干式變壓器在中國(guó)的發(fā)展
摘要:目前世界已經(jīng)有的各種類型的干式變壓器基本上在我國(guó)市場(chǎng)上都已經(jīng)出現(xiàn),干式變壓器的用戶有了比較多的選擇余地,這是好事。本文就市場(chǎng)上各種類型的干式變壓器作些初步介紹,便于用戶合理選擇。本文還對(duì)今后干式變壓器還可以發(fā)展的品種作些建議,給生產(chǎn)廠家和用戶參考。
關(guān)鍵詞:干式變壓器
一、 前言
自從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,一個(gè)世紀(jì)前最早出現(xiàn)的變壓器就是干式變壓器。由于這種變壓器容量不能做大,電壓無(wú)法做高,技術(shù)上受到了極大的限制。變壓器油的出現(xiàn)給變壓器技術(shù)發(fā)展立下了不可磨滅的功績(jī)。這種廉價(jià)的、絕緣和導(dǎo)熱性能良好的油介質(zhì)使變壓器應(yīng)用范圍變得非常寬廣。與此同時(shí),變壓器也出現(xiàn)一些事故,燃燒、爆炸。嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。這一切把原因都?xì)w罪于會(huì)燃燒的變壓器油身上。特別是用電量迅猛增長(zhǎng)后配電中心越來(lái)越靠近人們活動(dòng)中心,此時(shí)安全是第一位的,而這種配電變壓器容量不用大,電壓不會(huì)高,采用干式變壓器是再好不過(guò)的。上個(gè)世紀(jì)五、六十年代在中國(guó)出現(xiàn)了B級(jí)絕緣的國(guó)外叫做《OVDT》的敞開(kāi)、通風(fēng)冷卻干式變壓器。這種干式變壓器由于絕緣材料價(jià)格高,性能差,制造工藝簡(jiǎn)單,使得變壓器可靠性低,故障率高。沒(méi)有得到大家的認(rèn)可。其實(shí)在當(dāng)時(shí),國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂和NOMEX®紙。這樣,在歐洲就開(kāi)發(fā)了環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器,而美國(guó)就開(kāi)發(fā)了用NOMEX®紙作絕緣的《OVDT》敞開(kāi)式、通風(fēng)冷卻干式變壓器。接著法國(guó)采用美國(guó)杜邦公司經(jīng)過(guò)UL認(rèn)證的NOMEX®絕緣規(guī)范開(kāi)發(fā)出SECURAMID®《VDT》包封、通風(fēng)冷卻干式變壓器(SECURAMID®是由美國(guó)杜邦公司在全球注冊(cè)的商標(biāo),云南變壓器廠把它譯音為"賽格邁"--筆者注)。
二、 干式變壓器的分類
干式變壓器分類有很多種方法,如按型號(hào)分,有SC(環(huán)氧樹(shù)脂澆注包封式)、SCR(非環(huán)氧樹(shù)脂澆注固體絕緣包封式)、SG(敞開(kāi)式)。也可按絕緣等級(jí)分,有B級(jí),F(xiàn)級(jí),H級(jí)和C級(jí),國(guó)外有些國(guó)家在H和C級(jí)之間還有一個(gè)N級(jí)。它們的溫度限制見(jiàn)表1。
我們?cè)谶@里按變壓器所選用的絕緣材料來(lái)分類,分類見(jiàn)表2
下面我們把這些變壓器分別作些簡(jiǎn)單的介紹。
1、 SF6氣體絕緣干式變壓器:
SF6變壓器在日本應(yīng)用比較廣泛,而在我國(guó)則很少。它與其他干式變壓器相比較最突出的優(yōu)越性在于應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,這種變壓器容量可以做到三相300MVA,電壓可以做到單相500kV(都是由日本制造),同樣它也可以制造10kV級(jí)配電變壓器(早在1988年我國(guó)的廣州高壓電器廠、北京二變、常州變壓器廠都開(kāi)發(fā)過(guò),其中北京二變?cè)?jīng)小批量生產(chǎn))。而且它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝與傳統(tǒng)的油浸變壓器有很多雷同之處。變壓器制造廠不用很多的設(shè)備投入就可以去研究開(kāi)發(fā)它了。當(dāng)然它的缺陷也是很明顯的,SF6氣體在金屬過(guò)熱時(shí)會(huì)被分解出一種SF4的極毒物質(zhì),加上制造工藝不好,產(chǎn)生泄漏后對(duì)大氣,對(duì)人們帶來(lái)的后果不堪設(shè)想。因此,很多國(guó)內(nèi)專家認(rèn)為在制造工藝達(dá)不到一定水平時(shí)不應(yīng)提倡在中國(guó)發(fā)展這種變壓器。
