干式变压器类型及特点简述

干式变压器类型及特点简述 2009年第3期《安徽电力科技信息》 式防雷器多为一个或几个功能模块的组合,由于 各个模块对雷击防护性能有一些区别,所以在选 择避雷器时应先了解其性能.其中抑制二极管及 限流电阻模块可精密控压,但泄流较小;压敏电阻 模块启动电压低,启动快,但同样泄流小,过载能 力低;气体放电管模块泄流大,但启动电压较高. R 电模块电阻模块限流电阻模块二极管模块 图1短路方式防雷器原理图 3结语 传统模式下,高压电力装置及电力通信系统 防雷保护的特征是"在电力系统中各种防雷器件, 不分优势兼容并用,实际使用以碳化硅避雷器为 主".其保护模式是系统中保护间隙或管型避雷 器,阀型避雷器并用,其技术水平是只注重雷电幅 值限压保护,存在防雷保护功能不完全,保护性能 不完善等缺点.随着科学技术的发展,只有使用先 进,科学,合理的防雷电器,才能将电力通信系统 的安全防雷工作做好,使系统设备在更安全可靠 的环境下更加经济有效地工作. 毛尖山水电站闻小三 干式变压器类型及特点简述 在国家GB1094.1—1996中对干式变压 器作了明确的定义:铁心和线圈不浸在绝缘液体 中的变压器称为干式变压器.它的绝缘介质,散热 介质是空气,广义上讲可以将干式变压器分为包 封式和敞开式两大类型.本文从所使用的绝缘材 料不同的角度,将目前国内变压器市场上以铜材 为导体材料的干式变压器分为以下几种类型: SCB型环氧树脂浇注干式变压器,SGB型敞开式 非包封干式变压器,SCR型缠绕式干式变压器, 非晶合金干式变压器和SF气体绝缘干式变压 器. 1SCB型环氧树脂浇注干式变压器 环氧树脂是泛指分子中含有2个或2个以上 环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的 相对分子质量都不高.环氧树脂的分子结构是以 分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基 团可以位于分子链的末端,中间或成环状结构.由 于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与 多种类型的固化剂发生交联反应而形成不熔的具 有三向网状结构的高聚物.环氧树脂具有?)形式 多样}?固化方便}?粘附力强;?收缩性低;?力 学性能;?电性能;?化学稳定性;?尺寸稳定性; ?耐霉菌等特点. 以环氧树脂为主要绝缘材料的环氧树脂浇注 39 2009年第3期《安徽电力科技信息》 干式变压器又可依据浇注后绕组外层所包树脂绝 缘层的厚度不同而分为厚绝缘和薄绝缘,绝缘等 级有F和H级.厚绝缘的树脂厚度一般为6mm, 8mm;薄绝缘的树脂厚度一般为1.5mm,2. 5mm.因为生产技术的进步,现阶段环氧树脂浇 注干式变压器以薄绝缘居多,厚绝缘已逐步淘汰. 该类型变压器高压绕组多采用分段圆筒式结构, 绕制完成后,进入真空浇注罐中用环氧树脂配以 石英粉为填料进行浇注.浇注前及过程中的配料 和浇注罐中的真空度和浇注流速等必须严格执行 生产工艺,否则会因为搅拌不均匀或在浇注 过程中发生石英粉沉积而影响产品质量. 