干式变压器

归属: 变压器

干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场,码头CNC机械设备等场所,简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。

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,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。

类型

主要由硅钢片组成的铁芯和环氧树脂浇注的线圈组成, 高低压线圈之间放置绝缘筒增加电气绝缘, 并由垫块支撑和约束线圈, 其零部件搭接的紧固件均有防松性能。

构造性能

  • 固体绝缘包封绕组
  • 不包封绕组

绕组

两个绕组中,电压较高的是高压绕组,较低的是低压绕组。

从高、低压绕组的相对位置看,高压可分为同心式、交迭式。

同心式绕组简单,制造方便,均采用这种结构方式。

交迭式,主要用于特种变压器。

特点

由于干式变压器具有抗短路能力强、维护工作量小、运行效率高、体积小、噪音低等优点, 常用于防火、防爆等性能要求高的场所。

  • 安全,防火,无污染,可直接运行于负荷中心;
  • 采用国内先进技术,机械强度高,抗短路能力强,局部放电小,热稳定性好,可靠性高,使用寿命长;
  • 低损耗,低噪音,节能效果明显,免维护;
  • 散热性能好,过负载能力强,强迫空冷时可提高容量运行;
  • 防潮性能好,适应高湿度和其他恶劣环境中运行;
  • 干式变压器可配备完善的温度检测和保护系统。采用智能信号温控系统,可自动检测和巡回显示三相绕组各自的工作温度,可自动启动、停止风机,并有报警、跳闸等功能设置;
  • 体积小,重量轻,占地空间少,安装费用低。

铁芯

采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片采用45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过。

绕组形式

  • 缠绕;
  • 环氧树脂加石英砂填充浇注;
  • 玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构);
  • 多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)。

高压绕组

一般采用多层圆筒式或多层分段式结构。

形式

  • 开启式:是一种常用的形式,其器身与大气直接接触,适应于比较干燥而洁净的室内,(环境温度20度时,相对湿度不应超过85%),一般有空气自冷和风冷两种冷却方式
  • 封闭式:器身处在封闭的外壳内,与大气不直接接触(由于密封、散热条件差,主要用于矿用,属于防爆型)。
  • 浇注式:用环氧树脂或其它树脂浇注作为主绝缘,它结构简单、体积小,适用于较小容量的变压器。

选型

温度控制系统

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测及其报警控制是十分重要的。

  • 风机自动控制:通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。
  • 超温报警、跳闸:通过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测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,应使变压器迅速跳闸。
  • 温度显示系统:通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度变化值,直接显示各相绕组温度(三相巡检及最大值显示,并可记录历史最高温度),可将最高温度以4~20mA模拟量输出,若需传输至远方(距离可达1200m)计算机

防护方式

通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、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IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23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。

过载能力

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,可向生产厂索取干变的过负荷曲线。

如何利用其过载能力呢?我提出两点供参考:

  • 选择计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过载。

应用现状

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。

干式变压器作为海洋石油平台电力系统的重要设备,其安全可靠运行是电力系统运行的关键。干式变压器在潮湿盐雾的海洋环境中,极易发生绝缘的局部放电和局部过热问题,干式变压器在线监测系统的应用可有效实现变压器状态的在线监测,保证海洋石油平台电力系统的稳定运行。

中国树脂绝缘干式变压器年产量已达10000MVA,成为世界上干式变压器产销量最大的国家之一。干式变压器现已被广泛用于电站、工厂、医院等几乎所有电气上。随着低噪(2500kVA以下配电变压器噪声已控制在50dB以内)、节能(空载损耗降低达25%)的SC(B)9系列的推广应用,使得中国干式变压器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。

区别

变频器:通过它调整能够达到所需要的用电频率(50hz,60hz等),来满足我们对用电的特殊需要。变压器:一般为“降压器”,常见于小区附近或工厂附近,它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压,满足人们的日常用电。

干式变压器和油浸式变压器是使用最多的两种变压器,与油浸式变压器相比较,干式变压器的防火性能更好,多用于对于防火要求较高的场所,如医院、机场、车站等场所,但相对来说价格更高,对环境也有一定的要求,比如不能太潮湿、不能有太多的灰尘和污秽等。另外,干式变压器的运行成熟度不如油浸式变压器。

检查

  • 有无异常声音及振动。
  • 有无局部过热.有害气体腐蚀等使绝缘表面爬电痕迹和碳化现象等造成的变色。
  • 变压器的风冷装置运转是否正常。
  • 高、低压接头应无过热.电缆头应无漏电、爬电现象。
  • 绕组的温升应根据变压器采用的绝缘材料等级,监视温升不得超过规定值。
  • 支持瓷瓶应无裂纹.放电痕迹。
  • 检查绕组压件是否松动。
  • 室内通风、铁芯风道应无灰尘及杂物堵塞,铁芯无生锈或腐蚀现象等。
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类型
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特点
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形式
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选型
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区别
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