２０１０年第２３期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ０电力与能源０ 科技信｜ｌＩ 环氧树脂千式变压器的特点及选型应用 熊水林 （顺特阿海珐电气有限公司 广东 佛山 ５２８３００） 【摘要】介绍干式变压器的结构技术特征，干式变压器选型注意事项，总结了干式变压器的发展前景。 【关键词】干式变压器；特点；选型；应用 Ｔｈｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｒｙ－ｔｙｐｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｘ１０ＮＧ Ｓｈｕｉ－ｌｉｎ （ＡＲＥＶＡ－ＳＵＮＴＥＮ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｆｏｓｈａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５２８３００，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙ—ｔｙｐｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｌｉｓｔｓ ｓｏ／ｎｅ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙ— ｔｙｐｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｅｅ ｉｔｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｄｒｙ—ｔｙｐｅ ｔｒｎａｓｆｏｒｍｅｒ；Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｙｐｅｓ；Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；Ａｐｐｌｙｉｎｇ 随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加。上世纪９０ 合．构成坚固的刚体结构。该结构高强度的机械性能决定了线绕浇注 年代干式变压器在我国得以广泛应用。随着城乡电网建设和改造、西 式产品具有良好的抗短路能力。 部大开发的步伐加快、北京申办２００８年奥运会的成功，长江三峡水利 （３）抗开裂性能好 工程开始发电，各大中城市地铁及轨道交通项目建设，国家大力发展 树脂与玻璃纤维固化形成的复合绝缘材料，热膨胀系数为（１８～２ｏ） 风电及核电等新能源项目，干式变压器面临着新的发展机遇，其产销 ￣１０—６／Ｋ，绕组中所用铜的膨胀系数为１７ｘ１０—６／Ｋ，两者基本接近，消 量必将有新的飞跃。本文从介绍环氧树脂干式变压器的结构技术特点 除了在变压器运行中由于热胀冷缩而产生的绕组导体与绝缘材料之 人手，浅谈一些环氧树脂干式变压器选型及应用方面的知识及发展前 问的机械应力，从根源上杜绝了龟裂现象。 景。 （４）防潮湿 １ 环氧树脂干式变压器的特点 由于该产品高、低压均用树脂浇注，铁芯亦采用树脂涂覆，因此防 潮抗腐能力强。当空气相对湿度为１００％时，仍可长期运行。 环氧树脂是难燃、阻燃、自熄的固体绝缘材料，安全、洁净。同时是 （５）散热效果好 经过４０多年已经验证的具有可靠的绝缘和散热技术的固体绝缘材 由于纯树脂与玻璃纤维构成的复合绝缘具有极高的电气强度，因 料。 此该产品表面绝缘厚度仅为１．５－２ｍｍ，大大提高了绕组表面的散热效 １．１环氧树脂于式变压器结构特点： 率。 （１）高、低压绕组全部采用铜带（箔）绕成； １．３冷却系统及防护 （２）高、低压绕组全部在真空中浇注环氧树脂并固化，构成高强度 干式变压器的冷却采用自然空气冷却和强迫空气循环冷却。采用 玻璃钢体结构： 自然空气冷却，可保证变压器在额定负载情况下正常运行。于式变压 （３）高、低压绕组根据散热要求设置有纵向通风气道； 器一般为ＩＰ００防护，即不配外壳，户内使用．宝鸡第二发电厂即采用 （４）线圈内、外表面由玻璃纤维网格布增强； 此防护模式。也可根据用户要求，加防护外壳。采用ＩＰ２０外壳。可防止 （５）绝缘等级有Ｆ、Ｈ级： 大于１２ｍｍ的固体异物进入．给带电部分提供屏障。采用ＩＰ２３防护 （６）环氧树脂干式变压器体积小、重量轻。