干式變壓器主要分為浸漬式干式變壓器和樹脂干式變壓器兩大類。
1.1、浸漬式干式變壓器
國(guó)內(nèi)浸漬式干式變壓器導(dǎo)線采用玻璃絲包,墊塊用相應(yīng)的絕緣材料熱壓成型,多用于水電站、高層建筑,防火性好。
因浸漬漆的不同,變壓器絕緣分B、F、H、C級(jí),主、縱絕緣(主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣。
縱絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點(diǎn)和不同部位之間的絕緣,主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣性能。)的空道全部以空氣作為絕緣介質(zhì)。
此種變壓器受環(huán)境的影響比樹脂式干式變壓器的大,外型及重量均也較大,在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量均趨于減少。
Z近,引進(jìn)法國(guó)Transfix公司的制造技術(shù),生產(chǎn)了一種名叫Securamid H級(jí)絕緣干式變壓器。其低壓為箔式繞組,高壓為層式結(jié)構(gòu),中間絕緣用美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的Nomex紙。
繞組兩端有端封,不怕潮,防火能力極強(qiáng),可在明火750 ℃下防燃,是比較新型的干式變壓器。
1.2 樹脂干式變壓器 代表當(dāng)今國(guó)內(nèi)樹脂澆注變壓器的主導(dǎo)產(chǎn)品可分為以下三大類。
一,簡(jiǎn)稱線繞澆注式變壓器,其高壓為線繞分?jǐn)鄨A筒澆注式,低壓為線繞圓筒(或分段圓筒)澆注式;澆干式變壓器的特點(diǎn)及應(yīng)用李芊,陜西省地方電力(集團(tuán))公司注為無(wú)填料澆注。
二,簡(jiǎn)稱箔繞澆注式變壓器,其高壓為分段箔繞澆注式,低壓為銅箔(或鋁箔)纏繞式;澆注為加填料澆注。
三,高壓為線繞分?jǐn)鄨A筒澆注式, 低壓為銅箔(或鋁箔)纏繞式;澆注為無(wú)填料澆注。
上述三類產(chǎn)品,在產(chǎn)品的制造和性能上各有特點(diǎn),目前在市場(chǎng)上也各自占據(jù)著一定的市場(chǎng)份額,在這篇文章中重點(diǎn)討論線繞澆注式變壓器。
2、線繞澆注式變壓器
2.1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在陜西寶雞第二發(fā)電廠中,廠用干式變壓器均為線繞澆注式變壓器,電壓等級(jí)為6 kV,容量為100 kVA至1600 kVA,采用室內(nèi)安裝方式。
該產(chǎn)品高、低壓繞組采用銅導(dǎo)線,全纏繞,玻璃纖維增強(qiáng),薄絕緣,樹脂不加填料,真空狀態(tài)下浸漬式澆注,按特定的溫度固化曲線固化成型。
高壓繞組采用特種分段圓筒式結(jié)構(gòu),低壓繞組視電壓等級(jí)選擇多層圓筒式、分段圓筒式或特種分段圓筒式。
2.2 技術(shù)特點(diǎn)
2.2.1 耐沖擊
線繞澆注變壓器的高壓繞組采用特種分段圓筒式結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)是以普通分段圓筒式繞組為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的,普通分段圓筒式既繼承了圓筒式繞組耐沖擊的優(yōu)勢(shì),又解決了圓筒式繞組層間電壓偏高的矛盾,是一種較為理想的繞組結(jié)構(gòu),常被稱之為非共振型繞組結(jié)構(gòu)。
特種分段圓筒式與普通分段圓筒式相比,進(jìn)一步降低了層間電壓,改善了電壓分布,而且大大提高了耐受大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的沖擊強(qiáng)度。
耐沖擊性能的好壞不僅與繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān),同時(shí)也決定于繞組的澆注質(zhì)量和絕緣材料的電氣性能。
該產(chǎn)品的繞組繞制完成后,是在真空狀態(tài)下用純樹脂進(jìn)行澆注的,且不加任何填料,這樣樹脂的流動(dòng)性能不降低。
又因?yàn)槔@組為導(dǎo)線繞制而成,因此樹脂無(wú)論從繞組的軸向還是輻向,均可完全浸透繞組,內(nèi)部不存在氣泡。
繞組經(jīng)烘干固摘要:該文介紹了干式變壓器的分類和特點(diǎn),并重點(diǎn)介紹了線繞澆注式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),技術(shù)特點(diǎn),冷卻系統(tǒng),溫控系統(tǒng)等,總結(jié)了干式變壓器的發(fā)展前景。
樹脂及玻璃纖維組成的固體絕緣,不僅耐沖擊性能好,而且局部放電量很小。
2.2.2、機(jī)械強(qiáng)度好
抗短路能力強(qiáng)對(duì)線繞分段圓筒式來(lái)講,經(jīng)真空澆注后,無(wú)論繞組的層間、匝間、段間均能一次性浸透樹脂。
經(jīng)固化后,樹脂、導(dǎo)線、玻璃纖維緊密的結(jié)合,構(gòu)成堅(jiān)固的剛體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度的機(jī)械性能決定了線繞澆注式產(chǎn)品具有良好的抗短路能力。
