干式变压器在中国的发展doc-干式变压器在中国的发展

1、干式变压器在中国的发展陈季湳 柳 溪摘要：目前前世界已已经有的的各种类类型的干干式变压压器基本本上在我我国市场场上都已已经出现现，干式式变压器器的用户户有了比比较多的的选择余余地，这这是好事事。本文文就市场场上各种种类型的的干式变变压器作作些初步步介绍，便便于用户户合理选选择。本本文还对对今后干干式变压压器还可可以发展展的品种种作些建建议，给给生产厂厂家和用用户参考考。关键键词：干干式变压压器 一一、 前前言：自自从法拉拉第发现现电磁感感应现象象后，一一个世纪纪前最早早出现的的变压器器就是干干式变压压器。由由于这种种变压器器容量不不能做大大，电压压无法做做高，技技术上受受到了极极大的限限制。变

2、变压器油油的出现现给变压压器技术术发展立立下了不不可磨灭灭的功绩绩。这种种廉价的的、绝缘缘和导热热性能良良好的油油介质使使变压器器应用范范围变得得非常宽宽广。与与此同时时，变压压器也出出现一些些事故，燃燃烧、爆爆炸。严严重威胁胁着人们们的生命命财产安安全。这这一切把把原因都都归罪于于会燃烧烧的变压压器油身身上。特特别是用用电量迅迅猛增长长后配电电中心越越来越靠靠近人们们活动中中心，此此时安全全是第一一位的，而而这种配配电变压压器容量量不用大大，电压压不会高高，采用用干式变变压器是是再好不不过的。上上个世纪纪五、六六十年代代在中国国出现了了B级绝绝缘的国国外叫做做OVVDT的的敞开、通通风冷却却

3、干式变变压器。这这种干式式变压器器由于绝绝缘材料料价格高高，性能能差，制制造工艺艺简单，使使得变压压器可靠靠性低，故故障率高高。没有有得到大大家的认认可。其其实在当当时，国国外已经经出现环环氧树脂脂和NOOMEXX纸。这这样，在在欧洲就就开发了了环氧树树脂浇注注干式变变压器，而而美国就就开发了了用NOOMEXX纸作作绝缘的的OVVDT敞敞开式、通通风冷却却干式变变压器。接接着法国国采用美美国杜邦邦公司经经过ULL认证的的NOMMEX绝缘规规范开发发出SEECURRAMIIDVVDT包包封、通通风冷却却干式变变压器（SSECUURAMMID是由美美国杜邦邦公司在在全球注注册的商商标，云云南变压压

4、器厂把把它译音音为赛赛格迈-笔笔者注）。二、 干式变压器的分类：干式变压器分类有很多种方法，如按型号分，有SC（环氧树脂浇注包封式）、SCR（非环氧树脂浇注固体绝缘包封式）、SG（敞开式）。也可按绝缘等级分，有B级，F级，H级和C级，国外有些国家在H和C级之间还有一个N级。它们的温度限制见表1。 表1 各绝缘耐热等级的温度限制值 绝缘的温度度等级A级E级B级F级H级N级C级最高允许温温度（）105120130155180200220绕组温升限限值（KK）607580100125135150性能参考温温度（）8095100120145155170我们在这里里按变压压器所选选用的绝绝缘材料料来分类

5、类，分类类见表22表22 干式式变压器器分类分类SF6气体体环氧树脂NOMEXX其他类真空浇注工工艺缠绕工艺敞开式OVVDT浸浸渍工艺艺包封式VDDT涂层层工艺厚绝缘有填填料薄绝缘无填料有填料下面我们把把这些变变压器分分别作些些简单的的介绍。 1、 SF66气体绝绝缘干式式变压器器：SFF6变压压器在日日本应用用比较广广泛，而而在我国国则很少少。它与与其他干干式变压压器相比比较最突突出的优优越性在在于应用用领域很很广泛，这这种变压压器容量量可以做做到三相相3000MVAA，电压压可以做做到单相相5000kV（都都是由日日本制造造），同同样它也也可以制制造100kV级级配电变变压器（早早在199

6、88年年我国的的广州高高压电器器厂、北北京二变变、常州州变压器器厂都开开发过，其其中北京京二变曾曾经小批批量生产产）。而而且它的的结构设设计和制制造工艺艺与传统统的油浸浸变压器器有很多多雷同之之处。变变压器制制造厂不不用很多多的设备备投入就就可以去去研究开开发它了了。当然然它的缺缺陷也是是很明显显的，SSF6气气体在金金属过热热时会被被分解出出一种SSF4的的极毒物物质，加加上制造造工艺不不好，产产生泄漏漏后对大大气，对对人们带带来的后后果不堪堪设想。因因此，很很多国内内专家认认为在制制造工艺艺达不到到一定水水平时不不应提倡倡在中国国发展这这种变压压器。22、 环环氧树脂脂真空浇浇注变压压器：

