干式變壓器用橫流式冷卻風(fēng)機(jī)起草單位

沈陽變壓器研究院股份有限公司、浙江爾格科技有限公司等。

孫軍、黎賢鈦等。

自1964 年德國AEG公司研制出第一臺400kVA/ 20kV 環(huán)氧澆注干式變壓器起,干式變壓器就進(jìn)入一個大發(fā)展的階段,與此同時,美國也發(fā)現(xiàn)了Nomex絕緣紙,可作為H 級干式變壓器的絕緣材料,這樣當(dāng)前干式變壓器就有兩大類,一類為環(huán)氧型,另一類為Nomex紙型。

當(dāng)前在美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家，干式變壓器的產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)配電變壓器產(chǎn)量的20%以上，成套變電站中，干式變壓器已經(jīng)占80～90%。

《2013-2017年中國干式變壓器行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，我國至今已成為世界上干變產(chǎn)銷量最大的國家。目前國外的各種高低壓電器產(chǎn)品，占據(jù)著國內(nèi)的一些重要市場，唯獨干式變壓器從20 世紀(jì)末以后，幾乎再沒有從國外進(jìn)口，在國內(nèi)的重點項目和重大工程中，難覓國外干變的蹤影。在我國輸電網(wǎng)現(xiàn)行組織構(gòu)建模式下,10k V干式變壓器占比逐年增大。

當(dāng)前，城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)步伐加速，我國發(fā)電量和用電量與日俱增。通常而言，每增加1kW 的發(fā)電量，需要增加11kVA 的變壓器總?cè)萘?而其中Satons配電變壓器約占全部變壓器總?cè)萘康?/3-1/2。據(jù)估計，干式配電變壓器約占全部配電變壓器的1/5-1/4。受電網(wǎng)建設(shè)投資的拉動，變壓器行業(yè)景氣度較高，2010 年以后產(chǎn)量將保持20%左右的增速。按照歷史經(jīng)驗和變壓器電壓等級結(jié)構(gòu)變化，配電變壓器比例在40%左右，按照40%的比例計算，我國新增干式變壓器產(chǎn)量將達(dá)2億KVA 左右。

在我國，1966年沈陽變壓器廠研制成功ZSG-1800/10導(dǎo)向風(fēng)冷H級干式變壓器，上海變壓器廠研制成功SG3-800/10/1.2/0.4三線圈自冷H級干式變壓器，70年代末上海變壓器廠自行設(shè)計開發(fā)SCL-630環(huán)氧澆注變壓器。 近20年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，干變在全世界取得了迅猛的發(fā)展，尤其是在配電變壓器中，干變所占的比例愈來愈大，據(jù)統(tǒng)計，在歐美等發(fā)達(dá)國家中，它已占到配變的40～50%。在我國，約占到50%左右。從產(chǎn)量上來看，我國自1989年第二次城網(wǎng)改造會議之后，干式變壓器的產(chǎn)量有了顯著的增長，從20世紀(jì)90年代起，每年大致以20%左右的速度遞增，1999年的總產(chǎn)量已逼近一萬MVA（該值已大大超過了10年前預(yù)測四千五MVA)，而2002年的總產(chǎn)量達(dá)二萬MVA，2004年已達(dá)三萬二千MVA。這樣的增速，在世界上也是前所未有的。

從上述數(shù)據(jù)可見，目前我國已成為世界上干式變產(chǎn)銷量最大的國家之一，無論在工廠規(guī)模、產(chǎn)品的容量、電壓等方面均已處于世界領(lǐng)先水平。

SG（B）10非包封H級干式變壓器是采用絕緣紙為基礎(chǔ)的絕緣系統(tǒng)。在變壓器的整個使用壽命期都保持極佳的電氣性能和機(jī)械性能。絕緣紙不易老化，耐收縮劑抗壓縮，加上彈力特強(qiáng)，因此可以確保變壓器即使使用數(shù)年之后線圈仍保持結(jié)構(gòu)緊密，并且能夠承受短路的壓力。

干式變壓器主要結(jié)構(gòu)

1、鐵芯為步進(jìn)式45°全斜接縫

2、匝間、層間、段間絕緣以及絕緣筒等都用絕緣紙或成型件組成

3、低壓線圈為箔式

4、高壓線圈為連續(xù)式

5、器身采取特殊的阻隔、降低噪聲措施

干式變壓器高壓線圈

高壓線圈采用機(jī)械強(qiáng)度高、散熱條件好的連續(xù)式結(jié)構(gòu)，線圈繞制在成型絕緣筒上，采用絕緣紙包扁銅線做導(dǎo)體，層間采用絕緣材料絕緣紙，線圈經(jīng)VPI真空壓力浸漬成堅固整體，避免了多層圓筒式線圈層間電壓高、散熱能力差、容易熱擊穿、以及機(jī)械強(qiáng)度低的缺點，從而提高了產(chǎn)品運行的可靠性；防潮性能極佳，更能承受熱沖擊，永不龜裂，局部放電量<5Pc，壽命期后易于分解回收，保護(hù)環(huán)境。

