1.1、浸漬式(shi)干式(shi)變壓器(qi)
國內浸漬式干式變壓(ya)器導線采用(yong)玻璃絲包,墊塊用(yong)相應的絕緣(yuan)材料熱壓(ya)成型,多用(yong)于水(shui)電站、高層建筑(zhu),防火性好。
因(yin)浸漬漆(qi)的不同,變壓器絕(jue)緣分B、F、H、C級,主、縱絕(jue)緣(主絕(jue)緣即繞(rao)組與繞(rao)組之(zhi)(zhi)間(jian)以(yi)及繞(rao)組與鐵芯(xin)之(zhi)(zhi)間(jian)的絕(jue)緣。
縱絕(jue)緣(yuan)是指變壓(ya)器繞組(zu)具有不(bu)(bu)同(tong)(tong)電位的(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)點和不(bu)(bu)同(tong)(tong)部(bu)位之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan),主要(yao)包(bao)括繞組(zu)匝間(jian)、層間(jian)和段間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)性能。)的(de)空(kong)道全部(bu)以空(kong)氣(qi)作為絕(jue)緣(yuan)介質。
此種(zhong)變壓(ya)器(qi)受環境的影響比樹脂式干式變壓(ya)器(qi)的大,外型及重(zhong)量(liang)(liang)均(jun)也較大,在國內外產量(liang)(liang)均(jun)趨于(yu)減少(shao)。
最近,云南變壓(ya)器廠引進法(fa)國(guo)Transfix公司(si)(si)的制造技術,生產了(le)一種名叫Securamid H級絕緣(yuan)干式(shi)變壓(ya)器。其低壓(ya)為箔(bo)式(shi)繞組,高(gao)壓(ya)為層式(shi)結(jie)構,中間絕緣(yuan)用美國(guo)杜邦公司(si)(si)生產的Nomex紙(zhi)。
繞(rao)組(zu)兩端(duan)有端(duan)封,不怕潮,防火(huo)能力極強(qiang),可在明火(huo)750 ℃下防燃(ran),是(shi)比(bi)較(jiao)新(xin)型(xing)的干式變(bian)壓器。
1.2 樹脂干式(shi)變壓器 代(dai)表當今國(guo)內樹脂澆(jiao)注變壓器的主導(dao)產品可分為以(yi)下三(san)大類。
一(yi),簡稱線繞(rao)澆(jiao)(jiao)注式(shi)變(bian)壓(ya)(ya)器,其高壓(ya)(ya)為線繞(rao)分(fen)斷圓(yuan)(yuan)筒(tong)澆(jiao)(jiao)注式(shi),低壓(ya)(ya)為線繞(rao)圓(yuan)(yuan)筒(tong)(或分(fen)段圓(yuan)(yuan)筒(tong))澆(jiao)(jiao)注式(shi);澆(jiao)(jiao)干式(shi)變(bian)壓(ya)(ya)器的特點及應用李(li)芊,陜西省(sheng)地方電力(li)(集團(tuan))公司(si)注為無填料澆(jiao)(jiao)注。
二,簡稱箔繞澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)式變(bian)壓器,其(qi)高壓為分段(duan)箔繞澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)式,低壓為銅箔(或鋁箔)纏繞式;澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)為加填料澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)。
三,高壓為(wei)線繞分斷(duan)圓筒(tong)澆注(zhu)式(shi)(shi), 低壓為(wei)銅箔(bo)(或鋁箔(bo))纏繞式(shi)(shi);澆注(zhu)為(wei)無填料澆注(zhu)。
上述三(san)類(lei)產品,在產品的制(zhi)造和性(xing)能上各(ge)有(you)特點,目前在市場上也各(ge)自占據著一(yi)定的市場份額,在這篇文章中(zhong)重點討論(lun)線繞澆(jiao)注式變壓器。
2、線繞澆注式變(bian)壓器(qi)
2.1、結構(gou)特點
在陜(shan)西(xi)寶(bao)雞第二發電廠中(zhong),廠用(yong)干式變壓(ya)器均為(wei)(wei)線(xian)繞澆注式變壓(ya)器,電壓(ya)等級為(wei)(wei)6 kV,容(rong)量為(wei)(wei)100 kVA至1600 kVA,采用(yong)室內(nei)安裝(zhuang)方式。
