培训体系干式变压器培训资料.docx
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培训体系干式变压器培训资料
干式变压器培训
1、干式变压器发展历程简述
1885年，匈牙利三位工程师发明了变压器及感应电机，并研制出第一台工业实用性变压器距今已有一个多世纪了。
当时和以后的一段时期内，所生产的变压器无例外的均为干式变压器。
但限于当时的绝缘材料的水平,那时的干变难于实现高电压与大容量。
到20世纪初发现了变压器油，它具有高绝缘强度，高导热能力，用于变压器是再好不过的绝缘和冷却介质。
而干变因受限于绝缘使电压上不去，受限于散热使容量上不去，造成它的发展几乎停滞不前。
二战以后，世界经济呈现前所未有迅猛增长，城市面积、人口、高层建筑、地下建筑、地铁等重要中心场所不断增多。
而由于油浸式变压器以下缺点:
1、变压器油具有可燃性,当遇到火焰时可能会燃烧、爆炸;2、变压器油对人体有害;3、变压器油需定期检查;4、油浸式变压器抗短路能力差;5、油浸式变压器密封性能不良且宜老化,在运行场所渗漏油严重,影响设备安全运行,同时影响环境;6、油浸式变压器绝缘等级低,按Ａ级绝缘设计、制造。
油浸式变压器现场常见故障:
1、由于绝缘受潮、绝缘老化和变压器油劣化等将导致变压器绝缘降低;2、由于表面潮湿加之尘埃、盐分等致使变压器套管脏污引起套管闪络,同时由于赃物吸水后导电性能提高使泄漏增加,引起表面放电后导致击穿;3、由于油标管、呼吸管或防爆管通气孔堵塞等导致变压器存在假油位现象;4、当变压器二次短路或变压器内部放电等将造成变压器喷油事故;5、由于运行中存在渗漏油、缺油等现象,导致运行中必需采取补油措施。
由于油浸式变压器上面种种的缺点，因而人们迫切需要一种既能深入负荷中心，又能防火、防爆并且环保性能好的变压器。
自1964年德国AEG公司研制出第一台环氧浇注干式变压器起，干式变压器进入一个大发展的阶段，与此同时，美国也发明了Nomex绝缘纸，可作H级干式变压器，这样干变就就有了二种主要大类，一类为环氧树脂型干式变压器，另一类为H级敞开型干式变压器。
2、干式变压器的发展现状
目前干式变压器制造技术已成熟，国内外许多工厂能大批量生产。
现在整个国际干式变压器市场，存在环氧树脂浇注干式变压器和浸漆型干式变压器两大类型。
在欧洲及一些新兴工业国家（如日、韩等）前者应用广泛，而北美市场则以后者为主。
我国绝大多数干式变压器的制造厂家引进的是环氧树脂浇注式结构，无论从产量还是技术水平方面，目前都达到世界先进水平。
目前，干式变压器最高电压等级已达35kV。
山东金曼克电气集团于1999年开发出一台110kV树脂浇注电力变压器，并通过中国变压器质量监督检测中心所做的例行、温升、冲击、声级及短路试验，同年11月通过国家机械工业局、国家电力公司鉴定，这在树脂浇注变压器国内外历史上是第一次，为电网提供一种新型防灾电力变压器奠定了物质基础。
该电力变压器组于2000年9月装于山东兖州电力局运行至今情况良好。
相信110kV级干式变压器在用户取得实践经验的基础上，会逐步被用户接受。
干式变压器基本工作原理同油变一样是通过电感生磁,磁感生电的电磁感应原理来改变电压和电流。
通过一、二次线圈匝数的不同，感应出不同的电动势和不同的电流。
干式变压器主要有以下特点：
1、安全，难燃防火，防爆，无污染，可直接安装在负荷中心。
2、免维护、安装简便，综合运行成本低。
3、防潮性能好，可在100%湿度下正常运行，停运后不经预干燥即可投入运行。
4、损耗低、局部放电量低、噪音小，散热能力强，强迫风冷条件下可以150%额定负载运行。
5、配备有完善的温度保护控制系统，为变压器安全运行提供可靠保障。
6、可靠性高。
产品的运行可靠性指标达到国际先进水平。
7、所有的夹紧部位均采用硅橡胶及弹性元件缓冲，以减少震幅，降低噪声。
干式变压器由于其防火性能好，不污染环境，等优点，已被用户所采用，尽管价格为油浸式变压器的2倍多，但总的产量仍有增无减。
