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干式变压器原理及运行维护 干式变压器原理及运行维护 第一节 干式变压器的发展简史 变压器发明于1886年 变压器发明于1886年,当时的变压器都是干式变 1886 压器(有时简称"干变" 限于当时绝缘材料的水平, 压器(有时简称"干变"),限于当时绝缘材料的水平, 这时的干变难于实现高电压与大容量. 19世纪末期 这时的干变难于实现高电压与大容量.从19世纪末期 起,人们发现采用变压器油可以大大提高变压器的绝 缘和冷却性能, 缘和冷却性能,于是油浸变压器就逐步取代了干式变 冷却性能 压器.二战后,世界经济得以恢复与重建, 压器.二战后,世界经济得以恢复与重建,尤其是在 欧洲与美国更有了迅猛的发展, 欧洲与美国更有了迅猛的发展,-些大城市以极高的 速度向着现代化迈进. 速度向着现代化迈进.随着城市供电负荷的不断增 长,住宅的密集化以及高层建筑,地下建筑的增多, 住宅的密集化以及高层建筑,地下建筑的增多, 人们迫切需要一种既深入符合中心,又能防火, 人们迫切需要一种既深入符合中心,又能防火,防爆 且环保性能优越的变压器, 且环保性能优越的变压器,于是干变又重新被重视和 采用. 采用. 早期的干变都是浸渍式 早期的干变都是浸渍式的,由于所用绝缘材料价 浸渍 格昂贵, 加之防潮性能很差, 因而它的绝缘水平较油 格昂贵, 加之防潮性能很差, 因而它的绝缘水平较油 的绝缘水平 变要低得多,故障率也较高,价格也较贵, 变要低得多,故障率也较高,价格也较贵,从而影响 它的广泛使用. 应当认为是形势的发展迫使人们去研 它的广泛使用. 究更新型的干式变压器. 964年德国AEG公司研制 究更新型的干式变压器.从1964年德国AEG公司研制 年德国AEG 出第一 400kVA 20kV的环氧浇注式干变起, kVA, 出第 一 台400kVA , 20kV 的环氧浇 注式干变起, 干式 1 变压器的发展就进入了一个新的阶段. 在以后的第二 变压器的发展就进入了一个新的阶段. 在以后 TU公司又研制出了第一代 德国TU公司又研制出了第一代B级绝缘的环氧浇 年,德国TU公司又研制出了第一代B级绝缘的环氧浇 注式干变, 以后环氧浇注干变不断有新的发展, 生产 注式干变, 以后环氧浇注干变不断有新的发展, 出许多新的类型的产品, 出许多新的类型的产品, 产品 迄今在世界上环氧浇注式干 迄今在世界上环氧浇 变已成为干式变压器的主流型式. 尤其是到了20世纪 变已成为干式变压器的主流型式. 尤其是到了20世纪 20 70年代末期, 在法律上禁止 70年代末期, 年代末期 由于考虑对环境的影响, 由于考虑对环境的影响, 了聚氯联苯(PCBS)这种液体绝缘介质的使用, 了聚氯联苯(PCBS)这种液体绝缘介质的使用, (PCBS)这种液体绝缘介质的使用 从而给 发展环氧浇注干变提供了契机. 1970年代后期, 在 发展环氧浇注干变提供了契机. 1970年代后期, 年代后期 美 国也不断发展并改进了采用NOMEX纸作为绝缘材料的 国也不断发展并改进了采用NOMEX纸作为绝缘材料的 NOMEX 级干变.迄今为止 浸渍式H级干变.迄今为止,世界上的干式变压器主 要是这两大类型. 据新统计, 要是这两大类型. 据新统计, 新统计 目前干式变压器在世 界变压器市场中所占比例,如表1 和表1 所示. 界变压器市场中所占比例,如表1-1和表1-2所示. 