淺析變壓器-環(huán)氧澆注式與浸漬式優(yōu)缺點(diǎn)及市場(chǎng)前景

發(fā)布日期：2016-11-15 00:00 來源：http://skjsoft.cn 點(diǎn)擊：

變壓器發(fā)明于1886 年，當(dāng)時(shí)的變壓器就是干式的。自19 世紀(jì)未，隨著絕緣能力強(qiáng)、散熱能力好的油浸式變壓器的出現(xiàn)，暫時(shí)取代了干變。二戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)與重建以及城市的發(fā)展，要求生產(chǎn)防火、防爆的變壓器，從而干變又重新受到重視。

早期的干變都是空氣自冷的浸漬式，其絕緣等級(jí)為E 級(jí)或是B 級(jí)，這種干變不僅價(jià)格昂貴，而且防潮性能差、維護(hù)工作量大，加之運(yùn)行可靠性不高，因而當(dāng)時(shí)干變的應(yīng)用并不普遍。

自1964 年，德國(guó)研制出第一臺(tái)環(huán)氧澆注式干變后，以其優(yōu)越的技術(shù)性能、合理的價(jià)格、尤其是維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，高壓試驗(yàn)變壓器受到了用戶的歡迎，并在世界各地廣泛的運(yùn)用。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的浸漬式干變，也由于NOMEX 紙等新型絕緣材料的應(yīng)用以及真空壓力浸漆(VPI)工藝的采用而有了新的發(fā)展，目前在以美國(guó)為代表的一些地區(qū)，也繼續(xù)有所采用。

總起來說，世界上目前的干變主要是環(huán)氧澆注式(包括帶填料與不帶填料的，注型式與繞包式等)，其絕緣耐溫等級(jí)為B、F、H 級(jí)，以F 級(jí)應(yīng)用多。另一類型則是浸漬式(包括繞組絕緣材料用NOMEX 紙以及不用NOMEX 紙的等類型)，其絕緣耐溫等級(jí)一般為H 級(jí)。

什么是干式變壓器？

干式變壓器不使用任何絕緣液體，其核心是將繞組。與核心的繞組保持在一個(gè)密封的容器內(nèi)，用空氣加壓。

干式變壓器有兩種類型。即樹脂澆注干式變壓器（CRT）、真空壓力浸漬變壓器（VPI）。

樹脂澆注干式變壓器（CRT）

樹脂澆注干式變壓器（CRT）用于高潮濕的地區(qū)。這是因?yàn)槠涑跫?jí)和次級(jí)繞組用環(huán)氧樹脂封裝。這種封裝有助于防止水分滲透以影響繞組材料。通過這種鑄塑樹脂封裝實(shí)現(xiàn)完全保護(hù)，使得變壓器可以在高度潮濕的區(qū)域中工作而不中斷。因此，該變壓器是非吸濕的。

這種類型的變壓器的額定值為25KVA至12,500KVA。

絕緣等級(jí)為F（90°CTemp。Rise）。

這種類型的變壓器有一些特點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。

1.更好的過載能力。

2.低局部放電伴隨低損耗。因此效率非常好。

3.因?yàn)樗c不可燃的繞組絕緣，它提供零危險(xiǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)。因此適用于室內(nèi)安裝。

4.可在室外安裝在IP45機(jī)箱中。

5.非吸濕性。

真空壓力變壓器（VPI）

這種類型的變壓器由小可燃材料制成，作為繞組的絕緣。該變壓器的繞組以連續(xù)層中的箔或帶制成。

繞組的絕緣是用H聚酯樹脂制成的無空隙浸漬。具有芯的初級(jí)和次級(jí)繞組安全地放置在真空保護(hù)箱內(nèi)。濕氣侵入防護(hù)性能高，不會(huì)受潮濕影響。

這種類型的變壓器的絕緣等級(jí)為F（155oC）和H（180oC），可從5KVA到30MVA。它的防護(hù)等級(jí)達(dá)IP56。

這種類型的變壓器有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1.機(jī)械強(qiáng)度高。

2.無空隙絕緣

3.無溫度波動(dòng)

4.維護(hù)方便。

5.不易發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)。

干式變壓器的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

1.保護(hù)人和財(cái)產(chǎn)的安全。

2.維護(hù)和無污染解決方案。

3.安裝方便。

4.側(cè)間隙較小。

5.環(huán)保。

6.優(yōu)秀的支持過載能力。

7.降低民用安裝工程和消防系統(tǒng)的成本。

8.在地震事件的情況下表現(xiàn)出色。

9.無火災(zāi)危險(xiǎn)。

10.出色的耐短路電流。

11.長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)由于低的熱和介電加熱。

12.適合潮濕和污染區(qū)域。

干式變壓器的缺點(diǎn)

