1.1、浸漬(zi)式干式變壓(ya)器(qi)
國內浸漬(zi)式(shi)干式(shi)變(bian)壓(ya)器導線采用(yong)玻璃絲包(bao),墊(dian)塊用(yong)相應的(de)絕緣材料熱壓(ya)成(cheng)型,多(duo)用(yong)于水電站、高層建筑,防(fang)火性(xing)好。
因浸漬漆的不同,變壓器絕(jue)緣分B、F、H、C級,主(zhu)、縱絕(jue)緣(主(zhu)絕(jue)緣即(ji)繞(rao)組與(yu)繞(rao)組之間以及繞(rao)組與(yu)鐵芯之間的絕(jue)緣。
縱絕(jue)緣是指變(bian)壓(ya)器(qi)繞組具有不同(tong)電位(wei)的(de)不同(tong)點(dian)和不同(tong)部(bu)位(wei)之間的(de)絕(jue)緣,主要包括(kuo)繞組匝(za)間、層間和段間的(de)絕(jue)緣性能。)的(de)空(kong)(kong)道(dao)全部(bu)以(yi)空(kong)(kong)氣作為絕(jue)緣介質。
此種變(bian)壓器受環境的(de)(de)影響比樹(shu)脂式(shi)干(gan)式(shi)變(bian)壓器的(de)(de)大,外型及重量均也(ye)較大,在(zai)國內外產量均趨于(yu)減少。
最近(jin),云(yun)南變壓器(qi)廠(chang)引進法國Transfix公(gong)司的(de)制造技術,生產了(le)一(yi)種名叫Securamid H級絕緣干式變壓器(qi)。其低壓為(wei)箔式繞組,高壓為(wei)層式結構(gou),中間絕緣用美國杜(du)邦公(gong)司生產的(de)Nomex紙。
繞組兩端有(you)端封,不怕潮,防火能力極強,可在(zai)明(ming)火750 ℃下防燃(ran),是比較新型的干式變壓器。
1.2 樹(shu)脂(zhi)干式變壓(ya)器(qi) 代表當今(jin)國內樹(shu)脂(zhi)澆注變壓(ya)器(qi)的主導(dao)產品可分為以(yi)下三大類(lei)。
一(yi),簡稱(cheng)線繞澆(jiao)注(zhu)式(shi)變壓(ya)器,其高壓(ya)為線繞分(fen)斷(duan)圓筒(tong)澆(jiao)注(zhu)式(shi),低壓(ya)為線繞圓筒(tong)(或分(fen)段圓筒(tong))澆(jiao)注(zhu)式(shi);澆(jiao)干式(shi)變壓(ya)器的特點及應用李(li)芊(qian),陜西省(sheng)地(di)方電力(集(ji)團)公司注(zhu)為無填(tian)料澆(jiao)注(zhu)。
二,簡稱箔繞(rao)澆(jiao)(jiao)注式變壓器,其高壓為分段箔繞(rao)澆(jiao)(jiao)注式,低壓為銅箔(或鋁箔)纏繞(rao)式;澆(jiao)(jiao)注為加填料澆(jiao)(jiao)注。
三,高(gao)壓(ya)為線繞分斷圓(yuan)筒澆(jiao)注式(shi), 低壓(ya)為銅箔(或鋁箔)纏繞式(shi);澆(jiao)注為無填料(liao)澆(jiao)注。
上(shang)述三類(lei)產(chan)品,在產(chan)品的制造和性(xing)能上(shang)各有特點,目前在市場上(shang)也各自占據著一(yi)定(ding)的市場份額,在這(zhe)篇文章中重點討論線(xian)繞澆注式(shi)變壓器。
2、線繞澆注(zhu)式(shi)變壓器
2.1、結構特(te)點
在陜(shan)西寶雞第二發電廠(chang)中,廠(chang)用(yong)干式(shi)變(bian)壓器均為(wei)(wei)線繞澆(jiao)注式(shi)變(bian)壓器,電壓等級(ji)為(wei)(wei)6 kV,容(rong)量為(wei)(wei)100 kVA至(zhi)1600 kVA,采用(yong)室(shi)內安裝方(fang)式(shi)。
該產品高、低壓繞組采用銅導線(xian),全纏繞,玻璃纖維增強,薄絕緣,樹脂不加填料,真空狀(zhuang)態下浸漬式澆(jiao)注,按特定的溫度固(gu)(gu)化曲線(xian)固(gu)(gu)化成型。