2.2.3、抗開裂性能好
樹脂與玻璃纖維固化形成的復(fù)合絕緣材料,熱膨脹系數(shù)為 (18~20)×10-6/K,繞組中所用銅的膨脹系數(shù)為17×10-6/K,兩者基本接近,消除了在變壓器運(yùn)行中由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的繞組導(dǎo)體與絕緣材料之間的機(jī)械應(yīng)力,從根源上杜絕了龜裂現(xiàn)象。
2.2.4、防潮濕
由于該產(chǎn)品高、低壓均用樹脂澆注,鐵芯亦采用樹脂涂覆,因此防潮抗腐能力強(qiáng)。當(dāng)空氣相對(duì)濕度為時(shí),仍可長(zhǎng)期運(yùn)行。
2.2.5、散熱效果好
由于純樹脂與玻璃纖維構(gòu)成的復(fù)合絕緣具有極高的電氣強(qiáng)度,因此該產(chǎn)品表面絕緣厚度僅為1.5~2 mm,大大提高了繞組表面的散熱效率。
2.3、冷卻系統(tǒng)及防護(hù)
干式變壓器的冷卻采用自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣循環(huán)冷卻。采用自然空氣冷卻,可保證變壓器在額定負(fù)載情況下正常運(yùn)行。寶雞第二發(fā)電廠所用干式變壓器均利用輻流風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷。
采用強(qiáng)迫空氣循環(huán)冷卻后,800 kVA及以下干式變壓器可增容40%,800 kVA以上干式變壓器可增容50%,并可連續(xù)運(yùn)行。 干式變壓器一般為IP00防護(hù),即不配外殼,戶內(nèi)使用,寶雞第二發(fā)電廠即采用此防護(hù)模式。也可根據(jù)用戶要求,加防護(hù)外殼。
采用IP20外殼,
可防止大于12 mm的固體異物進(jìn)入,給帶電部分提供屏障。采用IP23防護(hù)時(shí),除具有IP20防護(hù)功能外,還具有防淋水功能。
2.4、溫控系統(tǒng)
電力變壓器的安全可靠運(yùn)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(guò)絕緣耐受溫度是使絕緣破壞,導(dǎo)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(dòng)溫度控制保護(hù)系統(tǒng)。在低壓繞組第 一匝導(dǎo)線處埋設(shè)鉑熱電阻測(cè)溫元件,自動(dòng)檢測(cè)繞組溫升情況,能顯示三相低壓繞組的溫度,并可對(duì)它們進(jìn)行熱保護(hù)。
隨著環(huán)境溫度及負(fù)載的變化,當(dāng)繞組達(dá)到限定溫度時(shí),溫控器自動(dòng)發(fā)出訊號(hào),控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)(110 ℃)、風(fēng)機(jī)停(90 ℃)、報(bào)警(120 ℃)和跳閘(145 ℃),使得產(chǎn)品在運(yùn)行中具有可靠的過(guò)負(fù)載保護(hù)。
SC3系列線繞澆注式變壓器采用M&C公司變壓器繞組溫度檢測(cè)與控制專利技術(shù),生產(chǎn)對(duì)繞組溫度直接檢測(cè)的溫度控制器,實(shí)現(xiàn)變壓器的強(qiáng)迫風(fēng)冷(AF)控制及超溫報(bào)警和超溫跳閘等功能。
溫度控制器調(diào)試正常后,先將變壓器投網(wǎng)運(yùn)行,后將溫度控制器通電運(yùn)行,溫度控制器處于自動(dòng)控制狀態(tài),對(duì)變壓器進(jìn)行溫度檢測(cè)與保護(hù),當(dāng)繞組溫度高于110 ℃時(shí),溫度控制器啟動(dòng)風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫冷卻;若強(qiáng)迫風(fēng)冷下繞組溫度下降低于90 ℃,風(fēng)機(jī)停止。
若繞組溫度進(jìn)一步升高,溫度控制器將發(fā)出超溫報(bào)警(155 ℃)和超溫跳閘信號(hào)(170 ℃)。當(dāng)溫度控制器發(fā)生故障且一時(shí)無(wú)法排除,切除溫度控制器,變壓器可繼續(xù)運(yùn)行,只需監(jiān)測(cè)并保證變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
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優(yōu)點(diǎn)和低成本是其他變壓器難以取代的。在戶外以及防火要求一般的場(chǎng)所,目前及今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),將仍以油浸式變壓器為主。
但對(duì)防火要求高的場(chǎng)所,而采用干式或難燃液、不燃液的變壓器。 干式變壓器較油浸式變壓器過(guò)載能力高,主要是干式變壓器選用的電流密度較低,熱容量大,繞組時(shí)間常數(shù)大。
干式變壓器與油浸式變壓器相比,絕緣運(yùn)行條件有所改善。油浸式變壓器使用場(chǎng)所較多,戶外安裝多。
干式變壓器供電范圍小,戶內(nèi)運(yùn)行多。和油浸式變壓器相比,它遭受的雷電壓幅值較低,波頭較緩,雷擊概率也較小。
干式變壓器常使用金屬氧化物避雷器保護(hù),不但限制大氣過(guò)電壓,而且也限制了內(nèi)部過(guò)電壓。