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干式变压器的分类

服务热线:800 828 8029 技术热线:013328089777(陆先生) 销售热线:013057026999(陈先生)

 

干式变压器的分类:

  干式变压器分类有很多种方法,如按型号分,有SC(环氧树脂浇注包封式)、SCR(非环氧树脂浇注固体绝缘包封式)、SG(敞开式)。也可按绝缘等级分,有B级,F级,H级和C级,国外有些国家在HC级之间还有一个N级。它们的温度限制见表1

          1 各绝缘耐热等级的温度限制值 绝缘的温度等级 A E B F H N C 最高允许温度( 105 120 130 155 180 200 220 绕组温升限值(K 60 75 80 100 125 135 150 性能参考温度( 80 95 100 120 145 155 170
  我们在这里按变压器所选用的绝缘材料来分类,分类见表2

          2 干式变压器分类
分类 SF6气体环氧树脂 NOMEX® 其他类 真空浇注工艺缠绕工艺敞开式
OVDT
浸渍工艺包封式
VDT
涂层工艺 厚绝缘
有填料薄绝缘 无填料有填料

  下面我们把这些变压器分别作些简单的介绍。

1
SF6气体绝缘干式变压器

  SF6变压器在日本应用比较广泛,而在我国则很少。它与其他干式变压器相比较最突出的优越性在于应用领域很广泛,这种变压器容量可以做到三相300MVA,电压可以做到单相500kV(都是由日本制造),同样它也可以制造10kV级配电变压器(早在1988年我国的广州高压电器厂、北京二变、常州变压器厂都开发过,其中北京二变曾经小批量生产)。而且它的结构设计和制造工艺与传统的油浸变压器有很多雷同之处。变压器制造厂不用很多的设备投入就可以去研究开发它了。当然它的缺陷也是很明显的,SF6气体在金属过热时会被分解出一种SF4的极毒物质,加上制造工艺不好,产生泄漏后对大气,对人们带来的后果不堪设想。因此,很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中国发展这种变压器。

2
环氧树脂真空浇注变压器:

  (1 早在70年代上海和北京变压器厂相继开发出厚绝缘带石英粉填料的在真空状态浇注的环氧树脂包封干式变压器,从此干式变压器在我国正式成为批量供应的新一代产品,尽管由于当时它在材料上,制造工艺上存在一些问题而被后来的纯环氧树脂的薄绝缘技术所替代,但它毕竟为干式变压器开创了一个好的开端,推动了我国干式变压器技术的发展。
  (2 由于厚绝缘(6mm)难于解决开裂问题,正在人们对环氧树脂干式变压器技术产生怀疑时,顺德变压器厂成功地从德国引进不带石英填料的纯环氧树脂薄绝缘(1-3mm)技术,它的出现,使我国的干式变压器的技术得到迅速发展。由于这种技术的产品质量比较稳定(用进口的浇注设备和进口的树脂),用户比较满意。加上当时制造厂有较好的经济效益,大家纷纷上马。开始10多家,后来30家,70家,现在有100多家采用这种技术。目前已经占干变市场的90-95%,生产能力每年已经超过3000kVA。供已经大于求好多了。这种变压器大家都已经很熟悉,我们就不多说了。
  (3 在本世纪初上海GE公司采用美国技术研究开发出H级绝缘的带填料的薄绝缘环氧树脂真空浇注干式变压器,变压器的内部的部分绝缘材料采用NOMEX®绝缘纸。他成功的解决了变压器内部各种绝缘构件之间的绝缘配合、工艺配方和浇注均匀等技术难题。它的出现把环氧树脂包封的干式变压器绝缘耐热等级从B级、F 提高到H级,但是要提高到C级,目前的技术是不可能的。

3
环氧树脂缠绕工艺干式变压器

  (1 上海ABB公司制造的被称为"雷神"技术的干式变压器,也是一种有特色的产品。它不要贵昂的浇注设备和繁多的浇注模,产品的派生和生产十分方便。预浸的玻璃纤维紧密的包绕和高温固化后,使变压器的机械强度特别好。

  (2 当然它的难点在于局放,因此, 主纵绝缘的场强要按不产生局放进行选择, 这样变压器的体积可能会大一点。相对制造成本也不低。另外, 线圈的外观没有用模子浇注的产品那样光滑。这种产品无论在中国或国外都不多见。
现在用环氧树脂作主要绝缘的产品, 在中国已经很普遍, 也被很多用户所接受。但是,最近很多专家指出干式变压器的最终降解处理,以及环保问题,应当引起大家的重视。