7、（11） 早早在700年代上上海和北北京变压压器厂相相继开发发出厚绝绝缘带石石英粉填填料的在在真空状状态浇注注的环氧氧树脂包包封干式式变压器器，从此此干式变变压器在在我国正正式成为为批量供供应的新新一代产产品，尽尽管由于于当时它它在材料料上，制制造工艺艺上存在在一些问问题而被被后来的的纯环氧氧树脂的的薄绝缘缘技术所所替代，但但它毕竟竟为干式式变压器器开创了了一个好好的开端端，推动动了我国国干式变变压器技技术的发发展。 （2） 由于厚厚绝缘（66mm）难难于解决决开裂问问题，正正在人们们对环氧氧树脂干干式变压压器技术术产生怀怀疑时，顺顺德变压压器厂成成功地从从德国引引进不带带石英填填料的纯纯环氧

8、树树脂薄绝绝缘（11-3mmm）技技术，它它的出现现，使我我国的干干式变压压器的技技术得到到迅速发发展。由由于这种种技术的的产品质质量比较较稳定（用用进口的的浇注设设备和进进口的树树脂），用用户比较较满意。加加上当时时制造厂厂有较好好的经济济效益，大大家纷纷纷上马。开开始100多家，后后来300家，770家，现现在有1100多多家采用用这种技技术。目目前已经经占干变变市场的的90-95%，生产产能力每每年已经经超过330000万kVVA。供供已经大大于求好好多了。这这种变压压器大家家都已经经很熟悉悉，我们们就不多多说了。（33） 在在本世纪纪初上海海GE公公司采用用美国技技术研究究开发出出H级

9、绝绝缘的带带填料的的薄绝缘缘环氧树树脂真空空浇注干干式变压压器，变变压器的的内部的的部分绝绝缘材料料采用NNOMEEX绝绝缘纸。他他成功的的解决了了变压器器内部各各种绝缘缘构件之之间的绝绝缘配合合、工艺艺配方和和浇注均均匀等技技术难题题。它的的出现把把环氧树树脂包封封的干式式变压器器绝缘耐耐热等级级从B级级、F级级 提高高到H级级，但是是要提高高到C级级，目前前的技术术是不可可能的。3、 环氧树脂缠绕工艺干式变压器：（1） 上海ABB公司制造的被称为雷神技术的干式变压器，也是一种有特色的产品。它不要贵昂的浇注设备和繁多的浇注模，产品的派生和生产十分方便。预浸的玻璃纤维紧密的包绕和高温固化后，使

10、变压器的机械强度特别好。 （2） 当然它的难点在于局放，因此, 主纵绝缘的场强要按不产生局放进行选择, 这样变压器的体积可能会大一点。相对制造成本也不低。另外, 线圈的外观没有用模子浇注的产品那样光滑。这种产品无论在中国或国外都不多见。现在用环氧树脂作主要绝缘的产品, 在中国已经很普遍, 也被很多用户所接受。但是，最近很多专家指出干式变压器的最终降解处理，以及环保问题，应当引起大家的重视。4、 采用NOMEX纸绝缘规范类干式变压器：41我们了解了NOMEX纸的性能，就可以清楚地知道这种变压器的特点。 （1） NNOMEEX绝绝缘纸是是由一种种芳香聚聚酰胺聚聚合物的的纤维组组成。 图图 一 NO

11、MMEX 简化化的分子子结构这这种纤维维织成布布就是一一种耐酸酸、耐碱碱、防火火的消防防服或宇宇航服。我我们从它它的分子子结构中中可以看看到，它它没有弱弱的C-H键，即即使在外外部高温温作用下下也破坏坏不了它它的分子子结构，只只能使分分子之间间的键断断裂，因因此它的的化学性性能特别别稳定。它它不会受受到昆虫虫、真菌菌和霉菌菌的侵害害。并且且与油、浸浸渍漆、氟氟碳化合合物等有有很好的的相容性性。（2） NNOMEEX绝绝缘纸的的电气性性能非常常突出，可可以归纳纳为下面面几点：l 在在2500的高高温下仍仍具有很很高的表表面电阻阻率（110133 /cm）和体体积电阻阻率（110111 /cm）；

