干式变压器的现状及其发展 (1) 点击:535 | 回复:2



一品黄山

    
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发表于:2008-07-01 16:04:52
楼主

  电力,是一种宝贵的资源,在我们的生产生活中离不开它。而变压器是一种担负电压变换、电能传输和终端分配的电力设备,因变压器深入到工厂和社区的每个角落,其可靠性的高低、环境性能的优劣、运行效率(电能损耗)的高低等直接影响到我们的生产和生活质量。
  
  随着城市电网供电要求的不断提高和变压器技术的进步,干式变压器在我国的使用已经很普遍。在短短的几十年中,干式变压器技术得到了迅速的发展,除了大家比较熟悉的环氧树脂型干式变压器外,近年又出现一种采用杜邦公司NOMEX®纸为基础的绝缘系统,结合Reliatran(R)技术而研发出的非包封H级干式变压器,其型号为SG型,是目前国内绝缘等级最高的干式配电变压器之一。Reliatran(R)干式变压器在欧美已被广泛采用。
  
  变压器的发展历史
  
  变压器发明于1885年,当时的变压器都是干式变压器(简称干变),限于当时绝缘材料的水平,这样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它的绝缘和冷却性能,于是油浸变压器(简称油变)就逐步取代了干式变压器。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,一些大城市以极高的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,人们迫切需要一种既深入负荷中心,又能防火、防爆且环保性能优越的变压器,于是干变又重新被重视和采用。干式变压器由于具有难燃、安全、维护方便、体积小等特点,目前在我国得到了迅速的普及。在变压器运行中,如果遇到短路、过载、环境温度过高或冷却通风不够等情况时,就会使变压器过热而不能正常工作。因此,对变压器绕组的运行温度进行监测、驱动风机实现强迫风冷及报警控制是十分重要的。
  
  早期的干变由于所用绝缘材料的价格昂贵,加之防潮性能差,所以它的绝缘水平较油变要低得多,故障率也较高,因而影响了它的推广使用。应当认为是形势的发展迫使人们去研制更新型的干式变压器。从1964年德国AEG公司研制出第一台400kVA,20kV的环氧浇注式干变起,干式变压器的发展就进入了一个新的阶段。与此同时,在美国也不断发展并改进了采用NOMEX纸作为绝缘材料的H级干式变压器。迄今为止,世界上的干式变压器主要是这两大类型。据最新统计,目前干式变压器在世界变压器市场中所占比例逐年上升。
  
  近些年来,随着世界经济的发展,干变在全世界取得了迅猛的发展,尤其是在配电变压器中,干变所占的比例愈来愈大,据统计,在欧美等发达国家中,它已占到配变的40%~50%。在我国,目前干式变压器在大、中城市中平均约占15%~20%,而在北京、上海、广州、深圳等城市,约占到50%左右。从产量上来看,我国自1989年第二次城网改造会议之后,干式变压器的产量有了显著的增长,从90年代起,每年大致以20%左右的速度递增,1999年的总产量已逼近10000MVA(该值已大大超过了1989年预测的4500MVA)。这样的增速,在世界上也是从未有过的。目前我国已成为世界上干变产销量最大的国家之一。
  
  干式变压器主要应用在以下场所:
  
  (1)城市及大型工矿区要求防火、防爆的场所,如高层建筑、地下建筑、机场、交通枢纽、通讯与信息中心、重要市政设施,城市人口密集区、商业中心等处的6~10kV配电变压器以及35kV电力变压器。(2)火电厂、水电厂、核电厂的自用电变压器、发电机的励磁变压器。(3)部分化工、冶金企业的整流变压器与冶金电炉变压器。(4)地下铁道等的牵引变压器。(5)其他不宜于采用油浸变压器的场所。不难看出,这些地方都是与我们生活息息相关的,其安全问题、环保问题等将会倍受重视。





