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C级绝缘系统干式变压器的特点 - 电气论文
一、前言
1、在北美地区的供电系统中广泛使用220℃绝缘系统的干式变压器，在我国，近年来干式变压器技术经过不断的发展，不仅在敞开（VDT）型干式变压器上全部采用了180℃（H级）的绝缘系统，而以真空浇注技术为主的环氧树脂干式变压器中也大量出现了180℃（H级）的产品。5年前，H级产品在我国干式变压器市场中所占的比例还不到1%，而目前已接近20%，仍有上升趋势。
2、目前在我国H级绝缘干式变压器的制造技术已基本成熟。在此基础上发展高一级耐热绝缘等级的220℃（C级）绝缘系统的干式变压器，已成必然结果。
3、为了满足不同用户的需求和进一步提升我国干式变压器的耐热绝缘等级，杜邦公司把国外已经成熟的220℃（C级）绝缘系统的干式变压器制造技术引进到国内，委托具有丰富制造H级产品经验的昆明赛格迈电气有限责任公司来料加工。目前已经上市，深受用户喜爱。
二、220℃（C级）绝缘系统干式变压器的定义和基本要求：
1、按IEC 60076-11：2004标准的规定，不同耐热绝缘等级的变压器，其绕组温升限值如表一所示：
绝缘系统温度（℃）
额定电流下的绕组平均温升限值（K）
105（A）
60
120（E）
75
130（B）
80
155（F）
100
180（H）
125
200
135
220
150
以前习惯于称200℃绝缘系统为N级，220℃绝缘系统为C级。很快在我国的干式变压器新标准中将引入IEC 60076-11：2004标准的这种描述。
在220℃绝缘系统中，在变压器额定运行时绕组温升为150K，热点温度为210℃。因此我们在变压器的绝缘系统设计中必须要满足这一基本要求，它包括绝缘材料的选用、绕组结构形式的确定、部件之间尺寸的配合以及合理的工艺措施等。其中尤其不能忽略的是一些绝缘辅助材料也必须满足这个绝缘系统的要求。
2、在满足220℃绝缘系统温度要求的同时还要满足经美国保险实验室（UL）认可的采用NOMEX® 芳香聚酰胺纸高压干式变压器绝缘规范HV-2的要求。这是一个工作电压在34.5千伏及以下、雷电冲击水平在150千伏及以下，敞开通风变压器的电气规范。
3、铁心与低压绕组之间、低压绕组的层间、高压绕组的匝间、以及端部和风道等部分的绝缘均采用NOMEX®纸。由于NOMEX®纸有很低的介电常数（1.5-2.5），接近周围空气的介电常数（≈1），在同样的耐受电压强度的情况下，这些部位可以有较小的尺寸。
三、设计思路：
1、过去在雷力通® H级绝缘干式变压器中大量采用了可以应用在220℃系统的NOMEX®绝缘材料，也就是没有把NOMEX®优良的耐热性能充分发挥出来。在能源、材料资源日益匮乏的情况下，硅钢片和铜材价格不断上升。给变压器制造厂家和用户造成很大的压力。220℃绝缘系统的设计思路就是把NOMEX®优良的耐热性能充分发挥出来的基础上，缩小变压器的体积，减少硅钢片和铜材的用量，也相应降低了变压器空载损耗和运行成本。
2、干式配电变压器的安全性、可靠性和环保性与人们的生活是息息相关的。我们在H级技术的基础上对变压器的绕组结构、材料选择和制造工艺上进行了很多改进。如在浸渍漆和浸渍设备的选用以及对工艺规程进一步完善等方面做了很多的研究，使雷力通® 220℃绝缘系统的干式变压器更安全、更可靠和更环保。
3、为了满足不同用户的需求，雷力通® 220℃绝缘系统的干式变压器有两个系列：①. 至尚型的损耗值与现行H级非包封10型产品的国家标准一致。②. 至尊型的损耗值要优于现行H级非包封10型产品的国家标准。随着变压器技术的发展，不断降低损耗，节约能源和各种金属资源是我们永远的追求。
4、在H级产品的基础上尽量少增加或不增加制造成本，来推广雷力通® 220℃绝缘系统的干式变压器技术的发展。
四、雷力通® 220℃绝缘系统的干式变压器制造特点：
1、除了在结构设计和材料选用方面要精益求精外，变压器的制造工艺也是非常重要的。绕组的绕制、变压器器身的装配与普通油浸式变压器有很多相同的地方，这就不会增加变压器制造厂家的投入。但在绕组的绝缘干燥处理方面却有其独特之处。它采用了VPI真空压力浸渍工艺。
2、这套设备有两个罐，一个是储漆罐，用来储存浸渍漆。另一个是浸渍罐，绕组就在此罐中进行浸渍处理。有时可以采用多个浸渍罐。这样，在一套真空、压力系统下可以处理多个绕组，以提高处理能力，降低制造成本。另外，VPI设备还各有一套真空机组、压力机组和能够承受正压和负压的管道、阀门以及可以进行计算机编程的控制系统。
3、浸渍漆必须能满足220℃绝缘系统的要求，目前还需要从国外进口。
4、VPI的工艺流程有以下几过程：
（1）预热：将绕组放入烘房，加热去除水分，取出绕组，降低表面温度；
（2）真空：打开浸渍罐盖，放入绕组，盖紧罐盖后抽真空；
（3）浸渍：开启浸渍罐的释放阀，使储漆罐中的漆在真空的情况下慢慢进入浸渍罐至绕组顶部50毫米以上，关闭阀门；
（4）真空：再抽真空，排除绕组中的微小气泡；
（5）压力：释放真空，关闭真空阀，开启压力阀，加4-6巴的压力，把漆挤入到绕组的每一个缝隙；
（6）滴干：取出绕组，待绕组中的漆完全滴干为止；
（7）烘干：将绕组放入高温烘房，烘干绕组；
（8）冷却：取出绕组，冷却绕组至室温，过程结束。
（9）可以多次重复以上过程，使绕组表面形成一层坚固的漆膜。
绕组经过以上的绝缘处理，不仅增加了绕组的机械强度，也大大提高了绕组的防潮和抗污秽能力。
五、结束语：
雷力通® 220℃绝缘系统干式变压器的上市，填补了国内干式变压器产品领域的空白。也表明了雷力通® H级绝缘干式变压器制造技术得到了进一步完善和提升。在我国，几乎有了世界上目前所有干式变压器的品种，这无疑在推动干式变压器技术发展的同时也给用户多了一种选择。产品性能的提高、制造和使用成本的降低始终是社会进步的动力和结果。
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