NOMEX-系统配电变压器的安全与环保

nomex nomex 系统配电变压器的安全与环系统配电变压器的安全与环 保保 当今世界 无论是发达国家还是发展中国家 配电变压器均属 于应用量大 面广的产品 配变也都存在安全 环保方面的问 题 为了不使之成为制约电力工业可持续发展的因素 这一问 题值得全行业密切关注 2003 年 8 月 14 日 美加停电事件导致数十万人陷入黑暗 美 国仅一天停电损失就达 300 亿美元 加拿大安大略省损失 50 亿 加元 随后 英国伦敦发生大面积停电事件 持续不断的停电 既影响了人们正常的工作生活 同时又影响了人们的生活质量 人们在关注电力网安全的时候可能尚未意识到配电网中终端设 备配电变压器存在的安全隐患与环保问题 迎峰度夏期间 因 设备包括配电在内的故障造成了许多电力用户停电 给社会安 定和人民群众的生活带来了一定影响 例如 2003 年 8 月 17 日的 中国电力报 以 抢修 抢修 再抢修 为题报道了某 用电管理所抢修班的一天 2003 年 7 月 23 日一个小小的用 电所接到的抢修电话就达 300 个 配电变压器故障是导致抢修 频繁的一个重要原因 去年冬夏用电高峰期 我国电力不能满足广大用户需求的问题 已成为全社会关注的焦点 配电变压器普遍出现过负荷严重的 现象 国内先后有十九个城市出现了限电或拉闸的情况 农网和城网经大力改造后 配变的性能和运行质量虽有所改观 但仍有较大的隐患 大致存在以下几个问题 1 根据目前城农网的普遍特点 负载率在大多数时间内为 30 40 但在高峰时 会经常超负荷运行 一方面 有很多不 确定因素 例如 夏天连续高温 空调负荷猛增 农忙或抗旱 期间 农网负荷骤增 都有可能使配电短时过载 另一个方面 高速发展的经济增长带来工业和居民用电需求的增长速度超过 电网的建设速度 过载现象一时难以避免 2 配变虽有报警和保护装置 但即使报警或跳闸后也无法在短 时间内更换变压器 结果造成配变持续超负荷以至烧毁 3 过载配变的最大隐患是可能发生火灾 并且在燃烧时产生有 害气体 4 随着两网改造和电网的不断发展 配电变压器用量剧增 配 电使用寿命期后的环保 回收问题 将成为一个严峻的课题 近年来为适应国家在城乡电网改造的需求 发展了一批新型优 质的配电变压器 使配电网络的变压器更趋先进 供电更可靠 以杜邦 nomex 绝缘系统为主线而开发的系列配电变压器在适应 了现代电网过载电压 安全 可靠 环保等需求的研究上取得 了重大发展 并在国内外积累了丰富的运行经验 推动了国内 外配电变压器的发展 该系列配变主要向两个方向发展 一是 干式配电变压器 二是与高燃油配合使用的液浸式配电变压器 下面作重点介绍 一 nomex 绝缘系统干式变压器 在要求防火 防爆的场所 如商业中心 机场 地铁 高层建 筑 水电站等常选用干式配电变压器 与传统环氧浇注干式变 压器不同的是 它将绝缘等级提高到 h 级 这种变压器以耐高 温的杜邦 c 级 nomex 绝缘纸作为主要绝缘材料 作为一种 高品质绝缘材料 nomex 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 劳氏船级社 德国 vde iec 加拿大标准协会和核电规范等 的认证 nomex 纸是一种芳香聚酰胺高分子化合物 无毒 无味 由美 国杜邦公司独家生产经营 已广泛运用于宇航 电机 机车 核工业等领域 介电常数与空气最为接近 运用于变压器上 使电场分布更加均匀 nomex 绝缘纸比重小 重量轻 使用寿 命长 美国海军和其他机构认定 nomex 绝缘纸在 220 的高温 环境下稳定运行可达 25 年之久 180 的高温环境下稳定运行 可达 40 年以上 nomex 纸化学性能稳定 能与各种浸渍漆 树脂相溶 有很好的抗割穿性能和抗拉强度 满足生产工艺要 求 c 级阻燃性小的无溶济绝缘漆流动性好 浸渍能力强 经 过真空压力浸漆工艺能充分渗透到变压器绕组的空隙部位 既 提高了线圈的机械强度又使产品的局部放电量保持在 2 3pc 的 超低值 实践证明 该类 nomex 绝缘干式变压器已得到国内外绝大多数 用户的认可 近年来有迅猛发展之势头 该类 nomex 绝缘系统 配电变压器可以使配电网达到 1 可靠性更高 产品满足国家标准 绝缘耐热等级达 