干式变压器

    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。

    ⑴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。

    ⑵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。

    ⑶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（三相巡检及值显示，并可记录历史温度），可将温度以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?笔者提出两点供参考：

    ⑴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。

    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。

    配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它将10⑹kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V 母线电压。此类产品适用于交流50（60）Hz，三相额定容量2500kVA（单相额定容量833kVA，一般不推荐使用单相变压器）

    1） 有大量一级或二级负荷时，宜装设二台及以上变压器，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量能满足一级及二级负荷的用电。一、二级负荷尽可能集中，不宜太分散。

    2） 季节性负荷容量较大时，宜装设专用变压器。如大型民用S4270D27-29 27 2005.7.29,3:24 AM建筑中的空调冷冻机负荷、采暖用电热负荷等。

    3） 集中负荷较大时，宜装设专用变压器。如大型加热设备、大型X 光机、电弧炼炉等。

    4） 当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器。一般情况下，动力与照明共用变压器。

    根据使用环境选择变压器：

    1） 在正常介质条件下，可选用油浸式变压器或干式变压器，如工矿企业、农业的独立或附建变电所、小区独立变电所等。可供选择的变压器有S8、S9、S10、SC（B）9、SC（B）10 等。

    2） 在多层或高层主体建筑内，宜选用不燃或难燃型变压器，如SC（B）9、SC（B）10、SCZ（B）9、SCZ（B）10 等。

    3） 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选封闭型或密封型变压器，如B S 9、S9 - 、S10- 、SH12-M 等。

    4） 不带可燃性油的高、低配电装置和非油浸的配电变压器，可设置在一同房间内，此时变压器应带IP2X保护外壳，以策安全。

    根据用电负荷选择变压器：

    1） 配电变压器的容量，应综合各种用电设备的设施容量，求出计算负荷（一般不计消防负荷），补偿后的视在容量是选择变压器容量和台数的依据。一般变压器的负荷率85%左右。此法较简便，可作估算容量之用。

    2） GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》中，推荐配电变压器的容量选择，应根据GB/T17211-1998《干式电力变压器负载导则》及计算负荷来确定其容量。上述二导则提供了计算机程序和正常周期负载图来确定配电变压器容量。

    安装要点

    配电变压器为变电所的重要组件，无外壳干式变压器直接落地安装，四周加保护遮栏；有外壳干式变压器直接落地安装。其安装参见国家建筑标准设计图集。03D201-4 10/0.4kV变压器室布置及变电所常用设备构件安装。

    1.0 - 40( ℃ )，相对湿度<70%；

    2.海拔高度：不超过2500 米；

    3.避免遭受雨水、湿气、高温、高热或直接日照。其散热通风孔与周边物体应有不小于40cm 的距离；

    4.防止工作在腐蚀性液体、或气体、尘埃、导电纤维或金属细屑较多的场所；

    5.防止工作在振动或电磁干扰场所；

    6.避免长期倒置存放和运输，不能受强烈的撞击。

    参数表

    接线方式

    1、短接变压器的“输入”与“输出”接线端子用兆欧表测试其与地线的绝缘电阻。1000V兆欧表测量时，阻值大于2M欧姆。

    2、变压器输入、输出电源线截面配线应满足其电流值大小的要求；按照2-2.5A/min2电流密度配置为宜。

    3、输入、输出三相电源线应按变压器接线板母线颜色黄 、绿、红分别接A 相、B 相、C 相，零线应与变压器压器中性零线相接，接地线、变压器外壳以及变压器中心点相连接.平常我们说的地线与零线都是从变压器中性点引出的。（如变压器有机箱应与箱体地线标志对应相连接）。