干式變壓器低壓線圈

低壓線圈為箔繞式結(jié)構(gòu)，線圈采用優(yōu)質(zhì)銅箔和H級絕緣材料繞制而成，層間采用絕緣材紙為絕緣系統(tǒng)，線圈經(jīng)VPI真空壓力浸漬成堅固整體，產(chǎn)品機(jī)構(gòu)特點：

1、線圈機(jī)械強(qiáng)度高，抗短路能力強(qiáng)。

2、線圈抗熱沖擊能力強(qiáng)，產(chǎn)品壽命提高。

3、線圈“防潮、防塵、防鹽霧”能力強(qiáng)。

干式變壓器鐵芯

鐵心材料選用0.2mm厚優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁硅鋼片45°全斜搭接，鐵心采用不沖孔、拉板結(jié)構(gòu)；表面涂以絕緣漆，防潮防銹、損耗低、噪音小。 運行噪音比國標(biāo)下降16db左右，可達(dá)國家一級居民區(qū)噪音要求。

干式變壓器VPI

真空壓力浸漬技術(shù)

①預(yù)熱: 將線圈預(yù)熱至135-150℃,保持?jǐn)?shù)小時，取出線圈，降低表面溫度；

②真空: 將浸漬罐蓋打開, 放入線圈, 然后關(guān)閉罐蓋抽真空；

③浸漬: 開啟浸漬罐的釋放閥，放入浸漬漆至線圈頂部50mm以上,關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥；

④真空: 再抽真空，維持約30分鐘；

⑤加壓: 關(guān)閉浸漬罐的真空閥; 開啟浸漬罐的壓力閥, 把壓力加至6帕；

⑥滴干: 取出線圈，待線圈的漆完全滴干為止；

⑦烘干: 將線圈放入烘房, 調(diào)校溫度135-150℃,連續(xù)烘8-10小時；

⑧冷卻: 線圈烘完后, 取出線圈, 冷卻至室溫，過程結(jié)束。

干式變壓器性能特點

高安全性

SG10變壓器無可燃性樹脂，在使用過程中不助燃，能阻燃，不會爆炸及釋放有毒氣體、不會對環(huán)境、其他設(shè)備和人體造成危害，對濕度、灰塵、污染不敏感；運行無局部放電及永無“龜裂”的可能。

高可靠性

高、低壓線圈均選用NOMEX絕緣材料、并經(jīng)VPI真空加壓設(shè)備多次浸漬H級無溶劑浸漬漆，并多次高溫烘培固化。產(chǎn)品為H級（180℃），而主要絕緣材料是C級（220℃）,過負(fù)荷能力強(qiáng)，有很好的抗短路能力。在通風(fēng)良好的情況下，允許過載20%運行。

節(jié)能環(huán)保

產(chǎn)品壽命結(jié)束后，鋼、鐵等材料易回收；

所有使用的NOMEX紙燃燒時不會釋放有毒物質(zhì)；

其他絕緣材料能降解、不污染環(huán)境；

產(chǎn)品的損耗低、節(jié)能；

噪音低、設(shè)計靈活。

干式變壓器發(fā)展前景

迄今為止，H級干式變壓器在我國干式變壓器市場中所占份額很小，其中僅有少數(shù)有影響的生產(chǎn)廠家。由于我國絕大多數(shù)干式變壓器的制造廠家都是引進(jìn)的環(huán)氧澆注式結(jié)構(gòu)，且這類產(chǎn)品早已為廣大用戶所接受，成本與售價正不斷降低。所以，在我國，環(huán)氧澆注式廠家占據(jù)于式變壓器市場主導(dǎo)地位的局面，預(yù)期在相當(dāng)一段時間內(nèi)不太可能改變。

仍有部分原生產(chǎn)油浸式變壓器的廠家打算制造干式變壓器產(chǎn)品，基于減少初期投資以及創(chuàng)新等的考慮，一些廠家正打算向H級類產(chǎn)品發(fā)展。

H級類產(chǎn)品在我國未來的發(fā)展前景仍然主要決定于產(chǎn)品的質(zhì)量與價格。不容否認(rèn)的是用戶對過載能力的需求，用戶對這類產(chǎn)品的接受與認(rèn)同程度，都將影響其發(fā)展前景。

在新的世紀(jì)中，隨著國家對防火安全性、變壓器運行壽命終結(jié)后廢棄物質(zhì)的降解處理等環(huán)保要求的提高，以及未來國家具體的環(huán)保政策的走向等，H 級干式變壓器將以其在環(huán)保方面的優(yōu)勢，在未來的市場競爭中形成較強(qiáng)的競爭能力，因此它一方面受到制造廠家的青睞，另一方面也給用戶一個更多的選擇，相信在不久的將來，它會越來越受廣大用戶的歡迎，甚至?xí)紦?jù)傳統(tǒng)干變的一部分市場。此種技術(shù)的變壓器是中國未來發(fā)展的趨勢，今后將會有非常廣闊的發(fā)展前景。