环氧树脂浇注干式变压器高低压绕组主要特 点如下. (1)产品高压绕组采用分段箔式,配以杜邦绝 缘薄膜材料,使得层间电压低,可确保足够的电气 裕度. (2)高压绕组内外层采用玻璃纤维网,在增加 绕组整体机械强度的同时又增强了绕组韧性,也 有利于散热,进一步确保树脂层不开裂. (3)可以根据需要在绕组内设置轴向气道以 加强绕组的散热能力,使得产品的过负载能力进 一 步增强. (4)低压绕组采用整张铜箔绕制,层间用多层 DMD预浸纸作为绝缘层,绕制成型后,整体端 封,可以降低变压器辐向漏磁,减小了轴向机械 力,提高绕组的抗短路强度,降低产品的附加损 耗. (5)高真空下浇注,有效地控制了绕组的局部 放电量. 2SGB型敞开式非包封干式变压器 N0MEX芳香聚酰胺纤维纸是美国杜邦公 司上世纪5O年代开发研制的耐高温绝缘材料,耐 热指数为220?,属C级绝缘材料.NOMEX芳香 聚酰胺纤维纸是由2种人工合成聚酰胺聚合物组 成:1种是短纤维,它提供机械强度;1种是层析纤 维,它提供介电强度,起填充剂和胶粘作用.在造 纸过程中层析纤维在短纤维的空隙中粘合成薄 网,而不添加任何其它粘合剂和填料.因此 NOMEX纸具有以下优异的特性.?电气性能 好;?热稳定性;?化学兼容性;?机械强度及韧 性;?耐低温性;?耐潮湿性;?抗辐射性;?无毒 耐燃性. 4O 将NOMEX纸做为主要绝缘材料的敞开式 非包封干式变压器不仅继承了NOMEX纸的优 越性能,而且在高低压绕组结构等方面具有自己 独特的特点. (1)高压绕组以NOMEX纸包铜线为导体材 料采用连续式绕法,低压整体箔绕结构,线圈完成 后整体进行真空浸渍及固化处理并有高强度陶瓷 垫块支撑,因此具有很好的承受突发短路电流的 能力. (2)线圈的结构和真空浸渍处理工艺决定了 该类型变压器产生很小的局部放电量,在有效使 用寿命内,不发生龟裂现象,不会降低绝缘水平. (3)绝缘材料的特性也决定了该类型变压器 具有难燃,阻燃,无毒,自熄,防火等优越性,即使 在高温明火燃烧下,NOMEX材料在空气中也不 会助燃,该类型变压器不会产生大量的有毒烟雾 和有害的颗粒物. (4)变压器为H级(180?)绝缘.用NoMEx 纸作为主绝缘的敞开式干式变压器可以在额定负 载133的情况下连续运行(由于外的扩容等 情况). (5)由于N0MEX纸和高强度陶瓷垫块的耐 潮湿性,该类型干式变压器在极端潮湿的环境中 仍能满意的工作. (6)此变压器的有效使用寿命结束后,可方便 地对其进行拆卸分离,并将铜导线和铁心一起回 收,对环境不产生污染. 3SCR型缠绕式干式变压器 scR型缠绕式干式变压器是采用浸渍环氧 树脂的玻璃丝和导线均匀,致密绕制,经旋转固化 而成.因而具有玻璃钢的弹性和强度,浸渍树脂的 玻璃丝纤维与铜导线具有相近的热膨胀系数,使 得该类型变压器能在低温,高温和高低温交替的 情况正常运行,而不会出现绝缘开裂现象. SCR型缠绕式干式变压器的铁心,高低压线 圈及支撑件在结构上具有以下特点. (1)容量1O0kVA,400kVA铁心面为圆形, 容量5o0kVA,2500kVA铁心截面为矩形,矩形 截面具有可调性强,加工简单方便的特点. (2)高压绕组直接绕在低压绕组上,导线采用 双层复合漆包铜线;高压绕组采用层式结构,在冲 击电压作用下呈线性分布,因此具有良好的抗冲 击电压特性.高压绕组层间以及外层均用浸渍环 2009年第3期《安徽电力科技信息》 氧树脂的玻璃纤维丝缠绕,以及缠绕时加进的玻 璃纤维丝直接与交叉束绕的有机结合,所以经固 化处理后绕组整体十分坚固. (3)低压绕组由整张铜箔绕制,层间绝缘为半 固化绝缘材料,线圈外层用浸渍环氧树脂的玻璃 纤维丝缠绕.