chenhuayuan

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发表于:2008-07-26 14:50:24
1楼
工程设计中,电气工程师干式变压器选型时要注意以下几点:
  一、干式变压器温度控制系统
  干式变压器安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作主要原因之一,对变压器运行温度监测及其报警控制是十分重要。
  (1)风机自动控制:预埋低压绕组最热处Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。
  (2)超温报警、跳闸:预埋低压绕组中PTC非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高,若达到155℃时,系统输出超温报警信号;若温度继续上升达170℃,变压器已不能继续运行,须向二次保护回路输送超温跳闸信号,应使变压器迅速跳闸。
  (3)温度显示系统:预埋低压绕组中Pt100热敏电阻测取温度变化值,直接显示各相绕组温度(三相巡检及最大值显示,并可记录历史最高温度),可将最高温度以4~20mA模拟量输出,若需传输至远方(距离可达1200m)计算机,可加配计算机接口,1只变送器,最多可同时监测31台变压器。系统超温报警、跳闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作,进一步提高温控保护系统可靠性。
  二、干式变压器防护方式
  使用环境特征及防护要求,干式变压器可选择不同外壳。
  通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装户外,则可选用IP23防护外壳,除上述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降,选用时要注意其运行容量降低。
  三、干式变压器冷却方式
  干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行;过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。
  四、干式变压器过载能力
  干式变压器过载能力与环境温度、过载前负载情况(起始负载)、变压器绝缘散热情况和发热时间常数等有关,若有需要,可向生产厂索取干变过负荷曲线。
  如何利用其过载能力呢?笔者提出两点供参考:
  (1)选择计算变压器容量时可适当减小:充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷可能性--尽量利用干式变压器较强过载能力而减小变压器容量;对某些不均匀负荷场所,如供夜间照明等为主居民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主商场等,可充分利用其过载能力,适当减小变压器容量,使其主运行时间处于满载或短时过载。
  (2)可减少备用容量或台数:某些场所,对变压器备用系数要求较高,使工程选配变压器容量大、台数多。而利用干变过载能力,考虑其备用容量时可予以压缩;确定备用台数时亦可减少。变压器处于过载运行时,一定要注意监测其运行温度:若温度上升达155℃(有报警发出)即应采取减载措施(减去某些次要负荷),以确保对主要负荷安全供电。
  五、干式变压器低压出线方式及其接口配合
  干式变压器因没有油,也就没有火灾、爆炸、污染等问题,故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。损耗和噪声降到了新水平,更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。
  目前,我国树脂绝缘干式变压器年产量已达10000MVA,成为世界上干式变压器产销量最大国家之一。低噪(2500kVA以下配电变压器噪声已控制50dB以内)、节能(空载损耗降低达25%)SC(B)9系列推广应用,使我国干式变压器性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。
  国家建筑标准设计图集《干式变压器安装》-《99D268》。
  图集提供了适用于各种场所干式变压器布置、安装方式,针对变压器与低压PC屏接口配合列出了多种方案供设计、施工选择。
  干式变压器推广应用,其生产制造技术也获长足发展,干式变压器将如下几方面获进一步发展。
  (1)节能低噪:新低耗硅钢片,箔式绕组结构,阶梯铁心接缝,环境保护要求,噪声研究深入,以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术引入,将使未来干式变压器更加节能、更加宁静。
  (2)高可靠性:提高产品质量和可靠性,将是人们不懈追求。电磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系及可靠性工程等方面进行大量基础研究,积极进行可靠性认证,进一步提高干式变压器可靠性和使用寿命。
  (3)环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展干式变压器耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)及耐火(F0、F1、F2)特性研究与认证。
  (4)大容量:从50~2500kVA配电变压器为主干式变压器,向10000~20000kVA/35kV电力变压器拓展,城市用电负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心,35kV大容量小区中心供电电力变压器将获广泛应用。
  (5)多功能组合:从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式变压器发展。
  (6)多领域发展:从以配电变压器为主,向发电站厂用变压器、励磁变压器、铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。
  配电变压器将属于性能优越、低噪声及节能树脂绝缘干式变压器。

jingtao

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2楼

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