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淺析變壓器-環氧澆注式與浸漬式優缺點及市場前景
發布時間:2015-11-15 09:01 來源:華電國威

變壓器發明于1886 年,當時的變壓器就是干式的。自19 世紀未,隨著絕緣能力強、散熱能力好的油浸式變壓器的出現,暫時取代了干變。二戰后,隨著世界經濟的恢復與重建以及城市的發展,要求生產防火、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,其絕緣等級為E 級或是B 級,這種干變不僅價格昂貴,而且防潮性能差、維護工作量大,加之運行可靠性不高,因而當時干變的應用并不普遍。

變壓器

自1964 年,德國研制出第一臺環氧澆注式干變后,以其優越的技術性能、合理的價格、尤其是維護量小等優點,受到了用戶的歡迎,并在世界各地廣泛的運用。與此同時,傳統的浸漬式干變,也由于NOMEX 紙等新型絕緣材料的應用以及真空壓力浸漆(VPI)工藝的采用而有了新的發展,目前在以美國為代表的一些地區,也繼續有所采用。

總起來說,世界上目前的干變主要是環氧澆注式(包括帶填料與不帶填料的,注型式與繞包式等),其絕緣耐溫等級為B、F、H 級,以F 級應用最多。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),其絕緣耐溫等級一般為H 級。

北極星輸配電網為您帶來兩款環保型材料電力變壓器:樹脂澆注干式變壓器(CRT)、真空壓力浸漬變壓器(VPI)的優缺點對比。

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密封的容器內,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。這是因為其初級和次級繞組用環氧樹脂封裝。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現完全保護,使得變壓器可以在高度潮濕的區域中工作而不中斷。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。

絕緣等級為F(90°CTemp。Rise)。

這種類型的變壓器有一些特點的優點。

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.因為它與不可燃的繞組絕緣,它提供零危險的火災危險。因此適用于室內安裝。

4.可在室外安裝在IP45機箱中。

5.非吸濕性。

真空壓力變壓器(VPI)

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

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

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

這種類型的變壓器有幾個優點。

1.機械強度高。

2.無空隙絕緣

3.無溫度波動

4.維護方便。

5.不易發生火災危險。

干式變壓器的主要優點如下。

1.保護人和財產的安全。

2.維護和無污染解決方案。

3.安裝方便。

4.側間隙較小。

5.環保。

6.優秀的支持過載能力。

7.降低民用安裝工程和消防系統的成本。

8.在地震事件的情況下表現出色。

9.無火災危險。

10.出色的耐短路電流。

11.長時間持續由于低的熱和介電加熱。

12.適合潮濕和污染區域。

干式變壓器的缺點

但干式變壓器有一些缺點。干式變壓器持久耐用,繞組故障幾率較小。但一旦失敗,整個設置就改變,即用肢體完成高電壓和低電壓繞組的改變。對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。

設計干式變壓器的重要因素

干式變壓器的重要設計參數如下。

絕緣類型選擇

通常F和H類絕緣絕緣用于絕緣初級和次級繞組。這是因為這些類具有高溫耐受性,即對于F為155℃,對于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,機械強度;介電強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。雖然銅是更好的導體,但鋁導體繞線變壓器具有低成本和重量。對于相同的電流額定值,具有較小橫截面的銅導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械強度。

絕緣水平

在變壓器設計中,絕緣水平調整是一個重要因素。通常根據基本脈沖電平和系統過電壓選擇絕緣水平。強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備的使用。在電壓和電流波形中存在幾個諧波。穩定的變壓器的設計使得變壓器的壽命延長,從而影響k-因子。

重載

過載條件對變壓器長時間使用有害。當變壓器必須滿足其連接的負載需求時,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扇-冷卻系統。

損失

無負載損耗意味著與負載條件無關的鐵損和渦流。但是在負載條件下,發生包括鐵損的銅損耗,以增加電壓調節的值,即不良的電壓調節。漏電抗和繞組電阻必須在適中值內,以最小化這種損耗和更好的電壓調節,從而更高的效率。

市場前景展望

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

應當認為,我國在短短幾年內能夠順利實現城網改造無油化目標,環氧澆注式干變功不可沒。迄今,我國的環氧澆注式干變無論是工廠規模、產量或是技術水平都已達到世界先進水平,2002 年其總產量約為20000MVA

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