該產品高(gao)、低(di)壓繞組采(cai)用銅導線,全纏繞,玻(bo)璃(li)纖維(wei)增強,薄(bo)絕緣,樹脂不加填料,真空(kong)狀態下浸漬式澆注(zhu),按特定的溫度固(gu)化曲(qu)線固(gu)化成(cheng)型(xing)。
高壓繞(rao)組采用(yong)特(te)種分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)結構,低壓繞(rao)組視(shi)電壓等級(ji)選擇多層圓(yuan)筒式(shi)、分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)或特(te)種分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)。
2.2 技術特點
2.2.1 耐沖(chong)擊
線繞(rao)(rao)澆注變壓器的(de)高壓繞(rao)(rao)組(zu)采用特種分(fen)段圓(yuan)(yuan)筒(tong)式結(jie)構(gou),此結(jie)構(gou)是以普(pu)通分(fen)段圓(yuan)(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)為基礎發展起(qi)來的(de),普(pu)通分(fen)段圓(yuan)(yuan)筒(tong)式既繼承(cheng)了(le)圓(yuan)(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)耐(nai)沖擊的(de)優勢,又解決(jue)了(le)圓(yuan)(yuan)筒(tong)式繞(rao)(rao)組(zu)層間電(dian)壓偏高的(de)矛盾,是一(yi)種較為理想的(de)繞(rao)(rao)組(zu)結(jie)構(gou),常被稱之為非共振型繞(rao)(rao)組(zu)結(jie)構(gou)。
特種分段(duan)圓筒式與(yu)普(pu)通分段(duan)圓筒式相(xiang)比,進一步降低了層(ceng)間電(dian)(dian)壓,改善了電(dian)(dian)壓分布,而且大大提高了耐受(shou)大氣過電(dian)(dian)壓和操作過電(dian)(dian)壓的沖擊強度。
耐沖擊性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)好壞不(bu)僅與繞(rao)組的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)有關,同時也決定于繞(rao)組的(de)(de)(de)澆注質(zhi)量和絕(jue)緣材料的(de)(de)(de)電氣性(xing)能(neng)。
該產品的(de)繞(rao)組(zu)繞(rao)制(zhi)完成(cheng)后,是在真空狀態下用純樹脂進行澆注(zhu)的(de),且不加任(ren)何填料(liao),這(zhe)樣樹脂的(de)流動(dong)性能(neng)不降(jiang)低。
又(you)因(yin)為(wei)繞(rao)組(zu)(zu)為(wei)導線繞(rao)制而成,因(yin)此樹(shu)脂無(wu)論從(cong)繞(rao)組(zu)(zu)的(de)軸向還是輻向,均(jun)可完(wan)全(quan)浸透(tou)繞(rao)組(zu)(zu),內部(bu)不存在氣泡。
繞組經烘干(gan)(gan)固(gu)摘(zhai)要:該文(wen)介(jie)紹(shao)(shao)了(le)干(gan)(gan)式變(bian)壓(ya)器的分類和特(te)點,并重點介(jie)紹(shao)(shao)了(le)線繞澆注式變(bian)壓(ya)器的結(jie)構特(te)點,技術特(te)點,冷卻系(xi)統(tong),溫控系(xi)統(tong)等,總結(jie)了(le)干(gan)(gan)式變(bian)壓(ya)器的發展(zhan)前(qian)景。
樹脂及玻璃纖維(wei)組成(cheng)的固體絕緣,不僅耐沖擊性能(neng)好,而且局部(bu)放電量很(hen)小。
2.2.2、機械強度(du)好
抗短路(lu)能(neng)力(li)強(qiang)對線繞分段圓(yuan)筒式來講(jiang),經真空澆注后,無論繞組的層間(jian)、匝間(jian)、段間(jian)均能(neng)一次(ci)性浸透樹脂。
