1.1、浸漬(zi)式干式變壓器
國內浸漬式干式變壓器(qi)導線(xian)采(cai)用玻璃絲(si)包,墊塊(kuai)用相應的絕(jue)緣(yuan)材料熱壓成型,多用于水電站、高層建筑,防火(huo)性(xing)好。
因浸漬漆(qi)的不(bu)同,變壓器絕(jue)緣(yuan)分B、F、H、C級,主(zhu)、縱(zong)絕(jue)緣(yuan)(主(zhu)絕(jue)緣(yuan)即繞(rao)組(zu)與繞(rao)組(zu)之間以及繞(rao)組(zu)與鐵芯之間的絕(jue)緣(yuan)。
縱絕(jue)(jue)緣(yuan)是指變壓(ya)器繞組具有不(bu)同(tong)電(dian)位(wei)的(de)(de)不(bu)同(tong)點和(he)不(bu)同(tong)部位(wei)之間(jian)(jian)的(de)(de)絕(jue)(jue)緣(yuan),主要包括繞組匝間(jian)(jian)、層間(jian)(jian)和(he)段間(jian)(jian)的(de)(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)性(xing)能。)的(de)(de)空道全部以(yi)空氣(qi)作為(wei)絕(jue)(jue)緣(yuan)介質(zhi)。
此種變壓(ya)器(qi)受(shou)環(huan)境的(de)(de)影(ying)響(xiang)比樹脂式(shi)干(gan)式(shi)變壓(ya)器(qi)的(de)(de)大(da),外型及重(zhong)量(liang)均也較(jiao)大(da),在國內外產(chan)量(liang)均趨于減少。
最(zui)近,云南變壓器廠引進法國Transfix公司(si)的制(zhi)造技術,生產了一(yi)種名叫(jiao)Securamid H級絕緣干式變壓器。其低壓為箔(bo)式繞(rao)組,高壓為層式結(jie)構,中間絕緣用美國杜邦公司(si)生產的Nomex紙。
繞組兩端(duan)有(you)端(duan)封,不怕潮,防火(huo)能力極強,可(ke)在明火(huo)750 ℃下防燃,是(shi)比較(jiao)新型的干式變壓(ya)器(qi)。
1.2 樹(shu)脂(zhi)(zhi)干式變壓器 代表(biao)當今國(guo)內樹(shu)脂(zhi)(zhi)澆(jiao)注變壓器的主導產品可分為(wei)以下三大類。
一(yi),簡稱線繞澆(jiao)注(zhu)(zhu)式變壓(ya)器(qi),其高壓(ya)為(wei)線繞分(fen)斷圓(yuan)筒(tong)(tong)澆(jiao)注(zhu)(zhu)式,低壓(ya)為(wei)線繞圓(yuan)筒(tong)(tong)(或分(fen)段圓(yuan)筒(tong)(tong))澆(jiao)注(zhu)(zhu)式;澆(jiao)干式變壓(ya)器(qi)的(de)特點及應(ying)用(yong)李芊,陜(shan)西省(sheng)地方電力(集團)公(gong)司注(zhu)(zhu)為(wei)無填料澆(jiao)注(zhu)(zhu)。
二,簡稱箔(bo)繞澆(jiao)注式變(bian)壓器,其(qi)高壓為分段(duan)箔(bo)繞澆(jiao)注式,低壓為銅箔(bo)(或鋁箔(bo))纏繞式;澆(jiao)注為加填料澆(jiao)注。
三,高壓(ya)為(wei)線繞分斷(duan)圓筒澆注(zhu)(zhu)式(shi), 低壓(ya)為(wei)銅箔(或(huo)鋁箔)纏繞式(shi);澆注(zhu)(zhu)為(wei)無填料澆注(zhu)(zhu)。
上(shang)述三類產品(pin),在產品(pin)的(de)制造(zao)和性能上(shang)各有特點,目前在市場上(shang)也各自(zi)占據著一定的(de)市場份(fen)額,在這篇文(wen)章中重點討論線繞澆注(zhu)式變壓器。
2、線繞澆注式變壓器
2.1、結(jie)構特點
在陜西寶雞第(di)二(er)發(fa)電(dian)廠(chang)中(zhong),廠(chang)用干式(shi)變壓器(qi)均為(wei)線(xian)繞(rao)澆注式(shi)變壓器(qi),電(dian)壓等(deng)級(ji)為(wei)6 kV,容(rong)量(liang)為(wei)100 kVA至1600 kVA,采用室內安裝方式(shi)。
該產品高(gao)、低壓繞組采用銅導線(xian)(xian),全纏繞,玻璃纖(xian)維增強(qiang),薄絕(jue)緣,樹脂不加填(tian)料,真(zhen)空狀態下浸漬式(shi)澆注,按特定的溫(wen)度固化(hua)(hua)曲線(xian)(xian)固化(hua)(hua)成型。
高壓繞組采用特種分(fen)段圓(yuan)筒(tong)式(shi)(shi)結(jie)構,低(di)壓繞組視(shi)電壓等級選擇多層圓(yuan)筒(tong)式(shi)(shi)、分(fen)段圓(yuan)筒(tong)式(shi)(shi)或特種分(fen)段圓(yuan)筒(tong)式(shi)(shi)。
2.2 技(ji)術(shu)特(te)點(dian)
2.2.1 耐沖擊(ji)
