干式变压器的现状及其发展 (2) 点击:338 | 回复:0



一品黄山

    
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发表于:2008-07-01 16:05:57
楼主
     干式变压器的种类
  
  干式变压器主要分为下面几个类型:
  
  目前我国采用的干式变压器主要有下列类型:(1)浸渍式。早期的干变一般采用浸渍式,但如前所述由于其防潮性能差,目前已很少使用。(2)环氧浇注式。绝缘等级一般为F级,也有少量H级的。它又可分为下列两大类型:①用模具浇注的,它又有薄绝缘与厚绝缘、带填料与不带填料之分;②缠绕式,不需要模具。(3)开敞通风式(OVDT)H级干变。这种干变采用美国杜邦公司生产的NOMEX纸作为绝缘材料,无需模具与浇注设备,采用了真空压力浸渍(VPI)与一些新的涂层材料与包封材料,这种产品目前我国仅个别厂家生产。下面我们重点介绍环氧树脂浇注干式变压器和H级绝缘的干式变压器。
  
  环氧树脂浇注干式变压器
  
  环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料,它不仅是一种难燃、阻燃的材料,且具有优越的电气性能,后来逐渐为电工制造业所采用,自从1964年德国制造出首台环氧浇注式干变后,这项技术在欧洲发展得很快,并不断推出各种新的专利制造技术,这些技术不断推向世界。由于我国的干变制造技术主要是从德国等欧洲国家引进的,所以迄今全国生产的干式变压器中,绝大部分都是环氧浇注式的。用于制造干式变的环氧树脂的材料性能很优越。这里应当强调的是:由于环氧树脂比起空气和变压器油来具有很高的绝缘强度,加之浇注成型后又具有机械强度高以及优越的防潮、防尘性能,所以特别适合于制造干式变压器。早期的环氧浇注式干变为B级绝缘,目前国内产品大多数均为F级绝缘,也有少数为H级绝缘的。目前,从全面的技术经济性来看,世界上公认的环氧浇注式干变的最高电压为35kV(个别产品曾达66/77kV),最大容量为20MVA,基准冲击水平(BIL)不超过250kV。
  
  环氧浇注式干变的特点是:
  
  (1)绝缘强度高:浇注用环氧树脂具有20~30kV/mm的绝缘击穿强度,且与电压等级相同的油浸变具有大致相同的雷电冲击强度。(2)抗短路强度大:由于树脂的材料特性,加之线圈是整体浇注,所以机械强度很高,突发短路试验的实践证明,浇注式变压器因短路而破坏的实例极少。(3)防灾性能突出:环氧树脂难燃、阻燃并能自行熄灭,不致引发爆炸等二次灾害。(4)环保性能优越:环氧树脂是化学上极其稳定的一种材料,防潮、防尘,即使在大气污秽等恶劣环境下也能可靠地运行。另外,可在100%湿度下正常运行,停运后无需干燥即可再次投运。(5)免维护:由于有了完善的温控温显系统,目前环氧浇注式干变已可以做到免维护,从而可以大大减轻运行人员的负担,并降低运行费用。(6)运行损耗低,运行效率高。(7)噪声低。(8)体积小、重量轻。(9)不需单独的变压器室,不需吊芯检修,节约占地面积,相应节省土建投资。(10)安装方便,无需调试。
  
  环氧树脂浇注干式变压器自20世纪60年代中期问世以后,在迄今的30多年间技术有了很大的发展。国外(主要是欧洲)的一些厂家相继推出了一些代表性的专利技术,这些技术相继被引进了中国,下面将对它们进行一次综合性的评述。
  
  环氧树脂干式变压器从大的方面来分,可分为注型式(浇注式)与缠绕式(绕包式)。
  
  注型式(浇注式)干变
  
  注型式的特点就是必须依靠模具并采用专用浇注设备,在真空状态下使线圈浇注成型。严格地说,环氧浇注式就是指这类产品。目前国产环氧树脂干变也大多都是这类产品。它又有下列类型:
  
  厚绝缘:早期的环氧浇注式干变都是采用厚绝缘的浇注式线圈,在环氧树脂内加有石英粉作为填料,树脂层厚度一般为6mm,也有的厚达15mm。耐热等级多为B级绝缘。高压线圈一般用玻璃丝包铝扁线绕制成分段圆筒式线圈,采用绝缘薄膜作为层间绝缘,线圈的两端用玻璃布板(条)作为绝缘端圈,绕好的分段圆筒式线圈在浸漆处理后装入模具,然后在真空状态下进行环氧树脂浇注。由于环氧树脂的热膨胀系数与导线的热膨胀系数不相同,所以当变压器运行后由于发热极易导致环氧浇注层的开裂,并形成小的空气隙,以致引发局部放电,这将严重威胁变压器的运行可靠性,加之由于局部放电所引起的电腐蚀还将大大缩短变压器的使用寿命。因此如何防止开裂一直是早年困扰着这类干变的一项重要课题。
  
  人们发现铜材热膨胀系数为6×10-6/℃,铝材热膨胀系数为24×10-6/℃,而以石英粉为填料的环氧树脂层的热膨胀系数则为40×10-6/℃。由于铝的热膨胀系数与树脂层较为接近,所以后期的厚绝缘干变一般都采用铝线圈,以减少热应力。但是,运行实践证明,即使采用这样的措施,也并不能完全防止开裂的产生。因而随着技术的进步,厚绝缘就逐步为薄绝缘所代替。
  
  薄绝缘:为了解决上述树脂层的开裂问题,国外的一些厂家先后推出了F级薄绝缘层的环氧树脂浇注式干变。目前我国的产品也基本上都是薄绝缘结构,其结构特点为:高、低压线圈导体都被玻璃纤维增强的薄层树脂所包封,当树脂内不加填料时绝缘层的厚度为1.5~2mm。由于采用了玻璃纤维增强,因而大大加强了树脂包封层的机械强度,这种既韧又薄的树脂包封层富有弹性,可随线圈一起膨胀和收缩,因而不再担心会发生开裂。另外,由于包封绝缘层的厚度很薄,既达到了包封的效果,又减少了包封层的温差,因而对改善浇注线圈的热传导是非常有益的。另外,薄绝缘结构还可以在线圈内设置轴向气道,这样就可以增加线圈的散热面,从而给制造大容量干式变压器提供了有利的条件。
  
  薄绝缘树脂浇注变压器也可以做成是带填料的结构,一般用石英粉作填料,这时绝缘层的厚度将增加为3~5mm。加填料后大约可使变压器的制造成本降低10%~20%,并对改善树脂的导热性能有利,但是这必须在严格的工艺与先进的工装下来进行。否则,如果搅拌不均匀或者在浇注过程中发生石英粉沉积现象,就可能使树脂的各部分膨胀系数不相同,这样的线圈在温度变化时就可能发生开裂,并使变压器的抗短路强度也降低。为了增强这种结构的线圈的机械强度,一般在浇注线圈内埋设有增强玻璃纤维网格布板。


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