今后数年内干式变压器竞争将会更激烈，各工厂在产品发展、技术水平、质量保证上都会有所提高，相信在大家的共同努力下，我们公司干式变压器生产技术水平会达到更高水平。
3、干式变压器的分类
干式变压器的分类有很多种方法:
3.1按型号分为：
SC（B）（环氧树脂浇注包封式）、SG（B）（敞开式）、SCR（非环氧树脂浇注固体绝缘包封式）等。
3.2按绝缘等级分为：
变压器产品有以下几种耐热绝缘等级
绝缘等级
A
E
B
F
H
N
C
最高运行温度℃
105
120
130
155
180
200
220
绕组最高允许温升K
60
75
80
100
125
135
150
3.3按冷却方式:
自然风冷AN（小容量）;强迫风冷AF（大容量）
3.4联接组别:
Yyn0;Dyn11
我们公司生产的干式变压器有：
SC（B）（环氧树脂浇注包封式），耐热绝缘等级是F级；
SG（B）（H级环保型敞开式），耐热绝缘等级是H级；
SC（B）9-800/10产品型号的含义：
三相，环氧树脂浇注式，（低压箔式线圈）设计序号为9型，容量为800KVA，电压等级是10KV。
SG（B）10-630/10产品型号的含义：
三相，H级环保型敞开式，（低压箔式线圈）设计序号为10型，容量为630KVA，电压等级是10KV。
4、产品结构及工艺特点
4．1环氧树脂型干式变压器
树脂型干式变可分为下面几种类型。
（1）树脂浇注
环氧树脂浇注干式变压器选用环氧树脂作为固体绝缘材料，这种绝缘技术本身赋予了变压器运行时无油化、难燃防火、易于回收的环保特性；采用真空浇注技术可避免线圈内产生气泡，降低产品局部放电，提高产品寿命；线圈整体用玻璃纤维加强，一体化浇注成型，大大提高了产品抗突发短路能力；在变压器绝缘结构中,多少会有些局部的绝缘弱点,它在电场的作用下会首先发生放电,而不随即形成整个绝缘贯穿性击穿,它可能发生在绝缘体的表面或内部,即局部放电。
然而电气绝缘的破坏或局部老化,多数是从局部放电开始的,它的危害性突出表现在绝缘寿命迅速降低,最终影响安全运行，优质树脂和玻璃纤维所组成的固体绝缘具有很高的电气强度，局部放电量小，一般可控制在≤10pc范围内。
线圈的密封结构，使产品具备防潮、随时投运、耐污、免维护等特点。
安全、可靠的运行实践，证明了设计制造技术的先进性。
高、低压线圈在全封闭的全自动的真空浇注设备中完成树脂绝缘的灌封，由于使用的浇注材料为高分子树脂，没有溶剂或其他小分子物质，故其间无挥发物排放；又由于浇注模具的封闭，使得浇注后搬运过程无滴淌物；模具的包封使得线圈的在凝胶、固化过程中基本无有机物蒸汽逸出；确保环氧树脂浇注干式变压器的线圈制造符合环境保护的要求。
树脂浇注有纯树脂与树脂加填料浇注两种，这两种结构大同小异，国内从生产量看，纯树脂型较多，加填料石英粉的较少。
纯树脂的干式变压器内外绝缘厚度一般为3mm（称为薄绝缘），目前已减少到1.5～2mm，但性能良好。
另一种是加石英粉树脂浇注绕组。
加石英粉的干式变压器内外绝缘过去一般为6mm（称为厚绝缘），目前已减少到3mm，这种产品树脂及颜料只占40%，所以整体树脂少，而石英粉价格只有树脂的3%，两种材料相比，加石英粉的变压器M0虽然略大一些，但体积外形尺寸大体相同，而价格要低10%～15%。
这两种材料的产品技术性能与外形尺寸相同，前者能做到20000kVA/35kV，后者能做到2500kVA/10kV，前者更适用于高电压等级的产品，后者则在2500kVA以下更加适用。
早期产品有开裂现象，后在绕组内外加玻璃纤维，其本上解决了产品开裂的问题。
（a）绕组截面
图1树脂加填料结构产品与浇注
主要技术参数
1.额定电压：
10kV
2.分接范围：
±5%；±2X2.5%（或按用户要求）
3.调压方式：
无励磁调压或有载调压
4.容量：
30~2500kVA
5.额定频率：
50Hz
6.联接组标号：