線繞澆注變壓(ya)(ya)器的高壓(ya)(ya)繞組(zu)采用特(te)種分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)(shi)結(jie)構(gou),此結(jie)構(gou)是(shi)以普通分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)(shi)繞組(zu)為基礎發展(zhan)起來(lai)的,普通分段(duan)圓(yuan)筒式(shi)(shi)既繼承了(le)圓(yuan)筒式(shi)(shi)繞組(zu)耐(nai)沖(chong)擊的優勢,又(you)解決(jue)了(le)圓(yuan)筒式(shi)(shi)繞組(zu)層間電壓(ya)(ya)偏高的矛盾(dun),是(shi)一種較為理(li)想的繞組(zu)結(jie)構(gou),常(chang)被稱之為非共振型繞組(zu)結(jie)構(gou)。
特種分(fen)段(duan)(duan)圓(yuan)筒式(shi)與普(pu)通分(fen)段(duan)(duan)圓(yuan)筒式(shi)相比(bi),進一步降低了(le)層間電壓(ya),改善了(le)電壓(ya)分(fen)布,而且(qie)大大提高(gao)了(le)耐(nai)受大氣過(guo)電壓(ya)和操作過(guo)電壓(ya)的沖擊(ji)強度。
耐沖(chong)擊(ji)性能的好壞不(bu)僅與繞組的結構有關,同時也(ye)決定于繞組的澆注質量和絕緣材料的電(dian)氣性能。
該產(chan)品的繞組(zu)繞制完成(cheng)后,是在(zai)真空(kong)狀(zhuang)態下用純樹(shu)(shu)脂進行澆注的,且不(bu)加任何填料,這樣樹(shu)(shu)脂的流動性(xing)能不(bu)降(jiang)低。
又因為(wei)繞(rao)組為(wei)導(dao)線繞(rao)制而成,因此樹(shu)脂無(wu)論從繞(rao)組的軸向還是輻向,均可完(wan)全浸(jin)透繞(rao)組,內部不存在氣泡(pao)。
繞組經烘(hong)干固摘(zhai)要:該(gai)文介紹了(le)干式(shi)變(bian)壓器的(de)分(fen)類和特點,并(bing)重點介紹了(le)線(xian)繞澆(jiao)注式(shi)變(bian)壓器的(de)結構特點,技(ji)術特點,冷卻系(xi)統,溫(wen)控系(xi)統等,總結了(le)干式(shi)變(bian)壓器的(de)發展前(qian)景。
樹脂及玻璃纖維組成的(de)固體(ti)絕緣,不(bu)僅(jin)耐沖(chong)擊(ji)性能好(hao),而且局(ju)部放電量很小。
2.2.2、機械強度好
抗短(duan)路能(neng)力(li)強對線繞(rao)分段圓筒式(shi)來(lai)講,經真空澆注后,無論(lun)繞(rao)組的層間(jian)、匝間(jian)、段間(jian)均能(neng)一次性浸透(tou)樹脂(zhi)。
經固(gu)(gu)化后(hou),樹脂(zhi)、導線、玻璃纖維緊密(mi)的結(jie)合,構成堅固(gu)(gu)的剛體(ti)結(jie)構。該結(jie)構高強度的機(ji)械性能決(jue)定了(le)線繞澆注式產品具(ju)有良好的抗短路能力。
2.2.3、抗開裂(lie)性能好
樹脂與玻璃纖維固化形(xing)成(cheng)的復合(he)絕緣材料,熱(re)膨脹系(xi)數(shu)為(wei) (18~20)×10-6/K,繞(rao)組中所(suo)用銅的膨脹系(xi)數(shu)為(wei)17×10-6/K,兩(liang)者(zhe)基本接近,消除(chu)了在(zai)變(bian)壓(ya)器運行(xing)中由(you)于熱(re)脹冷縮(suo)而產生(sheng)的繞(rao)組導(dao)體(ti)與絕緣材料之間的機(ji)械(xie)應力(li),從根源上杜(du)絕了龜裂現(xian)象。
2.2.4、防潮濕
由于該產品(pin)高、低壓(ya)均用樹脂澆注,鐵(tie)芯亦采用樹脂涂覆,因此防潮抗腐能力強。當空氣相對濕度(du)為(wei)100%時,仍可長期運(yun)行。
2.2.5、散熱效果好
由于純樹脂與(yu)玻璃纖(xian)維構成的(de)復合絕緣具有極高的(de)電(dian)氣強度,因(yin)此(ci)該產品表面絕緣厚度僅(jin)為1.5~2 mm,大(da)大(da)提(ti)高了繞組表面的(de)散(san)熱效率。
2.3、冷(leng)卻(que)系統及防護
干式變(bian)壓(ya)器的(de)冷(leng)卻(que)采用(yong)(yong)自(zi)然空氣(qi)冷(leng)卻(que)和強(qiang)迫空氣(qi)循環冷(leng)卻(que)。采用(yong)(yong)自(zi)然空氣(qi)冷(leng)卻(que),可保證變(bian)壓(ya)器在額定負(fu)載(zai)情況下(xia)正常(chang)運行。寶雞第二發電(dian)廠所用(yong)(yong)干式變(bian)壓(ya)器均利用(yong)(yong)輻流(liu)風機(ji)進行強(qiang)迫風冷(leng)。
采用強迫空氣循環冷卻(que)后,800 kVA及以下干式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)可增容40%,800 kVA以上干式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)可增容50%,并可連續運(yun)行。 干式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)一(yi)般為IP00防護(hu),即(ji)不配外殼,戶內(nei)使用,寶(bao)雞(ji)第二發電(dian)廠即(ji)采用此防護(hu)模式(shi)。也可根(gen)據用戶要求,加防護(hu)外殼。