    检查输入输出线，确认正确无误。

    4、先空载通电，观察测试输入输出电压符合要求。同时观察机器

    内部是否有异响、打火、异味等非正常现象，若有异常，请立即断开输入电源。

    5、当空载测试完成且正常后，方可接入负载。

    1、使用频率：50 / 60HZ ；

    2、空载电流：< 4 % ；

    3、耐压强度：20000V / min无击穿；测试仪器：YZ1802 耐压试 验仪（20mA) ；

    4、绝缘等级：F级（特殊等级可定制）；

    5、绝缘电阻：≥2M欧姆测试仪器：ZC25B 一4 型兆欧表<1000 V）；

    6、连接方式：Y/Y 、△/Y0 、Yo/△，自耦式（可选）；

    7、线圈允许温升：I00K；

    8、散热方式：自然风冷或温控自动散热；

    9、噪音系数：≤30dB。

    温度控制系统

    干式变压器的安全运行和它的使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全的可靠性。

    冷却方式

    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。

    ⒈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。

    ⒉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）。

    ⒊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。

    1.安全，防火，无污染，可直接运行于负荷中心；

    2.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；

    3.低损耗，低噪音，节能效果明显，免维护；

    4.散热性能好，过负载能力强，强迫风冷时可提高容量运行；

    5.防潮性能好，适应高湿度和其他恶劣环境中运行；

    6.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；

    7.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

    ⑴缠绕；

    ⑵环氧树脂加石英砂填充浇注；

    ⑶玻璃纤维增强环氧树脂浇注（即薄绝缘结构）；

    ⑷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。

    构造性能

    ⑴固体绝缘包封绕组

    ⑵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。

    《2013-2017年中国干式变压器行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》显示，我国至今已成为世界上干变产销量的国家。目前国外的各种高低压电器产品，占据着国内的一些重要市场，唯独干式变压器从20 世纪末以后，几乎再没有从国外进口，在国内的重点项目和重大工程中，难觅国外干变的踪影。

    当前，城乡电网建设步伐加速，我国发电量和用电量与日俱增。通常而言，每增加1kW 的发电量，需要增加11kVA 的变压器总容量;而其中Satons配电变压器约占全部变压器总容量的1/3-1/2。据估计，干式配电变压器约占全部配电变压器的1/5-1/4。受电网建设投资的拉动，变压器行业景气度较高，2010 年以后产量将保持20%左右的增速。按照历史经验和变压器电压等级结构变化，配电变压器比例在40%左右，按照40%的比例计算，今年我国新增干式变压器产量将达2亿KVA 左右。

    近20年来，随着世界经济的发展，干变在全世界取得了迅猛的发展，尤其是在配电变压器中，干变所占的比例愈来愈大，据统计，在欧美等发达国家中，它已占到配变的40～50%。在我国，约占到50%左右。从产量上来看，我国自1989年第二次城网改造会议之后，干式变压器的产量有了显著的增长，从20世纪90年代起，每年大致以20%左右的速度递增，1999年的总产量已逼近一万MVA（该值已大大超过了10年前预测四千五MVA)，而2002年的总产量达二万MVA，2004年已达三万二千MVA。这样的增速，在世界上也是前所未有的。

    从上述数据可见，目前我国已成为世界上干式变产销量的国家之一，无论在工厂规模、产品的容量、电压等方面均已处于水平。

    ⒈有无异常声音及振动。

    ⒉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。

    ⒊变压器的风冷装置运转是否正常。

    ⒋高、低压接头应无过热.电缆头应无漏电、爬电现象。

    ⒌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。

    ⒍支持瓷瓶应无裂纹.放电痕迹。

    ⒎检查绕组压件是否松动。

    ⒏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。

    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，可以预测，未来的干式变压器将在如下几方面获得进一步发展：

    ⑴节能低噪：随着新的低耗硅钢片，箔式绕组结构，阶梯铁芯接缝，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。

    ⑵高可靠性：提高产品质量和可靠性，将是人们的不懈追求。

    ⑶环保特性认证：以欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的耐气候(C0、C1、C2）、耐环境（E0、E1、E2）及耐火（F0、F1、F2）特性的研究与认证。