环氧树脂干式变压器上 时，除具有ＩＰ２０防护功能外，还具有防淋水功能。 可安装温度显示控制器，对变压器绕组的运行温度进行显示和控制， １．４温控系统 保证变压器正常使用寿命。其测温传感器ＰＴＩＯ０铂电阻插入低压绕组 电力变压器的安全可靠运行和使用寿命，很大程度上取决于变压 内取得温度信号，经电路处理后在控制板上循环显示各相绕组温度。 器绕组绝缘的安全可靠。而绕组温度超过绝缘耐受温度是使绝缘破 它具有温度设定功能，手动／自动启停风机，发出故障、超温声光信号 坏．导致变压器不能正常工作的主要原因之一。 报警和超温自动跳闸等功能，具有国家规定的抗电磁干扰能力。同时 ｓＣ系列线绕浇注式变压器采用ＴＩＣ系列自动温度控制保护系 预留有智能计算机接口，实现远程控制。环氧树脂干式变压器配置有 统。在低压绕组第一匝导线处埋设铂热电阻测温元件，自动检测绕组 低噪音幅流风机，启动后可降低绕组温度，提高负载能力，延长变压器 温升情况，能显示三相低压绕组的温度，并可对它们进行热保护。随着 寿命；采用强迫风冷时，额定容量可提高４Ｏ一５Ｏ％。 环境温度及负载的变化，当绕组达到限定温度时，温控器自动发出讯 １．２环氧树脂干式变压器技术特点： 号，控制风机启动（１１０℃）、风机停（９０℃）、报警（１２０℃）和跳闸 （１）耐冲击 （１４５℃）．使得产品在运行中具有可靠的过负载保护。 线绕浇注变压器的高压绕组采用特种分段圆筒式结构，此结构是 以普通分段圆筒式绕组为基础发展起来的，普通分段圆筒式既继承了 ２干式变压器与油浸式变压器的比较 圆筒式绕组耐冲击的优势，又解决了圆筒式绕组层间电压偏高的矛 油浸式变压器的显著优点和低成本是其他变压器难以取代的。在 盾，是一种较为理想的绕组结构，常被称之为非共振型绕组结构。特种 户外以及防火要求一般的场所，目前及今后较长一段时间内，将仍以 分段圆筒式与普通分段圆筒式相比，进一步降低了层间电压，改善了 油浸式变压器为主。但对防火要求高的场所．而采用于式或难燃液、不 电雎分布，而且大大提高了耐受大气过电压和操作过电压的冲击强 燃液的变压器。干式变压器较油浸式变压器过载能力高，主要是干式 度。耐冲击性能的好坏不仅与绕组的结构有关，同时也决定于绕组的 变压器选用的电流密度较低，热容量大，绕组时间常数大。干式变压器 浇注质量和绝缘材料的电气性能。该产品的绕组绕制完成后，是在真 与油浸式变压器相比，绝缘运行条件有所改善。油浸式变压器使用场 空状态下用纯树脂进行浇注的，且不加任何填料，这样树脂的流动性 所较多，户外安装多。干式变压器供电范围小，户内运行多。和油浸式 能不降低。又因为绕组为导线绕制而成，因此树脂无论从绕组的轴向 变压器相比，它遭受的雷电压幅值较低，波头较缓，雷击概率也较小。 还是辐向，均可完全浸透绕组，内部不存在气泡。绕组经烘干固化后， 干式变压器常使用金属氧化物避雷器保护，不但限制大气过电压，而 树脂及玻璃纤维组成的固体绝缘，不仅耐冲击性能好，而且局部放电 且也限制了内部过电压。 量很小。 （２）机械强度好，抗短路能力强 ３干式变压器选型的注意事项 对线绕分段圆筒式来讲，经真空浇注后，无论绕组的层间、匝间、 ３．１ 干式变压器的温度控制系统 段间均能一次性浸透树脂。经固化后，树脂、导线、玻璃纤维紧密的结 干式变压器的安全运行和使用寿命．很大程度上取决于变压器绕 １６８ 科技信息 ０电力与能源Ｏ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１０年第２３期 组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏．是导致 ４发展前景 变压器不能正常工作的主要原因之一．因此对变压器的运行温度的监 随着干式变压器的推广应用，其生产制造技术也获得长足发展． 测及其报警控制是十分重要的。 干式变压器将在如下几方面获得进一步发展。 ｆ１１风机自动控制：通过预埋在低压绕组最热处的ＰｔｌＯ０热敏测温 ４．１ 节能低噪：随着新的低耗硅钢片，箔式绕组结构，阶梯铁心接缝． 电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运行温度上升 当绕组温度达 环境保护要求，噪声研究的深入，以及计算机优化设计等新材料、新工 １１００Ｃ时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至９０℃时。