高燃点绝缘油干式变压器的探讨

文摘：对高点火油干式变压器的特点和结构进行了分析和说明，并对高点火油干式变压器的经济效益进行了比较。关键词：高点火油干式变压器；结构；1概述目前，无论是发达家还是发展中家，干式配电变压器都存在安全和环保问题，已成为制约工业电力可持续发展的一个因素，受到全行业的密切关注。2003年，内外发生了大量停电事故，不仅影响了人们的正常生活，也影响了人们的生活质量。当人们关注电网时，可能没有意识到配电网中终端设备配电干式变压器的安全隐患和环境保护问题。城乡电网改造后，配电变压器的性能和运行质量有所提高，但仍存在很大隐患。大致有以下几个问题：1。根据目前农村电网的一般特点，负荷率大部分时间在30 ~ 40，但在高峰期往往会出现过载。与此同时，经济的快速发展和居民用电需求的增长速度超过了电网建设的速度。虽然配电变压器有报警和保护装置，但干式变压器即使报警或跳闸后也不能在短时间内更换，导致配电变压器过载和烧毁。3.配电变压器过载较大的隐患是有着火的可能，燃烧时会产生有害气体。对环境和人造成严重损害。随着两网改造和电网的不断发展，配电干式变压器的消耗量急剧增加，配电变压器使用寿命结束后的环保和回收将成为一个严重的问题。为了解决上述问题，可以使用高点火油干式变压器。先先，利用普通绝缘纸和高燃点油混合绝缘技术，对传统干式变压器进行改造。改造后的干式变压器容量显著增加，负荷下降时损耗较低，峰值负荷时可提供容量。其次，用nomex绝缘纸和高点火油生产高点火油干式变压器。高燃点绝缘油干式变压器可广泛应用于城市住宅区、酒店、商场、地铁、机场等要求高安全性、防火性、低噪声的重要场所，属于绿色环保干式变压器。2高燃点绝缘油干式变压器的特点1)耐燃防爆性高：高燃点绝缘油燃点高，达到310；普通油165。同时，它还具有阻燃、燃烧能力低的特点。而杜邦Nomex绝缘纸的耐热等级为C(即220)，燃点在氧极限指数以下。高燃点绝缘油干式变压器适用于防火防爆要求高的场合。在这些场合下，干式变压器不仅具有阻燃性的特点，而且可以进行日常检修和维护。因此，它具有环境安全性和长期可持续运行。高点火油干式变压器的应用可以大大降低干式变压器的事故率，同时提高事故干式变压器的重复利用率；2)高绝缘：高燃点绝缘油绝缘性能高，电气绝缘性能高，可用于高电压等级，减少相应的绝缘距离。绝缘油的绝缘强度在所有规格上都超过常规干式变压器油。使用高燃点绝缘油的干式变压器和使用常规油的干式变压器在制造时采用相同的绝缘标准。这种绝缘油的绝缘强度在电气设备的使用温度范围内几乎没有变化；同时，其冲击击穿电压也很优异。绝缘油的典型值大于300千伏，而常规干式变压器油的较低规格为145千伏，因此它具有很高的绝缘可靠性和承受三相突然短路电流的能力 #p#分页标题#e#

长期使用可以避免换油和维护，克服现有普通换油的缺点，节约运行成本。4)噪音低：由于油的粘度高，为8.610-6m2/s(100度)，能在一定程度上抑制干式变压器的噪音，比普通油浸式变压器低2-3db。5)运行成本低：考虑到干式变压器的整个生命周期，高燃点绝缘油干式变压器的低功率损耗意味着比干式变压器有很大的节约。运营成本低。主要表现在重量轻、体积小、油耗少、可燃性低、安全性高、容量提高、损耗降低。它可以减少体积和重量，增加过载能力，提高可靠性，对环境几乎没有影响，比普通系统更安全。一旦从绝缘系统中去除低温材料，线圈的温度上限一般可达115至125。干式变压器重量和体积明显减少30 ~ 50%，干式变压器油耗降低，每千瓦干式变压器重量降低。