經固化后,樹脂、導線、玻璃(li)纖(xian)維緊密的(de)結合,構(gou)成(cheng)堅固的(de)剛(gang)體結構(gou)。該結構(gou)高強(qiang)度的(de)機械(xie)性能決定了線繞澆注式(shi)產品具有良好的(de)抗短路能力。
2.2.3、抗開裂(lie)性能好
樹脂與(yu)玻璃纖維(wei)固化形成的(de)復合絕緣(yuan)材料(liao)(liao),熱膨脹系數為 (18~20)×10-6/K,繞組(zu)中所用銅的(de)膨脹系數為17×10-6/K,兩者基(ji)本(ben)接近,消(xiao)除了在變壓器運行中由于熱脹冷縮而產生的(de)繞組(zu)導體與(yu)絕緣(yuan)材料(liao)(liao)之間(jian)的(de)機(ji)械應力,從根源上杜絕了龜裂(lie)現象。
2.2.4、防潮濕(shi)
由于該產品高、低壓(ya)均用樹(shu)脂澆注(zhu),鐵(tie)芯亦(yi)采用樹(shu)脂涂(tu)覆,因此防(fang)潮抗腐能力強。當空氣相對濕度為100%時,仍可長期運行。
2.2.5、散熱(re)效果好
由于純樹(shu)脂(zhi)與玻璃纖維構(gou)成的復合(he)絕緣具有極高的電(dian)氣強(qiang)度(du)(du),因此該(gai)產(chan)品表(biao)面絕緣厚度(du)(du)僅為1.5~2 mm,大(da)大(da)提高了繞組表(biao)面的散熱(re)效(xiao)率。
2.3、冷卻系統及防護
干式變(bian)壓(ya)器(qi)的冷(leng)卻采(cai)用自(zi)然(ran)空氣冷(leng)卻和(he)強迫空氣循環(huan)冷(leng)卻。采(cai)用自(zi)然(ran)空氣冷(leng)卻,可保證變(bian)壓(ya)器(qi)在(zai)額定負載情(qing)況下(xia)正常(chang)運行。寶雞第二發電廠所(suo)用干式變(bian)壓(ya)器(qi)均利(li)用輻流(liu)風(feng)機進行強迫風(feng)冷(leng)。
采(cai)用(yong)強迫(po)空(kong)氣(qi)循環冷(leng)卻后,800 kVA及以(yi)下(xia)干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi)可(ke)增(zeng)容40%,800 kVA以(yi)上干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi)可(ke)增(zeng)容50%,并(bing)可(ke)連續(xu)運行。 干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi)一般(ban)為IP00防(fang)(fang)護(hu)(hu),即(ji)不配(pei)外殼,戶(hu)內使用(yong),寶(bao)雞(ji)第二(er)發電廠即(ji)采(cai)用(yong)此防(fang)(fang)護(hu)(hu)模式(shi)。也可(ke)根據用(yong)戶(hu)要求,加(jia)防(fang)(fang)護(hu)(hu)外殼。
采用(yong)IP20外殼,
可防止大于(yu)12 mm的固體(ti)異(yi)物(wu)進入,給帶電部分提供屏障(zhang)。采用IP23防護時(shi),除具有IP20防護功能外(wai),還具有防淋水功能。
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系列線繞(rao)澆注式變壓器
采用XMTB自(zi)動(dong)溫度控制保(bao)(bao)護(hu)系(xi)統(tong)。在低壓(ya)繞(rao)(rao)組第 一匝(za)導線處(chu)埋設鉑熱(re)電阻測溫元件(jian),自(zi)動(dong)檢測繞(rao)(rao)組溫升情況,能顯示三相低壓(ya)繞(rao)(rao)組的(de)溫度,并(bing)可(ke)對它們進行熱(re)保(bao)(bao)護(hu)。
隨著環境溫度及負載的(de)變化,當繞組達到限定溫度時,溫控器自動發出訊號,控制風機啟動(110 ℃)、風機停(90 ℃)、報警(120 ℃)和跳(tiao)閘(145 ℃),使得產品在運(yun)行中具(ju)有可靠的(de)過(guo)負載保護。