系统自动停 艺、新技术的引入。将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。 止风机 ４．２高可靠性：提高产品质量和可靠性，将是人们的不懈追求。在电 ｆ２）超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的ＰＴＣ非线性热敏测 磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系及可靠性 温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高，若达 工程等方面进行大量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高 到１５５℃时，系统输出超温报警信号；若温度继续上升达１７０℃，变压器 于式变压器的可靠性和使用寿命。 已不能继续运行，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器 ４．３ 环保特性认证：以欧洲标准ＨＤ４６４为基础，开展干式变压器的耐 迅速跳闸。 气候（ｃｏ、Ｃ１、Ｃ２１、耐环境（Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２）及耐火（Ｆ、０、Ｆ１、Ｆ２）特性的研究与 ｆ３１温度显示系统：通过预埋在低压绕组中的ＰｔｌＯ０热敏电阻测取 认证。 温度变化值。直接显示各相绕组温度ｆ三相巡检及最大值显示 并可记 ４．４大容量：从５０—２５００ｋＶＡ配电变压器为主的干式变压器．向 录历史最高温度），可将最高温度以４～２０ｍＡ模拟量输出，若需传输至 １００００～２００００ｋＶＡ／３５ｋＶ电力变压器拓展，随着城市用电负荷不断增 远方计算机，可加配计算机接口。系统的超温报警、跳闸也可由ＰｔｌＯ０ 加，城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负 热敏传感电阻信号动作，进一步提高温控保护系统的可靠性。 荷中心，３５ｋＶ大容量的小区中心供电电力变压器将获广泛应用 ３．２干式变压器的防护方式 ４．５多功能组合：从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机 根据使用环境特征及防护要求．干式变压器可选择不同的外壳。 接口、零序互感器、功率计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式变压 通常选用１Ｐ２０防护外壳。可防止直径大于１２ｒａｍ的固体异物及鼠、蛇、 器发展。 猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全 ６多领域发展：从以配电变压器为主，向发电站厂用变压器、励磁 屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用ＩＰ２３防护外壳，除上述 ４．变压器、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采 ＩＰ２０防护功能外，更可防止与垂直线成６Ｏ。角以内的水滴入。但ＩＰ２３ 油平台用等特种变压器及多用途领域发展。 外壳会使变压器冷却能力下降。选用时要注意其运行容量的降低。 ３．３干式变压器的冷却方式 ５结语 干式变压器冷却方式分为自然空气冷却（ＡＮ）和强迫空气冷却 （ＡＦ）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷 环氧树脂干式变压器具有良好的电气和机械性能、较高的耐热等 时，变压器输出容量可提高５０％。适用于断续过负荷运行，或应急事故 级，并且是一种可靠的安全性的环保、节能型新产品，能适应多种恶劣 过负荷运行：由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大．处于非经 环境。通过使用环氧树脂干式变压器可减少维护工作量和增强安全 性，创造附加价值；变压器油的减少也将大幅度降低用于清洁和更换 济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。 油的维护成本．