高壓繞組(zu)(zu)采(cai)用特(te)種分(fen)段(duan)圓筒(tong)式結構,低壓繞組(zu)(zu)視(shi)電壓等級選擇多層圓筒(tong)式、分(fen)段(duan)圓筒(tong)式或特(te)種分(fen)段(duan)圓筒(tong)式。
2.2 技術特點
2.2.1 耐沖擊
線繞(rao)澆注變壓(ya)器的(de)高(gao)壓(ya)繞(rao)組(zu)(zu)采用特種(zhong)分段圓(yuan)(yuan)筒式(shi)(shi)結構(gou),此結構(gou)是以普通(tong)分段圓(yuan)(yuan)筒式(shi)(shi)繞(rao)組(zu)(zu)為(wei)(wei)基(ji)礎(chu)發展起來(lai)的(de),普通(tong)分段圓(yuan)(yuan)筒式(shi)(shi)既繼承了圓(yuan)(yuan)筒式(shi)(shi)繞(rao)組(zu)(zu)耐沖擊的(de)優(you)勢,又解決了圓(yuan)(yuan)筒式(shi)(shi)繞(rao)組(zu)(zu)層間電壓(ya)偏高(gao)的(de)矛(mao)盾,是一種(zhong)較為(wei)(wei)理(li)想(xiang)的(de)繞(rao)組(zu)(zu)結構(gou),常被稱之(zhi)為(wei)(wei)非共振型(xing)繞(rao)組(zu)(zu)結構(gou)。
特種分(fen)段(duan)圓筒式與(yu)普通分(fen)段(duan)圓筒式相比,進(jin)一步降低了(le)(le)層間電(dian)壓,改善了(le)(le)電(dian)壓分(fen)布(bu),而(er)且大(da)大(da)提高了(le)(le)耐受大(da)氣過(guo)電(dian)壓和操作過(guo)電(dian)壓的沖擊(ji)強(qiang)度。
耐沖擊性能的好壞(huai)不僅與繞組(zu)的結構有關,同時也決定于繞組(zu)的澆注質量和(he)絕緣材料(liao)的電氣(qi)性能。
該產品的繞(rao)組(zu)繞(rao)制完成(cheng)后,是在真空狀態下(xia)用純樹脂(zhi)進行澆注的,且(qie)不加任何填料(liao),這樣樹脂(zhi)的流動性能不降(jiang)低。
又因為(wei)(wei)繞組(zu)(zu)為(wei)(wei)導線繞制而(er)成,因此樹(shu)脂無論從繞組(zu)(zu)的(de)軸向還(huan)是輻(fu)向,均可完全浸(jin)透繞組(zu)(zu),內部(bu)不存(cun)在氣泡。
繞組經烘干固摘(zhai)要:該文(wen)介(jie)(jie)紹了(le)(le)干式(shi)變(bian)壓器的(de)分(fen)類和特點(dian)(dian),并重點(dian)(dian)介(jie)(jie)紹了(le)(le)線繞澆(jiao)注(zhu)式(shi)變(bian)壓器的(de)結構特點(dian)(dian),技術(shu)特點(dian)(dian),冷(leng)卻系統(tong),溫控系統(tong)等,總結了(le)(le)干式(shi)變(bian)壓器的(de)發展前景。
樹脂及玻璃纖維組成的固體(ti)絕(jue)緣,不僅(jin)耐沖擊性能好(hao),而且局部放電量(liang)很小。
2.2.2、機(ji)械(xie)強度(du)好
抗短路能(neng)力強對線(xian)繞(rao)分(fen)段圓(yuan)筒式來講(jiang),經真空澆(jiao)注后(hou),無論繞(rao)組的層間(jian)、匝間(jian)、段間(jian)均能(neng)一次性浸透(tou)樹脂。
經固化后,樹脂、導線(xian)、玻璃(li)纖維緊密的(de)結合(he),構成堅(jian)固的(de)剛體結構。該結構高強度的(de)機械性能決定了線(xian)繞澆(jiao)注式(shi)產品具有良好的(de)抗(kang)短(duan)路能力。
2.2.3、抗開裂(lie)性(xing)能好(hao)
樹脂與玻璃纖維固化形成的(de)復合絕緣材料(liao),熱膨脹系(xi)數為 (18~20)×10-6/K,繞組中(zhong)所(suo)用(yong)銅的(de)膨脹系(xi)數為17×10-6/K,兩者基(ji)本接近,消除(chu)了(le)在變(bian)壓器(qi)運行中(zhong)由于熱脹冷縮而(er)產(chan)生的(de)繞組導體與絕緣材料(liao)之(zhi)間(jian)的(de)機(ji)械(xie)應力(li),從根源上杜絕了(le)龜裂現(xian)象。