12、ll 在很很宽的频频率范围围内，在在2000及以以下温度度时，介介质损耗耗始终在在0.001；ll 它的的相对介介电常数数只有11.5-2.55，比很很多常用用的绝缘缘材料都都低；ll 它的的工频击击穿电压压达355kV/mm，并并且沿面面放电起起始电压压很高。（3） NOMEX绝缘纸有良好的机械性能：经过高温高压处理过的NOMEX绝缘纸的延伸率几乎稳定不变，它有很高的抗撕裂强度，有很好的耐磨性和韧性。，它不但有良好的高温机械性能，而且还有良好的低温机械性能。（4） NOMEX绝缘纸的耐温等级最高，为C级，长期可稳定的在220温度下安全工作。在350时可以承受短时运行，在250时不会软化、熔融

13、和助燃。即使在750时不会释放出有毒或腐蚀性的气体，在很低的温度下也不会脆化。因此它在很广的的温度范围内保持性能稳定。在美国它被广泛的用在C级绝缘的产品上。（5） 它它有优良良的防潮潮性能：在相对对湿度为为95%的状态态下，致致密的NNOMEEX绝绝缘纸仍仍可保持持90%的完全全干燥时时的介电电强度。水水份很难难渗透经经高温高高压处理理的表面面。（66） NNOMEEX绝绝缘纸最最突出的的性能就就是它的的阻燃性性特别好好，经试试验证明明，它在在2500时的的限氧指指数LOOI仍然然大于220.88%，因因此它不不会助燃燃，能阻阻燃。 限氧指数（LLOI）（%）图 二 三三种不同同的绝缘缘材料限

14、限氧指数数与温度度的关系系（7） NNOMEEX绝缘纸纸的安全全性好。杜杜邦是世世界上历历史悠久久（到今今年，已已经有2200年年的历史史）的化化工公司司，他有有强烈的的安全和和环保意意识。他他的产品品-NNOMEEX绝缘纸纸也就是是这样一一种产品品，它在在被燃烧烧时都不不会释放放出有害害物质，关关于这一一点，从从云南变变压器厂厂生产的的干式变变压器在在意大利利CESSI独立立实验室室的F11耐火能能力试验验中可以以得到验验证。（88） 从从NOMMEX绝缘纸纸的老化化试验中中可以看看到，在在2500的高温温10万万小时作作用下，它它的介电电强度、抗抗拉强度度以及及及延伸率率仍然保保持了很很好

15、的状状态，得得到美国国UL的的认证。42杜邦邦RelliattraNN技术OOVDTT敞开开式干式式变压器器：由江苏扬中中中电设设备制造造公司采采用美国国杜邦公公司的RReliiatrraN技术变变压器规规范，开开发出OOVDTT敞开开式干式式变压器器，在220000年通过过了SGG10型型10kkV级330-225000kVAA的两部部鉴定，正正式推向向市场。并并成为杜杜邦RelliattraNN技术变变压器的的特许制制造厂。这种变压器的低压为箔式或多根并绕的螺旋式线圈，高压为饼式线圈。匝间、层间、饼间垫块以及撑条都采用高密度的NOMEX纸。线圈经过多次真空、压力（VPI）浸渍处理。工艺方法

16、又可以分为两种。一种是仅仅处理线圈，浸渍罐尺寸可以小一点，变压器的外观比较整洁。另一种方法是待变压器装配好，试验合格后，整个变压器进行浸渍，此时变压器全部被浸渍漆所包封，包封的效果更佳。在这里我们介绍前一种方法。这个工艺过程大致是这样的： l 预热：先把线圈整理好，试验合格，然后把它放入烘房，经过一定的温度和时间的烘焙，把线圈取出，表面温度降到100；l 真空：将线圈放入VPI浸渍罐，抽真空到 5mm汞柱，维持一段时间；l 浸渍：开启VPI浸渍罐的释放阀，放入浸渍漆；至线圈顶部50mm以上；l 真空：再抽真空，维持一段时间；l 加压：解除真空后，加6个巴压力，维持较长一段时间；l 滴干：解除压

