qi)難以(yi)取代的。在(zai)戶外以(yi)及防火(huo)要(yao)求一(yi)般的場(chang)所(suo),目前及今后較(jiao)長(chang)一(yi)段時間內(nei),將(jiang)仍以(yi)油浸式變壓器(qi)為主(zhu)。
但對防火(huo)要(yao)(yao)求高(gao)的場所,而采用(yong)干(gan)式或難(nan)燃(ran)液、不燃(ran)液的變(bian)壓器。 干(gan)式變(bian)壓器較油浸(jin)式變(bian)壓器過載能力(li)高(gao),主(zhu)要(yao)(yao)是干(gan)式變(bian)壓器選(xuan)用(yong)的電(dian)流密度(du)較低(di),熱容量大(da),繞(rao)組(zu)時間常數大(da)。
干式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)與油浸式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)相(xiang)比(bi),絕緣運行條(tiao)件有所改善。油浸式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)使用場所較多(duo),戶外安裝多(duo)。
干式變壓(ya)器(qi)供電范圍小,戶內運行多。和油浸式變壓(ya)器(qi)相比,它遭受的(de)雷電壓(ya)幅值較低,波頭較緩(huan),雷擊概率也較小。
干式變壓器常使用金屬氧化物(wu)避雷器保護,不但限(xian)制大氣過(guo)電壓,而且也限(xian)制了內(nei)部(bu)過(guo)電壓。