關(guān)于干式變壓器的設(shè)計(jì)及制造的思考

孔凡剛 趙鵬程 劉偉

【摘要】隨著我國(guó)制造技術(shù)的提升，干式變壓器生產(chǎn)工藝和技術(shù)得到了快速的發(fā)展。干式變壓器在許多重點(diǎn)工程中得到了應(yīng)用。文章主要結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了干式變壓器的特點(diǎn)，從而針對(duì)干式變壓器的制造技術(shù)和發(fā)展方向進(jìn)行了論述與研究，以供大家參考。

【關(guān)鍵詞】干式變壓器；設(shè)計(jì)制造；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

一、干式變壓器的特點(diǎn)

（1）它的承受沖擊電壓和能力較油浸式差，一般不會(huì)和架空的線路相連接，不會(huì)受到大氣過(guò)電壓作用的場(chǎng)合。因此，除了工頻耐壓外，不會(huì)再要求規(guī)定沖擊強(qiáng)度。

（2）由于干式變壓器是暴露空氣中運(yùn)行的。在我國(guó)，環(huán)境條件比較差，空氣中的塵土、有害氣體、潮濕污穢等不同程度的侵害干式變壓器。大多數(shù)干式變壓器的導(dǎo)電材料和絕緣熱脹系數(shù)相差較大，再加上工藝處理不好，就可能出現(xiàn)絕緣開(kāi)裂的現(xiàn)象。所以繞組浸漬處理非常重要，繞組除浸絕緣漆外，還要加防潮覆蓋漆。

（3）抗短路能力強(qiáng)。由于高、低壓繞組電抗高度相同，無(wú)螺旋角現(xiàn)象，線圈間的安匝平衡，高、低壓繞組因短路引起的軸向力幾乎為零，因此其抗短路能力強(qiáng)。

（4）阻燃性能好。采用環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注工藝無(wú)環(huán)境污染，有利于環(huán)境保護(hù)，該變壓器具有免維護(hù)、防潮和抗?jié)駸?、阻燃，適用于各種環(huán)境及條件惡劣的場(chǎng)合。

二、干式變壓器工作原理與制造技術(shù)

（一）干式變壓器的工作原理

干式變壓器工作原理是依靠空氣或氣體，而不是石油。建設(shè)的兩個(gè)基本類型是開(kāi)放的（或通風(fēng)），干式變壓器和密封（或關(guān)閉），封裝類型。密封變壓器冷卻和絕緣惰性高介電常數(shù)的氣體，如氮，硫，六氟化硫。空氣作為絕緣介質(zhì)和熱消散繞組。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的絕緣等級(jí)為B級(jí)（80攝氏度上升），H級(jí)（150攝氏度上升）。平時(shí)應(yīng)注意日常巡查，電流和電壓讀數(shù)和溫度讀數(shù)。

干式變壓器，和所有變壓器一樣，遵循電和磁耦合的使用產(chǎn)生任何所需的電壓技術(shù)基本物理原則：當(dāng)波動(dòng)電流通過(guò)導(dǎo)線的電流流過(guò)，它會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)或周圍的“磁”。當(dāng)磁場(chǎng)周圍的電線上的波動(dòng)，它產(chǎn)生的電流在電線。因此，如果第一線和第一線內(nèi)有波動(dòng)的磁場(chǎng)，放在旁邊，電流是在第二線誘發(fā)流動(dòng)。因此，電力是“通過(guò)”，從第一第二導(dǎo)線，沒(méi)有實(shí)際接觸的兩根導(dǎo)線。在所有的變壓器，包括干式變壓器，電線，或初級(jí)線圈繞組，連接到交流電（AC）電壓源磁芯，同時(shí)纏在線圈中產(chǎn)生電流波動(dòng)。這脈動(dòng)電流磁化的核心。第二個(gè)線圈，次級(jí)線圈的，另一部分核心纏。核心波動(dòng)磁場(chǎng)誘導(dǎo)在次級(jí)線圈的電流。原來(lái)圍繞核心的每個(gè)繞組的牌子，決定在二級(jí)生產(chǎn)多少電壓的相對(duì)數(shù)。最常用，變壓器步進(jìn)電壓從高至低，但原來(lái)的比例，也可以安排，以加強(qiáng)電壓。

（二）干式變壓器的制造技術(shù)

大型干式配電變壓器通常適用于不同的電力系統(tǒng)（12.47KV，13.3KV，13.8KV），并配備了二次額定電壓480V，3相變壓。一些較大的干式變壓器目前常見(jiàn)的尺寸包括500KVA，750KVA，1000千伏安，15000千伏安，2000千伏安，2500千伏安，3000千伏安，3，750千伏安，5000千伏安，和7500千伏安。有幾種不同的施工方法用于制造干式變壓器，各種技術(shù)，使安裝在許多不同的環(huán)境中。在這些單位的設(shè)計(jì)的主要區(qū)別是在繞組的絕緣層。干式變壓器的繞組絕緣，采用許多不同的方式。

（一）開(kāi)放性出口

干式變壓器標(biāo)準(zhǔn)如下“浸烘建設(shè)”的方法。這是通過(guò)預(yù)熱導(dǎo)體線圈，然后加熱時(shí)，它們?cè)诟邷亟n漆。線圈，然后烘烤固化漆。