在销售价格上，高燃点的油干式变压器仅为干式变压器价格的0.6倍，从而达到节约成本的目的。6)高过载运行能力：与干式变压器相比，高燃点绝缘油干式变压器具有更好的雷电脉冲和开关浪涌耐受能力以及系统的长期过载运行耐受能力。高燃点油在抗冲击性和耐压方面优于普通干式变压器油，其绝缘强度高于普通干式变压器油，因此无需增加绝缘厚度。7)绿色环保：高燃点油，完全可生物降解，无毒。土壤中生长的微生物将其分解为食物链的一部分，因此高燃点绝缘油不会在环境中长时间积累。它是从石油中提取的，其成分是100%的碳氢化合物，完全可生物降解，无毒，对人体和环境无害，可回收利用。油本身的工作温度远低于其耐温等级，可以处理回收。处理后的垃圾可以被土壤中的微生物分解，没有毒性，因此不会在环境中长期积累而造成污染。Nomex使用寿命结束后可分解回收，绝缘性能和机械强度远优于普通电缆纸。3高点火油干式变压器的结构特点1)三柱干式变压器的组成与常规10kv干式变压器相同。芯体采用三相结构，芯块采用全斜三级接头叠加工艺。设计车身时，主要考虑机械强度和抵抗突然短路的能力。为此，芯夹采用槽钢整体焊接加强板的结构，克服了过去用槽钢夹芯时槽钢的应力变形和无法夹住芯板的问题，提高了夹具的抗弯强度，防止了夹具的变形，使芯板

能够有效夹紧，降低了因铁心叠片间隙过大引起的漏磁通，降低了铁心附加损耗。2）在器身高低压绕组套装时，高低压绕组间的套装间隙，采用成型撑条撑紧，低压绕组与铁心间的套装间隙，采用成型胶木棒撑紧，高低压绕组下部采用托板托起线圈，上部采用压板通过上夹件与下夹件间的螺杆压紧线圈。保证了干式变压器器身具有很高的机械强度，同时在设计时充分考虑其安匝平衡的要求，通过理论计算，使高压绕组的安匝分布均匀，从而提高了其抗突发短路的能力。3）对于10kv配电干式变压器：低压绕组设计考虑到其大电流，抗冲击性能的要求，选用铜箔绕制，结构为圆筒层式；高压绕组也采用层式线圈，层式线圈的特点是填充系数高，抗冲击性能好,是小容量干式变压器较佳结构的线圈。4）对于35kv电力干式变压器，低压绕组选用饼式结构，其机械性能强。结构为连续式，高压绕组结构也采用饼式，结构为连续式，高压绕组放置锁撑条，按突发短路结构设计。在设计过程中考虑到高燃油的粘度性大，流速慢，这就会影响到绕组与铁心的散热能力，在设计中选择合适的绕组和铁心的散热面积至关重要，绕组中油道的选取，大了是一种浪费，小了不能满足散热的要求，通过试验得出了几种油道的散热关系。制作完成后得到了圆满效果，与计算十分相符。当原设计使用常规干式变压器油的干式变压器，改用高燃油时，上层油温会升高。温度升高值取决于油的热有效性。绝缘油的热传递效果主要决定于绝缘油的粘度性。粘度的效果超过所有其它特性，如热膨胀系数、热容量和导热性。绝缘油的低粘度是卓越的热传递特性，以下表格说明这点，它对不同绝缘油的粘度和热传递性nussult值进行比较。nussult值是通过粘度、热容量、密度、热膨胀系数和导热性加上干式变压器线圈热流输入量引伸出来的，是测量热传递有效性的。绝缘油的热导性效果越好，nussult值就越高。下表表明作为热传递液的粘度对材料的作用是十分显著的：500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">给原设计用矿物油的干式变压器加高燃油时，干式变压器温度会稍微上升，容量为500kva的干式变压器，其上层油温会比设计使用高燃点绝缘油的干式变压器高出3-60c。在500-2500kva范围内，上层温度还会高点。这些温度的变化因不同的干式变压器设计而不同。