2、 環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注變壓器:
(1) 早在70年代上海和北京變壓器廠相繼開(kāi)發(fā)出厚絕緣帶石英粉填料的在真空狀態(tài)澆注的環(huán)氧樹(shù)脂包封干式變壓器,從此干式變壓器在我國(guó)正式成為批量供應(yīng)的新一代產(chǎn)品,盡管由于當(dāng)時(shí)它在材料上,制造工藝上存在一些問(wèn)題而被后來(lái)的純環(huán)氧樹(shù)脂的薄絕緣技術(shù)所替代,但它畢竟為干式變壓器開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)好的開(kāi)端,推動(dòng)了我國(guó)干式變壓器技術(shù)的發(fā)展。
?。?) 由于厚絕緣(6mm)難于解決開(kāi)裂問(wèn)題,正在人們對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器技術(shù)產(chǎn)生懷疑時(shí),順德變壓器廠成功地從德國(guó)引進(jìn)不帶石英填料的純環(huán)氧樹(shù)脂薄絕緣(1-3mm)技術(shù),它的出現(xiàn),使我國(guó)的干式變壓器的技術(shù)得到迅速發(fā)展。由于這種技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定(用進(jìn)口的澆注設(shè)備和進(jìn)口的樹(shù)脂),用戶比較滿意。加上當(dāng)時(shí)制造廠有較好的經(jīng)濟(jì)效益,大家紛紛上馬。開(kāi)始10多家,后來(lái)30家,70家,現(xiàn)在有100多家采用這種技術(shù)。目前已經(jīng)占干變市場(chǎng)的90-95%,生產(chǎn)能力每年已經(jīng)超過(guò)3000萬(wàn)kVA。供已經(jīng)大于求好多了。這種變壓器大家都已經(jīng)很熟悉,我們就不多說(shuō)了。
?。?) 在本世紀(jì)初上海GE公司采用美國(guó)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)出H級(jí)絕緣的帶填料的薄絕緣環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注干式變壓器,變壓器的內(nèi)部的部分絕緣材料采用NOMEX®絕緣紙。他成功的解決了變壓器內(nèi)部各種絕緣構(gòu)件之間的絕緣配合、工藝配方和澆注均勻等技術(shù)難題。它的出現(xiàn)把環(huán)氧樹(shù)脂包封的干式變壓器絕緣耐熱等級(jí)從B級(jí)、F級(jí) 提高到H級(jí),但是要提高到C級(jí),目前的技術(shù)是不可能的。
3、 環(huán)氧樹(shù)脂纏繞工藝干式變壓器:
?。?) 上海ABB公司制造的被稱為"雷神"技術(shù)的干式變壓器,也是一種有特色的產(chǎn)品。它不要貴昂的澆注設(shè)備和繁多的澆注模,產(chǎn)品的派生和生產(chǎn)十分方便。預(yù)浸的玻璃纖維緊密的包繞和高溫固化后,使變壓器的機(jī)械強(qiáng)度特別好。
?。?) 當(dāng)然它的難點(diǎn)在于局放,因此, 主縱絕緣的場(chǎng)強(qiáng)要按不產(chǎn)生局放進(jìn)行選擇, 這樣變壓器的體積可能會(huì)大一點(diǎn)。相對(duì)制造成本也不低。另外, 線圈的外觀沒(méi)有用模子澆注的產(chǎn)品那樣光滑。這種產(chǎn)品無(wú)論在中國(guó)或國(guó)外都不多見(jiàn)。
現(xiàn)在用環(huán)氧樹(shù)脂作主要絕緣的產(chǎn)品, 在中國(guó)已經(jīng)很普遍, 也被很多用戶所接受。但是,最近很多專家指出干式變壓器的最終降解處理,以及環(huán)保問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)引起大家的重視。
4、 采用NOMEX®紙絕緣規(guī)范類干式變壓器:
4.1我們了解了NOMEX®紙的性能,就可以清楚地知道這種變壓器的特點(diǎn)。
(1) NOMEX®絕緣紙是由一種芳香聚酰胺聚合物的纖維組成。
圖 一 NOMEX® 簡(jiǎn)化的分子結(jié)構(gòu)
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