（二）真空壓力浸漬

這種技術(shù)適用于清漆涂層在轉(zhuǎn)乘壓力和真空循環(huán)。該工藝采用聚酯樹(shù)脂。線圈，然后烘箱中固化。該工藝優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的干式變壓器，因?yàn)樗ㄕ婵諌毫Α＿@個(gè)過(guò)程可以更好地滲透在變壓器線圈清漆。這些單位電暈阻力增加。

（三）真空壓力封裝

這種方法通常是優(yōu)于工藝。添加到施工過(guò)程中的幾個(gè)浸工藝，封裝線圈組裝后，涂料在烤箱治愈。這些變壓器比他們的VPI型對(duì)惡劣和潮濕的環(huán)境中具有更好的保護(hù)。

（四）封裝（密封）

封裝變壓器是標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放傷口配電變壓器在電子線硅和環(huán)氧樹(shù)脂包裹，并在重型風(fēng)格的外殼完全封閉。

（五）澆注線圈（環(huán)氧模塑封）

在納入線圈封裝在環(huán)氧樹(shù)脂成型過(guò)程。變壓器線圈扎實(shí)投樹(shù)脂在模具真空下。制造過(guò)程中鎖定在與強(qiáng)大的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣強(qiáng)度高的繞組，對(duì)惡劣的工作環(huán)境更加適應(yīng)。

三、干式變壓器未來(lái)的發(fā)展方向

隨著干式變壓器的推廣應(yīng)用，其生產(chǎn)制造技術(shù)也獲得長(zhǎng)足發(fā)展，在產(chǎn)品性能、工藝技術(shù)有了較大的提高，但仍存在一定不足，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）節(jié)約能源和使用環(huán)保產(chǎn)品是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。變壓器的降低變電損耗應(yīng)在技術(shù)上、結(jié)構(gòu)上、原理上采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝，在運(yùn)行可靠與不增加重量、材料成本的前提下降低變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗。

空載損耗應(yīng)有實(shí)測(cè)空載損耗與硅鋼片重量與相關(guān)額頻率與磁密下單位重量損耗乘積之比為最小衡量。不能單純用好硅鋼片與增加硅鋼片用量來(lái)達(dá)到低損耗。

負(fù)載損耗應(yīng)分析負(fù)載損耗中附加損耗是否低?？捎蓪?shí)測(cè)并折算到標(biāo)準(zhǔn)條件下的負(fù)載損耗與三相繞組中參考溫度下電阻損耗之比為最小來(lái)衡量。此比值越小，說(shuō)明附加損耗越低。

（2）電器產(chǎn)品尤其是變壓器，其運(yùn)行可靠性是特別重要的。我國(guó)現(xiàn)已生產(chǎn)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的干式變壓器，運(yùn)行在各個(gè)領(lǐng)域、各項(xiàng)重點(diǎn)工程、重大項(xiàng)目上。但環(huán)氧澆注式干式變壓器成本高，主要的絕緣材料—樹(shù)脂，其質(zhì)量好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，要想要穩(wěn)定性好，品質(zhì)高的樹(shù)脂，就需要進(jìn)口。這樣就難以解決降低成本與保證質(zhì)量的矛盾。

（3）噪聲的問(wèn)題，以前生產(chǎn)的用在配電系統(tǒng)的干式變壓器往往直接安裝在住宅小區(qū)里，距離居民住宅很近，它的噪音大會(huì)直接影響居民休息和正常的生活。 隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，環(huán)境保護(hù)顯得日益重要，變壓器的噪聲危害提上了日程。干變制造廠與科研院校密切合作，對(duì)噪聲產(chǎn)生的原因、機(jī)理進(jìn)行潛心研究，不斷探索，優(yōu)化設(shè)計(jì)，反復(fù)進(jìn)行理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，終于取得了突破。使干變?cè)肼暣蠓认陆怠Ｐ孪盗信潆娮儔浩饕褜⑵湓肼暠痊F(xiàn)行國(guó)標(biāo)降低達(dá)10～20dB（A），一般在60dB（A）左右。已經(jīng)基本上解決了變壓器噪聲擾民的問(wèn)題，但仍需進(jìn)步改進(jìn)和完善。

（4）能降解回收再利用，干式變壓器具有無(wú)油、難燃、絕緣耐熱等級(jí)高、體積小、噪聲低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以一般被用于地下鐵道、高層建筑等對(duì)防火要求較嚴(yán)格的場(chǎng)所，且應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越大。因此對(duì)于干式變壓器，尤其是環(huán)氧澆注絕緣干式變壓器在壽命到期后的處理問(wèn)題也將日益突出。其線圈中金屬導(dǎo)體和非金屬絕緣的分離是比較突出的一個(gè)問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，干式變壓器在近10年來(lái)有了很大的發(fā)展，以其絕緣強(qiáng)度高，抗短路能力強(qiáng)及環(huán)保、防火、防爆、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受廣大用戶的歡迎。隨著現(xiàn)在干式變壓器技術(shù)的不斷提高，受到制造廠家的青睞。我們相信，今后將會(huì)有非常廣闊的發(fā)展空間。

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