但干式變壓器有一些缺點(diǎn)。干式變壓器持久耐用，繞組故障幾率較小。但一旦失敗，整個(gè)設(shè)置就改變，即用肢體完成高電壓和低電壓繞組的改變。對(duì)于相同的功率和電壓額定值，干式變壓器比油冷變壓器昂貴。

設(shè)計(jì)干式變壓器的重要因素

干式變壓器的重要設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

絕緣類型選擇

通常F和H類絕緣絕緣用于絕緣初級(jí)和次級(jí)繞組。這是因?yàn)檫@些類具有高溫耐受性，即對(duì)于F為155℃，對(duì)于H類絕緣為180℃。通常使用漆和聚酯樹脂作為繞組的絕緣。除了耐溫能力，機(jī)械強(qiáng)度;介電強(qiáng)度和耐熱沖擊性是通過為繞組選擇的絕緣必須滿足的基本能力。

卷繞材料的選擇

通常使用銅和鋁來制造繞組或線圈。雖然銅是更好的導(dǎo)體，但鋁導(dǎo)體繞線變壓器具有低成本和重量。對(duì)于相同的電流額定值，具有較小橫截面的銅導(dǎo)體被用作變壓器中的繞組材料。銅線圈比鋁線圈提供更多的機(jī)械強(qiáng)度。

絕緣水平

在變壓器設(shè)計(jì)中，絕緣水平調(diào)整是一個(gè)重要因素。通常根據(jù)基本脈沖電平和系統(tǒng)過電壓選擇絕緣水平。強(qiáng)絕緣水平增加了變壓器的壽命。

K因子

它是耐受由變壓器繞組中的非正弦電流產(chǎn)生的熱的能力。在電壓和電流波形中不能獲得純正弦波。這是由于今天各種電子設(shè)備的使用。在電壓和電流波形中存在幾個(gè)諧波。穩(wěn)定的變壓器的設(shè)計(jì)使得變壓器的壽命延長(zhǎng)，從而影響k-因子。

重載

過載條件對(duì)變壓器長(zhǎng)時(shí)間使用有害。當(dāng)變壓器必須滿足其連接的負(fù)載需求時(shí)，過載是過熱的原因。因此，大量的電流使繞組中的銅損耗，并且造成變壓器損壞。為了冷卻繞組，在干式變壓器中提供風(fēng)扇-冷卻系統(tǒng)。

損失

無負(fù)載損耗意味著與負(fù)載條件無關(guān)的鐵損和渦流。但是在負(fù)載條件下，發(fā)生包括鐵損的銅損耗，以增加電壓調(diào)節(jié)的值，即不良的電壓調(diào)節(jié)。漏電抗和繞組電阻必須在適中值內(nèi)，以小化這種損耗和更好的電壓調(diào)節(jié)，從而更高的效率。

市場(chǎng)前景展望

目前就世界范圍來看，環(huán)氧澆注干變主要應(yīng)用于歐洲以及亞洲的中國(guó)、日本、韓國(guó)以及東南亞等廣大地區(qū)，而浸漬式干變則主要是美國(guó)應(yīng)用較多，這與NOMEX 紙的產(chǎn)地是美國(guó)等特殊國(guó)情有關(guān)，總的來說，就全世界而言，環(huán)氧樹脂式的市場(chǎng)占有率要顯著高于浸漬式干變。在我國(guó)，干變的廣泛采用與快速發(fā)展始于90 年代初。這一方面是由于城網(wǎng)改造需要大量國(guó)產(chǎn)的無油化的防火、防爆的干變。另外，也與當(dāng)時(shí)引進(jìn)歐洲先進(jìn)的薄絕緣環(huán)氧澆注干變技術(shù)，從而克服了傳統(tǒng)浸漬式干變的許多缺點(diǎn)，大大提升了干變的技術(shù)性能，并使干變的成本不斷降低，生產(chǎn)效率大大提高等有關(guān)。在整個(gè)90 年代，干變產(chǎn)量始終維持著每年20%以上的高增長(zhǎng)率，這在世界上所絕無僅有的。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，我國(guó)在短短幾年內(nèi)能夠順利實(shí)現(xiàn)城網(wǎng)改造無油化目標(biāo)，環(huán)氧澆注式干變功不可沒。迄今，我國(guó)的環(huán)氧澆注式干變無論是工廠規(guī)模、產(chǎn)量或是技術(shù)水平都已達(dá)到世界先進(jìn)水平，2002 年其總產(chǎn)量約為20000MVA

相關(guān)標(biāo)簽：高壓試驗(yàn)變壓器

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