同时由于用油量的减少，可降低由于渗漏油造成的环 干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况（起始负 境污染的风险；同时环氧树脂干式变压器较好的超铭牌运行能力和抗 载）、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关，若有需要，可向 短路能力，将给安全供电带来可靠的保证。由于环氧树脂干式变压器 油浸式变压器）更具有优越的安全性和其他一些 生产厂索取干变的过负荷曲线。如何利用其过载能力呢？首先，选择计 比充矿物油的变压器（３．４干式变压器的过载能力 算变压器容量时可适当减小：充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲 固有优点，从而越来越替代油浸式变压器而常用于分配电能。我国干 击过负荷的可能性——尽量利用干式变压器的较强过载能力而减 式变压器已大量应用于国家重点工程、重大项目上，十几年来基本上 其可靠性是有口皆碑的。在电磁场理论及其计算、 小变压器容量；对某些不均匀负荷的场所。如供夜间照明等为主的居 没有出现大的事故，民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主的商场等，可充分利用 浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大 其过载能力，适当减小变压器容量，使其主运行时间处于满载或短时 量的基础研究，进一步提高干式变压器的可靠性，在了解干式变压器 合理选型，促进干式变压器更为广泛的发展应用。ｅ 过载。其次，可减少备用容量或台数：在某些场所，对变压器的备用系 特点的基础上，数要求较高，使得：ｒ程选配的变压器容量大、台数多。而利用干变的过 【参考文献】 载能力，在考虑其备用容量时可予以压缩：在确定备用台数时亦可减 ［１］尹克宁干式变压器的现状及其发展［Ｊ］．电力设备，２０００，（２）． 少。变压器处于过载运行时 一定要注意监测其运行温度：若温度上升 达１５５℃（有报警发出），即应采取减载措施（减去某些次要负荷），以确 ｆ３］国家建筑标准设计图集：于式变压器安装，９９Ｄ２６８． 保对主要负荷的安全供电。 ３．５ 干式变压器低压出线方式及其接口配合 干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气 『６］干式电力变压器，ＧＢ６４５０—１９８６［Ｓ］． 规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。损耗和噪声降到 ［７］干式电力变压器责载导则，ＧＢ／Ｔ１７２１１－１９９８［Ｓ１． 了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。根 据用户接口的不同，典型的低压出线结构方式有低压常规上出线、横 作者简介：熊水林（１９８１一），男，湖北广水人，大学本科，助理Ｉ程师，工作 领域是干式变压器设计。 排侧出线、立排侧出线、封闭母线等，另外高低压进出线端子都可根据 用户要求进行特殊的接口设计，以方便用户现场的安装。 ［责任编辑：常鹏飞］ ［２］郭振岩，等．干式变压器发展新动向ｌ Ｊ１．变压器，２００２，（５）． ［４］顺特电气有限公司．树脂浇注干式变压器和电抗器． ［５］曾庆赣，等．干式变压器Ｆ１级燃烧特性试验介绍 ．变压器，２００１，（６）， （上接第２９７页】砼的后期强度有所降低，但对矿渣水泥有较好的适应 硬化中，水泥石内部可融性化学成分（如硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钙等） 性。 被水溶解后，虽水分蒸发向外扩散，在混凝土表面析出呈霜状白色结 ２．４．３硫酸钠与三乙醇胺的搭配。试验表明：单掺硫酸钠比不掺者在 晶体的现象，它与水灰比、硬化速度、养护条件、外加剂掺量等因素有 ５年后强度可降低２０％左右，而与三乙醇胺复合，能改善硫酸钠带来 关，多发生在冬季，尤其当硫酸钠掺量较高时。因此，对表面装饰要求 的不利影响。微量三乙醇胺虽不会改变水泥的水化生成物．却能加快 水泥水化速度（起催化作用）。掺复合三乙醇胺后，其增强效果可大于 单掺硫酸钠与三乙醇胺复合剂。 较高的混凝土结构，硫酸钠掺量应控制在１％（水泥重量）以内。ｅ ［责任编辑：翟成梁］ ２．４．４硫酸钠的掺量与析白起霜的关系。混凝土表面析白是在混凝土 ｌ６９