采用IP20外殼,
可防(fang)止大于12 mm的固體異物進(jin)入,給帶電(dian)部分提供屏障。采(cai)用IP23防(fang)護時(shi),除具(ju)有IP20防(fang)護功(gong)能外,還(huan)具(ju)有防(fang)淋(lin)水(shui)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系列線繞澆注式變壓器
采用XMTB自動(dong)溫(wen)(wen)度控(kong)制保護系(xi)統。在低壓繞(rao)組(zu)第 一(yi)匝導線處(chu)埋(mai)設鉑熱電(dian)阻(zu)測溫(wen)(wen)元件,自動(dong)檢測繞(rao)組(zu)溫(wen)(wen)升(sheng)情況(kuang),能顯示三相低壓繞(rao)組(zu)的溫(wen)(wen)度,并可對它們進行熱保護。
隨著環境溫(wen)度(du)及負載(zai)的(de)變化,當繞組達到限定(ding)溫(wen)度(du)時,溫(wen)控(kong)器自動(dong)發(fa)出訊(xun)號(hao),控(kong)制風機啟動(dong)(110 ℃)、風機停(90 ℃)、報警(120 ℃)和(he)跳閘(145 ℃),使得(de)產品在運行中具有可靠的(de)過負載(zai)保護。
SC3系列(lie)線(xian)繞澆注式變(bian)壓器采用M&C公(gong)司變(bian)壓器繞組溫度檢測與控制zhuanli技術,生(sheng)產對繞組溫度直接檢測的(de)溫度控制器,實現變(bian)壓器的(de)強迫風冷(AF)控制及超溫報警和超溫跳(tiao)閘等功能。
溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)調試正常后,先(xian)將變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)投網運行,后將溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)通電運行,溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)處于自動控(kong)(kong)制(zhi)狀態,對變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)進行溫(wen)度(du)檢測(ce)與保護(hu),當繞組溫(wen)度(du)高于110 ℃時,溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)啟動風機強迫冷卻;若強迫風冷下(xia)繞組溫(wen)度(du)下(xia)降低于90 ℃,風機停止。
若繞組溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)進一步升(sheng)高,溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控制器(qi)(qi)將(jiang)發出(chu)超溫(wen)(wen)(wen)報警(155 ℃)和超溫(wen)(wen)(wen)跳閘(zha)信號(170 ℃)。當溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控制器(qi)(qi)發生故障且一時無法排除,切除溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控制器(qi)(qi),變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)可繼續運行,只(zhi)需監測并保證變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)處于正常運行狀態。
3、干式變壓器與油浸式變壓器的比較
油浸式變壓器的顯著(zhu)優點和低(di)成本是其他變壓器難以(yi)(yi)取(qu)代(dai)的。在戶外以(yi)(yi)及(ji)防(fang)火要求一(yi)般的場所,目(mu)前及(ji)今后較長一(yi)段時間內,將仍以(yi)(yi)油浸式變壓器為主。
但對防火要(yao)求高(gao)的場所,而采用干(gan)式或(huo)難燃(ran)液、不燃(ran)液的變壓器(qi)。 干(gan)式變壓器(qi)較(jiao)油浸式變壓器(qi)過載能力高(gao),主要(yao)是干(gan)式變壓器(qi)選用的電流密度較(jiao)低(di),熱容量大(da),繞組時(shi)間常數(shu)大(da)。
干式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)與油浸式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)相比(bi),絕緣運行條件有所改善(shan)。油浸式(shi)變(bian)(bian)壓器(qi)使用場所較多(duo),戶(hu)外(wai)安裝多(duo)。
干式(shi)變壓(ya)(ya)器供電范圍小,戶內運行多。和油(you)浸式(shi)變壓(ya)(ya)器相(xiang)比,它(ta)遭受的雷(lei)電壓(ya)(ya)幅值較低,波頭較緩,雷(lei)擊概(gai)率也較小。
干式變壓器常使用金屬氧化物避(bi)雷器保護,不但限(xian)制(zhi)大氣過電(dian)壓,而(er)且也限(xian)制(zhi)了(le)內部過電(dian)壓。