干式變壓器的研究與發展

1概述 由于干式變壓器具有結構簡單、維護方便、防火、阻燃、防塵等特點，近10年來，在國內得到迅猛發展。我國干式變壓器制造技術已經成熟，技術水平與產品質量與國外相當，已形成批量生產能力。 2干式變壓器的種類和特點 干式變壓器種類很多，主要有浸漬絕緣干式變壓器和環氧樹脂絕緣干式變壓器兩類。 2.1浸漬絕緣干式變壓器 這是干式變壓器中應用最早的一種，繞組的結構與油浸式類似，早期就是用玻璃絲包線繞制成的繞組浸普通的絕緣漆。這類變壓器繞組制造工裝設備簡單、成本低，但相對其它形式干式變壓器，它承受短路能力較差。另外，繞組的防潮和防塵性能差，變壓器停用再投入使用時，可能因為周圍的環境因素產生吸潮甚至凝露，使其絕緣水平大大降低，使用前必須進行清理和干燥處理。 20世紀90年代末，國內出現了生產H級絕緣的敞開通風干式變壓器(OVDT)，其低壓一般為箔式繞組，高壓為層式結構，繞組卷制后不用模子澆注，不用澆注設備，只用普通繞線機繞制即可。繞組采用真空壓力浸漆，經過這樣處理的繞組具有較強承受短路的能力和耐高溫性能。該種變壓器通風散熱較好，有一定的過載裕度，過載能力強，再加上NOMEX紙在防火、防潮、環保安全方面所具有諸多優點，大大提高了它的技術性能。 2.2環氧樹脂絕緣干式變壓器 環氧樹脂是一種早就廣泛應用的化工原料，它不僅是一種難燃、阻燃的材料，而且具有優越的電氣性能，已逐漸為電工制造業所采用。 2.2.1樹脂澆注 樹脂澆注式的工藝特點就是必須依靠模具并采用專用澆注設備，在真空狀態下使線圈澆注成型。它又分為有填料樹脂澆注和無填料樹脂澆注兩種類型。有填料樹脂澆注繞組，由于在樹脂中加入石英粉作為填料，可使樹脂機械強度增加，膨脹系數減小，導熱性能提高，從而可降低材料成本，且繞組外觀較好。有填料樹脂澆注又分為厚層有填料樹脂澆注和薄層有填料樹脂澆注兩種形式。 (1)厚層有填料樹脂澆注。早期的環氧澆注式干式變壓器，都是采用厚絕緣的澆注式線圈，其低壓繞組為鋁箔繞制的F級圓筒式繞組，繞組端部用樹脂澆注。高壓繞組采用分段圓筒式結構，在真空狀態下采用以石英粉為填料的環氧樹脂用模具進行澆注。絕緣耐熱等級為B級，樹脂層的厚度一般為6～8mm。當變壓器運行后由于發熱溫度變化差別大極易導致環氧澆注層的開裂，并形成小的空氣隙，以致引發局部放電，這將嚴重威脅變壓器的運行可靠性，加之由于局部放電所引起的電腐蝕還將大大縮短變壓器的使用壽命。隨著技術的進步，厚絕緣就逐步為薄絕緣所代替。 (2)薄層有填料樹脂澆注。這種變壓器低壓繞組采用銅線或銅箔繞制成圓筒式，高壓繞組采用銅導線繞制成分段圓筒式。高低壓繞組分別裝入模具，在真空狀態下采用以超細石英粉為填料的環氧樹脂進行澆注，但是這必須在嚴格的工藝與先進的工裝下進行，否則，如果攪拌不均勻或者在澆注過程中將發生石英粉沉積現象。薄絕緣結構還可以在線圈內設置軸向氣道，這樣就可以增加線圈的散熱面，從而散熱能力好，給制造大容量干式變壓器提供了有利的條件。 2.2.2繞包絕緣 繞包絕緣干式變壓器又稱纏繞式樹脂全包封干式變壓器。繞組采用浸有樹脂的長玻璃纖維絲用直繞和斜繞的方法把繞組包封起來，繞組在烘箱中邊旋轉邊加溫烘干。由于不需要模具，因此生產的靈活性較好。這種結構的繞組防開裂、抗短路能力優于澆注變壓器。但是，由于無模成型使繞組外觀比不上澆注式。 3發展趨勢 干式變壓器與油浸式變壓器相比，絕緣運行條件有所改善，但油浸式變壓器的顯著性能和低成本是干式變壓器難以取代的。在戶外及防火要求一般的場所，今后較長一段時間內，將仍以油浸變壓器為主。 在新的世紀里，隨著國家對防火安全性，變壓器運行壽命終結后廢棄物質的降解處理等環保要求的提高，以及未來國家具體的環保政策的走向等，使H級OVDT類干式變壓器在我國的發展前景看好。