以下为高燃油干式变压器线圈内部油道选取的部分数据：使用高燃点油的线圈其较大内部线圈油道，较小厚度如下表500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">在实际应用中：（1）用高燃点绝缘油代替常规干式变压器油时只需对干式变压器作少许改动。由于温度少许升高，小于500kva的干式变压器一般不需修改线圈设计。超过500kva的干式变压器较好使用4mm或6mm冷却油道来提高干式变压器的冷却容量，更大的干式变压器需要额外或更大的冷却油道。（2）与常规矿物油设计相比，由于使用高燃点油，要对冷却散热表面设计作些改变。以下为可能需要增大的冷却油道尺寸和设计为650c温升的散热器表面面积的指导方针。这些导则只是接近数值，不同的工程设计要对数值作改动。许多为干式变压器油设计的线圈在线圈的末端设有绝缘圈，它限制了绝缘油的流动。因此，高燃点油进出线圈的面积应有12mm高的开口，建议垂直线圈的油道使用较小的厚度。以下几条规定已经成功地应用在高燃点绝缘油的干式变压器的产品设计中。1将每线圈内部油道的厚度从3.3mm改成6mm，垂直线圈油道的厚度增加2或3mm，比增加散热面积达到冷却目的更有效果。2如果设计人员能选择线圈高度，应尽量设计线圈越低越合理。因绝缘油的流量随着线圈的高度增加而降低。3线圈油道进出口处，至少应有12mm的水平空间。4高燃点绝缘油干式变压器的经济性高燃点油干式变压器属节能型环保干式变压器，一旦从绝缘系统中去除了低温材料，线圈温度上限一般可达到115℃至125℃。明显减少干式变压器重量和体积，幅度为30至50。用油量减少可降低由于渗漏造成的环境污染的风险。由于与矿物油相比，油不易燃，因此可为电网带来更高的安全性。采用了基于nomex和高燃点油的绝缘系统。主要好处是：降低了干式变压器的每千瓦重量，增加了过载容量，降低噪音，更清洁的冷却油提高了可靠性和减少了维护工作量，更安全的系统确保安全，每千瓦体积小，有利于环保。高可靠性、低损耗、低噪声、低温升、低局放、无污染、绿色环保、外型美观、方便维护，高燃点油干式变压器的使用性能，在环氧浇注干式变压器与普通油浸式电力干式变压器之间，但从干式变压器的整个寿命周期来考虑，其与干式变压器相比低的运行成本，投运后将给用户带来巨大的经济效益和社会效益，以下为9型10kv级630kva高燃点绝缘油干式变压器与同容量干式变压器技术经济指标对比：环氧浇注干式变压器的耐热等级为f级500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">高燃点绝缘油干式变压器与环氧浇注干式变压器相比:空载损耗下降0.31kw，负载损耗下降0.02kw。每年节电：0.31×8000 0.02×6000=2600kwh，以20年变电成本投运计算,节电达52000kwh，以每度电0.4元计算，折合电费2.08万元，社会效益显著。高燃点绝缘油干式变压器价格根据现在所进行的市场调查显示，大约是干式变压器的0.6倍，由于高燃点油干式变压器具有非常高的性价比。因此在了解了其性能的用户中，市场反映都非常强烈。相信此类型干式变压器的成功开发和应用一定会给整个干式变压器行业带来极为深刻的变化。5结束语目前，在干式变压器的设计、制造和运行中，有许多可以利用新技术优势的机会。将nomex绝缘材料与传统的矿物油系统、新型耐高温油或高绝缘气体一起使用，可显著提高干式变压器性能。这些干式变压器不仅可减小体积和重量，增加过载容量和提高可靠性，而且由于对环境几乎没有影响和比普通系统更加安全，因而能够胜任下一世纪的要求。#p#分页标题#e#