2.2.4、防潮濕
由于該產品高、低壓(ya)均(jun)用樹(shu)脂澆注,鐵芯亦采(cai)用樹(shu)脂涂覆,因此防潮抗腐能力強。當空氣相(xiang)對濕度為(wei)100%時,仍可長期運行。
2.2.5、散熱效(xiao)果好
由于純樹(shu)脂與玻璃纖維構成的復合絕(jue)緣(yuan)(yuan)具(ju)有極高(gao)(gao)的電氣強度,因此該產品表面絕(jue)緣(yuan)(yuan)厚度僅為1.5~2 mm,大(da)大(da)提高(gao)(gao)了繞組(zu)表面的散熱效率。
2.3、冷卻系統及防護
干(gan)式變壓器的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)采用(yong)自然空氣冷(leng)(leng)(leng)卻(que)和(he)強迫空氣循環冷(leng)(leng)(leng)卻(que)。采用(yong)自然空氣冷(leng)(leng)(leng)卻(que),可(ke)保證變壓器在額(e)定負載情況(kuang)下正(zheng)常運行。寶雞第二發(fa)電廠(chang)所(suo)用(yong)干(gan)式變壓器均利用(yong)輻(fu)流風(feng)機進行強迫風(feng)冷(leng)(leng)(leng)。
采(cai)用強迫空(kong)氣循(xun)環冷(leng)卻(que)后,800 kVA及以(yi)下干式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓器可增容40%,800 kVA以(yi)上(shang)干式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓器可增容50%,并可連續運行。 干式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓器一般為(wei)IP00防護,即(ji)不配外殼,戶內使用,寶雞第二發電廠即(ji)采(cai)用此(ci)防護模式(shi)(shi)(shi)。也可根據(ju)用戶要求,加防護外殼。
采用IP20外殼,
可防止大于12 mm的固體異物進入,給帶電(dian)部(bu)分(fen)提(ti)供屏障(zhang)。采用IP23防護(hu)時,除具有IP20防護(hu)功能外(wai),還具有防淋水功能。
2.4、溫控系統(tong)
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系列線繞(rao)澆注式變(bian)壓器
采用(yong)XMTB自動溫(wen)度控制保(bao)護(hu)系統(tong)。在(zai)低(di)壓(ya)繞組第 一匝導線處埋(mai)設鉑(bo)熱(re)電阻(zu)測(ce)溫(wen)元件,自動檢測(ce)繞組溫(wen)升(sheng)情況,能顯示三(san)相低(di)壓(ya)繞組的溫(wen)度,并可對它們進行熱(re)保(bao)護(hu)。
隨著環境(jing)溫(wen)度及(ji)負(fu)(fu)載的變化,當繞組達到限定(ding)溫(wen)度時,溫(wen)控(kong)器自動發出(chu)訊號(hao),控(kong)制(zhi)風機啟動(110 ℃)、風機停(ting)(90 ℃)、報警(120 ℃)和(he)跳(tiao)閘(145 ℃),使(shi)得產品在運行(xing)中具(ju)有可靠的過負(fu)(fu)載保(bao)護(hu)。
SC3系列線繞澆注式(shi)變壓器(qi)采用M&C公司(si)變壓器(qi)繞組溫(wen)度檢(jian)(jian)測與控制(zhi)zhuanli技術,生產(chan)對(dui)繞組溫(wen)度直接檢(jian)(jian)測的(de)溫(wen)度控制(zhi)器(qi),實(shi)現變壓器(qi)的(de)強(qiang)迫(po)風冷(AF)控制(zhi)及超(chao)(chao)溫(wen)報(bao)警(jing)和超(chao)(chao)溫(wen)跳閘等(deng)功能。
溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)調試正(zheng)常(chang)后,先將(jiang)變壓(ya)器(qi)(qi)投(tou)網運行(xing),后將(jiang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)通電運行(xing),溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)處于(yu)自動控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)狀態,對變壓(ya)器(qi)(qi)進行(xing)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度檢測與保護,當繞組(zu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度高于(yu)110 ℃時,溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)啟動風機強(qiang)迫(po)冷卻;若強(qiang)迫(po)風冷下繞組(zu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度下降低于(yu)90 ℃,風機停止。
若繞組溫(wen)度進一(yi)步升高,溫(wen)度控(kong)(kong)制器將(jiang)發(fa)(fa)出(chu)超溫(wen)報警(155 ℃)和超溫(wen)跳(tiao)閘信號(170 ℃)。當溫(wen)度控(kong)(kong)制器發(fa)(fa)生故(gu)障(zhang)且(qie)一(yi)時(shi)無法排除(chu),切除(chu)溫(wen)度控(kong)(kong)制器,變(bian)壓器可(ke)繼續(xu)運(yun)行,只(zhi)需監測并保證(zheng)變(bian)壓器處于正(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(bian)壓器(qi)的(de)顯(xian)著(zhu)優點(dian)和低成本(ben)是其(qi)他變(bian)壓器(qi)難以(yi)取代的(de)。在戶外以(yi)及(ji)防火要求一般的(de)場所,目前及(ji)今后較長一段時間內(nei),將仍以(yi)油浸式變(bian)壓器(qi)為主。
但(dan)對防火(huo)要求(qiu)高的(de)場所,而采(cai)用干(gan)式(shi)(shi)或難燃(ran)液、不燃(ran)液的(de)變(bian)(bian)壓器。 干(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)壓器較油浸式(shi)(shi)變(bian)(bian)壓器過載能力高,主要是干(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)壓器選用的(de)電流密度較低(di),熱容量大,繞組(zu)時間常(chang)數大。
干式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)與油(you)浸式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)相(xiang)比,絕緣運(yun)行(xing)條件有所(suo)改善(shan)。油(you)浸式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)使用場所(suo)較多(duo),戶外(wai)安裝多(duo)。
干式變壓(ya)(ya)器供電(dian)范(fan)圍(wei)小(xiao),戶內(nei)運行多。和油(you)浸(jin)式變壓(ya)(ya)器相比,它遭受(shou)的雷電(dian)壓(ya)(ya)幅值較(jiao)低(di),波頭(tou)較(jiao)緩,雷擊(ji)概率也較(jiao)小(xiao)。
干式變壓器常使(shi)用金屬氧化物避雷(lei)器保護,不但限制大氣過電(dian)壓,而且也限制了內部(bu)過電(dian)壓。