SC3系列線(xian)繞澆注式變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)采用M&C公司變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)繞組溫(wen)度(du)(du)檢(jian)測與控制(zhi)zhuanli技術(shu),生產對(dui)繞組溫(wen)度(du)(du)直(zhi)接檢(jian)測的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)控制(zhi)器(qi)(qi),實現變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)強迫風(feng)冷(AF)控制(zhi)及超溫(wen)報警(jing)和超溫(wen)跳閘等功(gong)能。
溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)調(diao)試正常后,先(xian)將(jiang)變壓(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)投網運(yun)行(xing),后將(jiang)溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)通電運(yun)行(xing),溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)處于(yu)自動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)狀態,對變壓(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)進行(xing)溫(wen)度檢測與保(bao)護,當繞(rao)組溫(wen)度高于(yu)110 ℃時,溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)啟動風機強迫冷卻;若強迫風冷下繞(rao)組溫(wen)度下降低于(yu)90 ℃,風機停止。
若繞(rao)組溫(wen)(wen)度(du)進一步升高(gao),溫(wen)(wen)度(du)控制(zhi)(zhi)器(qi)將發(fa)出超溫(wen)(wen)報(bao)警(155 ℃)和(he)超溫(wen)(wen)跳閘信號(170 ℃)。當(dang)溫(wen)(wen)度(du)控制(zhi)(zhi)器(qi)發(fa)生故障(zhang)且一時無法排除,切(qie)除溫(wen)(wen)度(du)控制(zhi)(zhi)器(qi),變(bian)壓器(qi)可(ke)繼續運(yun)行(xing),只需監測并保(bao)證變(bian)壓器(qi)處于正(zheng)常運(yun)行(xing)狀態(tai)。
3、干式變壓器與油浸式變壓器的比較
油浸式變壓(ya)器(qi)(qi)的顯著(zhu)優點和低成本是其(qi)他變壓(ya)器(qi)(qi)難以取代的。在戶外以及(ji)防火(huo)要求一般的場(chang)所,目(mu)前及(ji)今(jin)后較(jiao)長一段(duan)時(shi)間內,將仍(reng)以油浸式變壓(ya)器(qi)(qi)為主。
但對防火要求高的(de)場所,而采用干(gan)式(shi)或難燃液、不燃液的(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)。 干(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)較(jiao)油浸(jin)式(shi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)過載能(neng)力高,主要是干(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)選用的(de)電流密(mi)度較(jiao)低,熱容量大(da),繞組(zu)時間(jian)常數大(da)。
干(gan)式變(bian)壓器(qi)與油(you)浸(jin)式變(bian)壓器(qi)相(xiang)比,絕緣運行條件有(you)所改善(shan)。油(you)浸(jin)式變(bian)壓器(qi)使用(yong)場所較多,戶外安(an)裝多。
干(gan)式(shi)變(bian)(bian)壓(ya)器供電范圍小(xiao),戶(hu)內運行多。和(he)油浸式(shi)變(bian)(bian)壓(ya)器相比(bi),它遭受(shou)的雷電壓(ya)幅值較低,波頭較緩,雷擊概率也較小(xiao)。
干式變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)常(chang)使用金屬(shu)氧化(hua)物避雷器(qi)保護(hu),不但限(xian)制大(da)氣(qi)過電壓(ya)(ya),而且也限(xian)制了內部過電壓(ya)(ya)。