Yyn0；Dyn11（或按用户要求）
7.阻抗电压：
按标准或按用户要求
8.最高温升：
100K
9.温度极限：
155℃
10.冷却方式：
AN或AF（自然风冷或强迫风冷）
11.防护等级：
IP00（无防护外壳），IP20、IP23（有防护外壳）
12.绝缘耐热等级：
F级。
13.绝缘水平：
额定工频耐受电压：
35kV/3min
额定雷电冲击耐受电压：
75kV
（2）树脂绕包型
树脂绕包型也叫缠绕式，低压绕组结构与前种结构一样。
高压绕组在绕线机上绕包，内模为环氧玻璃布筒。
绕包时，边绕导线，边绕玻璃纤维（占80%），经过一树脂槽将浸好树脂的纤维复绕在已绕好的导线上面。
待整个绕组绕完后，进烘箱加热固化，使其成为一整体。
在常规环境下使用树脂，难免会包裹空气，故电场强度要取小一些，体积会增大。
这种结构的优点是不需要浇注模。
图2树脂缠绕式绕制
4.2H级敞开式干式变压器
随着城市电网供电要求的不断提高和变压器技术的进步，干式变压器在我国的使用已经很普遍。
在这短短的二、三十年中，干式变压器技术得到了迅速的发展，除了大家比较熟悉的环氧树脂型干式变压器外,最近出现了不用环氧树脂真空浇注或缠绕工艺的敞开式NOMEXR纸绝缘的干式变压器，敞开式干式电力变压器的产品型号称SG（B）型。
SG（B）10系列H级绝缘敞开通风型干式变压器采用美国杜邦NOMEX纸绝缘系统为基础,应用先进的VPI真空压力浸渍工艺生产的变压器。
该产品结构上采用固体（NOMEX®+H级浸渍漆）绝缘与气体（空气）绝缘相融合。
具有安全可靠、环保节能、防火防爆、防污防尘防潮、过载能力强、体积小、维护简单等优点。
尤其适用于防火要求高，负荷波动大以及污秽潮湿的恶劣环境。
被广泛应用于高层建筑、地下设施、人口稠密区域以及交通、电力、化工、冶金等行业。
H级敞开型干式变压器的绝缘体系是建立在NOMEXR绝缘材料的基础上，具备了NOMEXR纸的优良品质，NOMEX纸是美国杜邦公司研制和生产的高性能电工绝缘纸，是由一种芳香聚酰胺聚合物的纤维组成。
化学性能特别稳定，电气性能非常突出,而且有着良好的机械性能，已经有了几十年的研发和生产历史。
NOMEX作为一种高品质绝缘材料以其卓越的电气、机械、物理和化学特性得到了全球各大权威机构（如美国UL实验室、劳式船级社、美国VDE和IEC、加拿大标准协会、核电规范等）的认证。
NOMEX纸由美国杜邦公司独家生产经营，它作为耐高温的绝缘材料已广泛应用于宇航、电机、机车、核工业等领域。
NOMEXR纸绝缘干式变压器属于H级耐热绝缘等级，目前是我国在干式变压器中耐热绝缘等级最高的产品。
并且在制造中采用先进的工艺措施和严格的质量控制,H级敞开型干式变压器的制造设备、模具投入少，并且产品的性能十分优良且易于保证，因此它一方面受到制造厂家的青睐，另一方面也给用户一个更多的选择，相信在不久的将来，它会越来越受广大用户的欢迎，甚至会占据传统干变的一部分市场。
4.2.1产品的制造工艺及产品的特点
4.2.1.1产品的制造工艺
A、H级敞开型变压器的高压绕组采用饼式结构，并用NOMEXR纸板绝缘阻隔和固定。
也有用梳状撑条的。
低压绕组采用箔式或多根并绕的螺旋式、饼式线圈，这种结构的高低压线圈都与空气有直接的大面积接触，因而它们的散热状况很好并且绕组的抗短路能力特别强，有较强的超铭牌运行能力。
B、在多接缝的铁芯上刷上一层绝缘漆，大大降低了噪声。
C、敞开型变压器制造工艺过程不采用环氧树脂真空浇注或缠绕，而可以采用类似于油浸式变压器传统制造工艺，制造设备、模具投入少，产品易于改型，制造厂的风险小，这样可以提高成品合格率，并降低制造成本。
即使在制造中、运输中或运行中绕组受到局部损坏，还可以进行修复。
4.2.1.2产品特点
任何一种干式变压器其安全性、可靠性是第一位的。
因此，干式变压器不仅要有阻燃、防污
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