    ⑷大容量：从50～2500kVA配电变压器为主的干式变压器，向10000～20000kVA/35kV电力变压器拓展，随着城市用电负荷不断增加，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。

    ⑸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器发展。可以预言，21世纪的配电变压器将属于性能优越、低噪声及节能的树脂绝缘干式变压器。

    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。

    SG（B）10非包封H级干式变压器是采用绝缘纸为基础的绝缘系统。在变压器的整个使用寿命期都保持的电气性能和机械性能。绝缘纸不易老化，耐收缩剂抗压缩，加上弹力特强，因此可以确保变压器即使使用数年之后线圈仍保持结构紧密，并且能够承受短路的压力。

    主要结构

    1、铁芯为步进式45°全斜接缝

    2、匝间、层间、段间绝缘以及绝缘筒等都用绝缘纸或成型件组成

    3、低压线圈为箔式

    4、高压线圈为连续式

    5、器身采取特殊的阻隔、降低噪声措施

    高压线圈

    高压线圈采用机械强度高、散热条件好的连续式结构，线圈绕制在成型绝缘筒上，

    采用绝缘纸包扁铜线做导体，层间采用绝缘材料绝缘纸，线圈经VPI真空压力浸渍成坚固整体，避免了多层圆筒式线圈层间电压高、散热能力差、容易热击穿、以及机械强度低的缺点，从而提高了产品运行的可靠性；防潮性能，更能承受热冲击，永不龟裂，局部放电量<5Pc，寿命期后易于分解回收，保护环境。

    低压线圈

    低压线圈为箔绕式结构，线圈采用优质铜箔和H级绝缘材料绕制而成，层间采用

    绝缘材纸为绝缘系统，线圈经VPI真空压力浸渍成坚固整体，产品机构特点：

    1、线圈机械强度高，抗短路能力强。

    2、线圈抗热冲击能力强，产品寿命提高。

    3、线圈“防潮、防尘、防盐雾”能力强。

    铁芯

    铁心材料选用0.2mm厚优质高导磁硅钢片45°全斜搭接，铁心采用不冲孔、

    拉板结构；表面涂以绝缘漆，防潮防锈、损耗低、噪音小。 运行噪音比国标下降16db左右，可达国家一级居民区噪音要求。

    VPI

    真空压力浸渍技术

    ①预热: 将线圈预热至135-150℃,保持数小时，取出线圈，降低表面温度；

    ②真空: 将浸渍罐盖打开, 放入线圈, 然后关闭罐盖抽真空；

    ③浸渍: 开启浸渍罐的释放阀，放入浸渍漆至线圈顶部50mm以上,关闭转换阀；

    ④真空: 再抽真空，维持约30分钟；

    ⑤加压: 关闭浸渍罐的真空阀; 开启浸渍罐的压力阀, 把压力加至6帕；

    ⑥滴干: 取出线圈，待线圈的漆完全滴干为止；

    ⑦烘干: 将线圈放入烘房, 调校温度135-150℃,连续烘8-10小时；

    ⑧冷却: 线圈烘完后, 取出线圈, 冷却至室温，过程结束。

    性能特点

    高安全性

    SG10变压器无可燃性树脂，在使用过程中不助燃，能阻燃，不会爆炸及释放有毒气体、不会对环境、其他设备和人体造成危害，对湿度、灰尘、污染不敏感；运行无局部放电及永无“龟裂”的可能。

    高可靠性

    高、低压线圈均选用NOMEX绝缘材料、并经VPI真空加压设备多次浸渍H级无溶剂浸渍漆，并多次高温烘培固化。产品为H级（180℃），而主要绝缘材料是C级（220℃）,过负荷能力强，有很好的抗短路能力。在通风良好的情况下，允许过载20%运行。