h 级 主要绝缘材料 c 级 留有较大的裕度 比一般干式变压器有更强的过负载能力 变 压器在正常使用情况下可免维修 2 安全性更好 变压器在使用中不会助燃 能阻燃 不会爆炸及释放出有害气 体 不会对环境 其他设备特别是对人体造成危害 3 满足环保性要求 nomex 与空气的介电常数非常接近 线圈周围的电场分布均匀 局放小 产品在使用寿命结束后 线圈可以回收 资源可以重 新利用 不会对环境造成危害和污染 噪声低 4 质量保证 杜邦 reliatran 技术变压器特许制造商均已通过 iso9001 质量体 系认证 杜邦 reliatran 技术变压器特许制造商生产的变压器 只有在符 合杜邦公司制订的 reliatran 技术变压器标准的条件下才可悬挂 杜邦 reliatran 技术变压器铭牌 杜邦 reliatran 技术变压器特许制造商为其悬挂杜邦 reliatran 技 术变压器铭牌的变压器 提供 5 年的质保期 5 其他 nomex 纸与空气的介电常数非常接近 线圈周围的电场均匀 局放小 且产品的耐热等级高 因而变压器的体积小 重量轻 二 nomex 与高燃点 油配合的液浸变压器 该类变压器在箱式变电站和户外配电变压器中有更为广阔的应 用空间 杜邦 nomex 纸绝缘性能和机械强度远远优于普通电缆 纸 油是由美国 dsi 公司生产的一种性能优良的高科技环保油 其最大的特点是燃点高 防火性好 公安部消防科研所测试 其燃点为 310 而普通油为 165 其成分为 100 碳氢化 合物 可完全生物降解 无毒性 对人体和环境无害 可循环 利用 而且与变压器中其它材料具有相容性 与常规油可以混 合使用 油与 nomex 绝缘纸配合制造的液浸变压器 符合美国标准 nec450 23 目前 在美国国家实验室 五角大楼 空军基地 国家海岸护卫队 海军 航空总署等地都使用这种变压器 且 运行良好 在使用高燃点油变压器的场所 发生火灾和爆炸的 概率大大降低 这种新型变压器近几年在美国得到迅速发展 已占到电力变压器的 5 而且比例还在上升 国际电工委员会也 正在考虑制定利用高耐温绝缘作为绝缘系统的配电变压器的设 计导则 nomex 绝缘纸 液变 它的优点是安全 防火 运行费用小及 环保性能好 最大特点是可靠性强 使用这种 nomex 绝缘纸 液变 将会大大改变目前的配变状况 1 短期超负荷能力强 经过计算和温升试验 在 150 负荷下 运行 其线圈和油的热点温度均低于其耐温等级 不会损伤其 绝缘寿命 2 长期使用可免换油 免维护 克服现有普通油变缺点 节约 运行成本 3 油与普通变压器油相比 其黏度明显高于普通变压器油 而且变压器油箱设有独特的压力释放装置 运行中不会过压 不易渗漏 4 nomex 绝缘纸 液变压器即具有干变的优点 又适宜户外 运行 5 数量庞大的配电变压器 使用寿命期后材料的回收和循环使 用以及废弃物的生物降解符合可持续发展和环保的要求 而 nomex 绝缘纸在寿命期后可生物降解 油本身的工作温度远 远低于其耐温等级 因此可经过处理再循环利用 处理后的废 弃物可被土壤中的微生物分解并无毒性 因此不会在环境中长 期聚集而造成污染 总而言之 nomex 绝缘系统为电气绝缘建立了新的规范为配电 网的安全环保 提高了强有力的材料 技术保证 总的来说 nomex 绝缘系统具有五大特点 1 增强了承受谐波负载的能力 变压器在高次谐波负载下 会产生很高的热点温度 因而需降 低基准设计温度来进行补偿 而使设备的尺寸增加 使用 nomex 绝缘系统的配电变压器 则具有很大的温度储备能力 可以承受这些热点温度 从而不会影响变压器的使用寿命 2 提高了变压器的储备容量 充分满足 n 1 原则 如果变压器要在额定负载或接近额定负载的情况下连续运行 那么效率是极为重要的 在这种情况下 可以选择用 nomex 绝 缘系统的配电变压器 这种变压器可以在超载的情况下连续运 行 这比另增加一台辅助变压器的费用要低得多 3 提高了变压器的可靠性和寿命 加速热老化时温度对 nomex 的重要电性能和机械性能的影响可 用阿仑尼乌斯曲线表达 这已经被美国保险商实验所 ul 美国海军和其他机构所认可 例如 在 400 750 f 温度下 nomex 绝缘纸仍能在数小时内 300v mil 12kv mm 的介电强