高低压绕组整体通过多层气道撑条 结合在一起,形成一个坚实的整体,可有效防止由 短路冲击力引起的轴向与径向位移. (4)绕组与铁心夹件之间的绝缘支座采用增 强树脂整体浇注,有利于变压器局放水平的稳定 性. 该产品具有以下整体特点. ?高低压线圈一体化的绕制方式,使产品具 有极高的抗短路能力和耐冷热冲击能力; ?杜绝潮气侵入,能够抵御侵蚀性环境的影 响; ?高压线圈不开裂,确保使用寿命; ?面光滑度高可以有效地防止积尘,免维 护; ?产品有效使用寿命结束后易回收,对周围 环境不产生污染. 4非晶合金干式变压器 非晶合金干式变压器从整体外观上看与SCB 型环氧浇注干式变压器基本上相似,不同点为铁 心材料不是硅钢片而选用非晶合金材料.高压绕 组用铜导线或铜箔绕制,低压绕组采用整张铜箔 绕制,然后在真空下用环氧树脂浇注而成. 非晶合金是一种厚度极薄,仅为0.03mm的 导磁材料.是直接从熔融的钢水采用超级冷却技 术,经过冷却滚筒,铸成带状薄片.具有优良的磁 性,高强的韧性.非晶合金材料具有以下主要特 点:?厚度极薄只有0.03mm;?单位铁损低,空 载损耗比普通硅钢片可下降7O,80;?各向 同性;?无污染,节能;?涡流损耗小.但是非晶合 金材料也有自身的不足点:可承受力度小,受力后 易改变性能,经过试验验证非晶合金铁心受外加 应力后,自身空载损耗会增加大约6o,噪声也随 之增大30%,4O,严重影响产品的使用性能. 由于非晶合金材料具有以上特点,所以该种 材料很适合做为变压器铁心材料,用以减少变压 器的空载损耗.在制作变压器铁心时,一般将铁心 设计成三相四框五柱结构,截面形状为开口式矩 形截面,这种设计的制定一是为方便套装高 低压绕组;同时也是将铁心套在高低压绕组上使 变压器高低压绕组承受主要的力量,而使非晶合 金铁心受力的程度减少到最程度.依据非晶合 金铁心矩形结构形状,并从绝缘的角度考虑,该种 变压器高低压绕组的形状在设计时也多为矩形, 但是矩形绕组在承受变压器短路时产生的轴向与 径向电动力方面远不如圆形绕组. 5SF气体绝缘干式变压器 纯净的SF气体是一种无毒,无色,无味,化 学性能极稳定的物质,具有优异的灭弧和绝缘性 能.目前,SF.气体广泛应用于电气设备中.但在 高温高压的密闭气室中还是有少量的水蒸汽,遇 设备正常动作而产生拉弧放电或异常局部放电时 SF会分解,其分解物(HF和S0.,SOF.,SOF, SO.F等)中有剧毒和强腐蚀性物质,这些物质会 腐蚀设备内部金属元件.SF的绝缘性能也随之 下降.再者,SF不慎泄漏后,可对人的身体产生 伤害和刺激.并且,SF及HF对地球的大气层也 有很强破坏作用. SF气体绝缘干式变压器就是在干式变压器 密闭的外壳中充以一定压力的SF气体绝缘介质 并使气体在气泵的作用下循环散热.要求本体和 散热器有较好的承压密封性能,并保持年漏气率 在一个较低的水平. SF.气体绝缘干式变压器在日本应用比较广 泛,而在我国则很少.在1988年我国广州高压电 器厂,北京第二变压器厂,常州变压器厂都开发 过,其中北京第二变压器厂曾经小批量生产;但是 因为在高温高压下的有毒分解物对设备的腐蚀以 及泄漏后对大气和人身的危害,加上对设备密闭 性能有极高要求,因此,许多国内专家认为在制造 工艺达不到一定水平时,不应提倡在我国发展这 种变压器. 江苏宝胜电气股份有限公司刘春明 41