4
采用NOMEX®纸绝缘规范类干式变压器

4
1我们了解了NOMEX®纸的性能,就可以清楚地知道这种变压器的特点。

  (1 NOMEX®绝缘纸是由一种芳香聚酰胺聚合物的纤维组成。


         图 NOMEX® 简化的分子结构



  这种纤维织成布就是一种耐酸、耐碱、防火的消防服或宇航服。我们从它的分子结构中可以看到,它没有弱的C-H键,即使在外部高温作用下也破坏不了它的分子结构,只能使分子之间的键断裂,因此它的化学性能特别稳定。它不会受到昆虫、真菌和霉菌的侵害。并且与油、浸渍漆、氟碳化合物等有很好的相容性。

  (2 NOMEX®绝缘纸的电气性能非常突出,可以归纳为下面几点:

  l 250的高温下仍具有很高的表面电阻率(1013 Ω/cm²)和体积电阻率(1011 Ω/cm³);
  l 在很宽的频率范围内,在200及以下温度时,介质损耗始终在0.01
  l 它的相对介电常数只有1.5-2.5,比很多常用的绝缘材料都低;
  l 它的工频击穿电压达35kV/mm,并且沿面放电起始电压很高。

  (3 NOMEX®绝缘纸有良好的机械性能:

  经过高温高压处理过的NOMEX®绝缘纸的延伸率几乎稳定不变,它有很高的抗撕裂强度,有很好的耐磨性和韧性。,它不但有良好的高温机械性能,而且还有良好的低温机械性能。

  (4 NOMEX®绝缘纸的耐温等级最高,为C级,长期可稳定的在220温度下安全工作。在350时可以承受短时运行,在250时不会软化、熔融和助燃。即使在750时不会释放出有毒或腐蚀性的气体,在很低的温度下也不会脆化。因此它在很广的的温度范围内保持性能稳定。在美国它被广泛的用在C级绝缘的产品上。

  (5 它有优良的防潮性能:

   在相对湿度为95%的状态下,致密的NOMEX®绝缘纸仍可保持90%的完全干燥时的介电强度。水份很难渗透经高温高压处理的表面。

  6 NOMEX®绝缘纸最突出的性能就是它的阻燃性特别好,经试验证明,它在250时的限氧指数LOI仍然大于20.8%,因此它不会助燃,能阻燃。

  限氧指数(LOI)(%

三种不同的绝缘材料限氧指数与温度的关系


  (7 NOMEX®绝缘纸的安全性好。杜邦是世界上历史悠久(到今年,已经有200年的历史)的化工公司,他有强烈的安全和环保意识。他的产品--NOMEX®绝缘纸也就是这样一种产品,它在被燃烧时都不会释放出有害物质,关于这一点,从云南变压器厂生产的干式变压器在意大利CESI独立实验室的F1耐火能力试验中可以得到验证。

  (8 NOMEX®绝缘纸的老化试验中可以看到,在250的高温10万小时作用下,它的介电强度、抗拉强度以及及延伸率仍然保持了很好的状态,得到美国UL的认证。

  42杜邦®ReliatraN®技术《OVDT》敞开式干式变压器

  由江苏扬中中电设备制造公司采用美国杜邦公司的ReliatraN®技术变压器规范,开发出《OVDT》敞开式干式变压器,在2000年通过了SG1010kV30-2500kVA的两部鉴定,正式推向市场。并成为杜邦®ReliatraN®技术变压器的

    特许制造厂。
这种变压器的低压为箔式或多根并绕的螺旋式线圈,高压为饼式线圈。匝间、层间、饼间垫块以及撑条都采用高密度的NOMEX®纸。线圈经过多次真空、压力(VPI)浸渍处理。工艺方法又可以分为两种。一种是仅仅处理线圈,浸渍罐尺寸可以小一点,变压器的外观比较整洁。另一种方法是待变压器装配好,试验合格后,整个变压器进行浸渍,此时变压器全部被浸渍漆所包封,包封的效果更佳。在这里我们介绍前一种方法。这个工艺过程大致是这样的:

  l 预热:先把线圈整理好,试验合格,然后把它放入烘房,经过一定的温度和时间的烘焙,把线圈取出,表面温度降到100
  l 真空:将线圈放入VPI浸渍罐,抽真空到 < 5mm汞柱,维持一段时间;
  l 浸渍:开启VPI浸渍罐的释放阀,放入浸渍漆;至线圈顶部50mm以上;
  l 真空:再抽真空,维持一段时间;
  l 加压:解除真空后,加6个巴压力,维持较长一段时间;
  l 滴干:解除压力后,把线圈取出,把漆尽量滴干;
  l 烘干:把线圈放入烘房,烘干;
  l 冷却:把线圈取出,冷却待装。

  这类变压器外表看来和以前B级绝缘敞开式干式变压器没有多少区别,其实是两种完全不同的产品。它的绝缘材料用的是高性能的NOMEX®绝缘纸,而B级绝缘的绝缘材料采用的是玻璃纤维和环氧类,现在的制造工艺是真空压力浸渍,而B级绝缘是常温常压下浸渍。另外,VPI浸渍用绝缘漆是不燃的树脂。通过真空,特别是6个巴的高压,把H级或C