表 1-1 年 份 在世界变压器市场中各种变压器在容量上所占比例 油浸变(%) 77 67 干式变(%) 16 25 其他类型(%) 7 8 1998 2010(预计) 表 1-2 国 别 1998年北美, 1998年北美,欧洲和中国各种变压器在容量上所占比例 年北美 油浸变(%) 77 75 93 环氧浇注干变(%) 4 12 4 浸渍式干变 (%) 14 5 其他类型(%) 5 8 3 北美 欧洲 中国 第二节干式变压器的类型和 第二节干式变压器的类型和特点 2 一, 类型划分 目前世界上的干式变压器主要有浸渍式与环氧 目前世界上的干式变压器主要有浸渍式与环氧 树脂式(包括浇注式与绕包式)两大类型 树脂式(包括浇注式与绕包式)两大类型. (一)浸渍式干变 浸渍式干 浸渍式干变的结构与油浸变压器的结构非常 浸渍式干变的结构与油浸变压器的结构非常相 变的结构与油浸变压器的结构非 似,就像-个没有油箱的油浸变压器的器身.可以认 就像-个没有油箱的油浸变压器的器身. 油浸变压器的器身 早期的浸渍式干变结构, 就是由油变演化而来的. 为, 早期的浸渍式干变结构, 就是由油变演化而来的. 它的低压绕组一般采用箔式绕组或圆筒式(层式) 它的低压绕组一般采用箔式绕组或圆筒式(层式)绕 组,高压绕组-般为饼式绕组.由于空气的冷却能力 高压绕组-般为饼式绕组. 要比变压器油差得多, 要比变压器油差得多,为了保证适当数量的冷却空气 变压器油差得多 吹入绕组,这种变压器要求轴向冷却空道宽度小为 吹入绕组,这种变压器要求轴向冷却空道宽度最小为 向冷却空道 6mm . 浸渍式干变的制造工艺比较简单,通常用导线绕 浸渍式干变的制造工艺比较简单,通常用导线绕 制完成的绕组浸渍以耐高温的绝缘漆,并进行加热干 完成的绕组浸渍以耐高温的绝缘漆, 绕组浸渍以耐高温的绝缘漆 燥处理.根据需要可选用不同耐热等级的绝缘材料, 燥处理.根据需要可选用不同耐热等级的绝缘材料, 级的绝缘材料 分别制成B 早期为B 分别制成B级,E级F级和H级(早期为B,E级),早期这 级和H 种干变的绝缘材料及其处理工艺都不能满足制造高 性能干变的要求,使得这种类型的干变极易受潮, 性能干变的要求,使得这种类型的干变极易受潮,从 而大大降低了运行可靠性,同时绝缘水平也较低. 而大大降低了运行可靠性,同时绝缘水平也较低.另 大降低了运行可靠性 外投运前还需要预先加热干燥,也使运行复杂化. 外投运前还需要预先加热干燥,也使运行复杂化.所 运行复杂化 以,环氧树脂浇注干变正是为了克服这些缺点才应运 3 而生,得以大量发展的 而生,得以大量发展的. 从20世纪80年代起, 20世纪80年代起, 世纪80年代起 因为聚芳酰胶类绝缘材料 因为聚芳酰 的出现(其典型产品为NOMEX纸 的出现(其典型产品为NOMEX纸),用它来制造浸渍 NOMEX 式干变可以提高其防潮性能, 另外对线圈还可采用 式干变可以提高其防潮性能, 无溶剂树脂漆进行真空压力浸渍(通称VPI工艺) 无溶剂树脂漆进行真空压力浸渍(通称VPI工艺), VPI工艺 也可进一步提高绝缘系统的可靠性.此后,在欧, 也可进一步提高绝缘系统的可靠性.此后,在欧, 美等国相继出现了新一代的浸 式干变, 这种干变 美等国相继出现了新一代的浸渍式干变, 有时又称为非包封式干变或开敞通风式( OVDF) 有时又称为非包封式干变或开敞通风式( OVDF)干 变. (二)环氧树脂类干式变压器 环氧树脂类干 环氧树脂类干变指主要用环氧树脂做为绝缘材 树脂类 料的干式变压器,它又可分为浇注式与包绕式两类. 包绕式两类 料的干式变压器,它又可分为浇注式与包绕式两类. 在现有产品中,绝大多数都是环氧浇注式. 在现有产品中,绝大多数都是环氧浇注式. 1.环氧树脂浇注干变 1.环氧树脂浇注干变