    节能环保

    产品寿命结束后，钢、铁等材料易回收；

    所有使用的NOMEX纸燃烧时不会释放有毒物质；

    其他绝缘材料能降解、不污染环境；

    产品的损耗低、节能；

    噪音低、设计灵活。

    发展前景

    迄今为止，H级干式变压器在我国干式变压器市场中所占份额很小，其中仅有少数有影响的生产厂家。由于我国绝大多数干式变压器的制造厂家都是引进的环氧浇注式结构，且这类产品早已为广大用户所接受，成本与售价正不断降低。所以，在我国，环氧浇注式厂家占据于式变压器市场主导地位的局面，预期在相当一段时间内不太可能改变。

    仍有部分原生产油浸式变压器的厂家打算制造干式变压器产品，基于减少初期投资以及创新等的考虑，一些厂家正打算向H级类产品发展。

    H级类产品在我国未来的发展前景仍然主要决定于产品的质量与价格。不容否认的是用户对过载能力的需求，用户对这类产品的接受与认同程度，都将影响其发展前景。

    在新的世纪中，随着国家对防火安全性、变压器运行寿命终结后废弃物质的降解处理等环保要求的提高，以及未来国家具体的环保政策的走向等，H 级干式变压器将以其在环保方面的优势，在未来的市场竞争中形成较强的竞争能力，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。此种技术的变压器是中国未来发展的趋势，今后将会有非常广阔的发展前景。

    式变压器微机保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护；针对配网终端高压配电室量身定做，以三段式无方向电流保护为核心，配备电网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机，方便实现配网自动化；装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投功能，可灵活实现进线备投及母分备投功能。

    干式变压器微机保护装置采用了国际先进的DSP和表面贴装技术及灵活的现场总线（CAN）技术，满足变电站不同电压等级的要求，实现了变电站的协调化、数字式及智能化。此系列产品可完成变电站的保护、测量、控制、调节、信号、故障录波、电度采集、小电流接地选线、低周减载等功能，使产品的技术要求、功能、内部接线更加规范化。产品采用分布式保护测控装置，可集中组屏或分散安装，也可根据用户需要任意改变配置，以满足不同方案要求。

    (1)节能低噪：低损耗硅钢片，阶梯步迭铁心接缝，箔式绕组结构，噪声研究的深入，环境保护要求，计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其发展，将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。然而，对于单纯靠材料的投入来降低铁损或铜损，我们认为是不可取的。

    (2)高可靠性：电气产品，尤其是变压器，其运行可靠性是特别重要的。在电磁场理论及其计算、波过程、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量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高干式变压器的可靠性，将是人们的不懈追求。

    (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气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。

    (4)大容量：配电变压器容量通常在2,500KVA以下。随着城市用电负荷不断增加，城网区域性变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心，35KV大容量的区域供电干式电力变压器将获得广泛应用。顺特已经生产了近十台35KV 16,000/24,000KVA超大容量的干变。

    (5)多功能组合及智能化：从单一只具变电功能的变压器，向带有强迫风冷、保护外壳、功率计量、计算机接口、封闭母线、各种低压侧向出线等多功能组合式变压器发展;引入TTU智能化接口，具有数据处理、状态控制、状态显示等功能，从而使变压器成为一种多功能智能化、随时处于运行状态的电气设备。

    (6)多领域发展：从以配电变压器为主，向发电厂励磁变、厂用变、轨道交通牵引整流变、大电流电炉变、核电站、船用、采油平台用等特种变压器及多用途多领域发展。近几年顺特电气已在诸多领域中研发并批量生产了这些特殊产品。

    (7)多材料、多品种：在我国，环氧树脂真空浇注干式变压器占据着主导市场。

    干式变压器应符合的要求：

    a） 变压器与低压配电柜并列安装时其外壳的防护等级不低于IP3X，分列安装时不低于IP2X；

    b） 铁芯，套管表面无火花放电痕迹；

    c） 套管，绝缘子外部无破损，裂纹；

    d） 变压器绕组浇注体无裂纹和附着脏物；

    e） 铁芯，套管表面无严重积污现象；

    f） 变压器声响正常。