17、力后，把线圈取出，把漆尽量滴干；l 烘干：把线圈放入烘房，烘干；l 冷却：把线圈取出，冷却待装。这类变压器外表看来和以前B级绝缘敞开式干式变压器没有多少区别，其实是两种完全不同的产品。它的绝缘材料用的是高性能的NOMEX绝缘纸，而B级绝缘的绝缘材料采用的是玻璃纤维和环氧类，现在的制造工艺是真空压力浸渍，而B级绝缘是常温常压下浸渍。另外，VPI浸渍用绝缘漆是不燃的树脂。通过真空，特别是6个巴的高压，把H级或C级的绝缘漆渗透到每一个缝隙，并把它填满，加热固化后使得线圈的导体和绝缘件彻底包封起来。经过这种工艺处理后的线圈就有很强的防潮、防污秽能力。所以笔者认为，对于敞开式干式变压器采用真空压力（VP

18、I）浸渍比仅仅只有真空（VI）浸渍效果要好，关于这一点我们也从美国EPOXYLITE公司得到证实。由于这种敞开式OVDT变压器的线圈比包封式VDT有更多的散热面，加上负载损耗的限制，变压器的运行温度有很大的裕度。这样，用户可以得到两个好处：运行可靠性高；超铭牌运行能力强，所以这种变压器在的不带风机的情况下仍然可以过载1.2倍而安全运行。43、杜杜邦RReliiatrraN技术VVDT包包封式干干式变压压器：由由杜邦RelliattrannN技技术变压压器特许许制造厂厂-昆昆明赛格格迈特种种变压器器电气有有限责任任公司（云云南变压压器电气气股份公公司的子子公司）从从法国引引进的原原称为SSECU

19、URAMMID（赛格格迈）技技术的一一种干式式变压器器，这种种技术参参照取得得UL认认可的采采用NOOMEXX芳香香聚酰胺胺纸的高高压干式式变压器器HV-1绝缘缘规范。这这绝缘规规范包括括两部分分，即绝绝缘结构构和绝缘缘系统，SSECUURAMMID（赛格格迈）技技术规范范与NOOMEXX芳香香聚酰胺胺纸的HHV-11绝缘规规范之间间有相同同的绝缘缘结构，绝绝缘系统统的不同同点是前前者最高高工作电电压Umm为111.5kkV；冲冲击电压压BILL为755kV，而而后者UUm为115kVV；BIIL为995kVV。现在在属于杜杜邦RReliiatrran变压器器的技术术范畴。这这种变压压器的设设

20、计很有有特色，它它的电、磁磁、热、力力计算中中的热和和力计算算与一般般的方法法不一样样，因而而精度较较高。在在结构设设计上也也很考究究，它的的低压采采用NOOMEXX?绝缘缘纸作全全部绝缘缘的箔式式线圈，高高压也采采用NOOMEXX绝缘缘纸作绝绝缘的分分段层式式线圈。整整个线圈圈都用高高性能的的NOMMEX纸和HH级阻燃燃、防潮潮和防污污秽的绝绝缘树脂脂包封起起来。带带涂层的的NOMMEX?纸与导导体之间间经高温温聚合，形形成一个个坚固的的整体。由由于NOOMEXX纸有有很低的的介电常常数及很很高的介介电强度度和防潮潮、防污污秽能力力，这种种变压器器的性能能十分突突出。目目前在国国内所有有的干

21、式式变压器器中也只只有它在在意大利利CESSI欧洲洲独立实实验室中中同时通通过了符符合欧洲洲标准HHD4664所规规定的FF1耐火火能力、EE2适应应环境能能力和CC2承受受热冲击击能力最最高标准准的三项项特殊试试验。这这三项特特殊试验验已经列列入20000年年版本的的IECC600076.11国国际标准准中，不不久的将将来也会会列入我我国的干干式变压压器标准准中。这这三项特特殊试验验对于干干式变压压器而言言是很有有意义的的。由于于这种变变压器的的原材料料基本上上都是进进口的，高高质量的的产品使使得售价价可能会会比普通通变压器器略略高高一点，但但绝对是是物有所所值的。44、这这两种杜杜邦RRe

22、liiatrraN技术变变压器除除了有其其自身的的特点外外，还有有一些共共同的特特点：（11）可靠靠性高，耐耐温等级级高，耐耐热裕度度大：NNOMEEX纸纸属C级级绝缘，长长期可在在2200的高高温下安安全运行行。变压压器按HH级绝缘缘设计，最最高运行行温度为为1800，选选择使用用NOMMEX 纸有有很大的的耐热裕裕度。特特别在地地下室，通通风不良良且空间间小，采采用这种种变压器器有很大大优越性性。NOOMEXX 纸纸有较高高的电气气强度，就就是在2250的高温温下仍然然有很高高的表面面和体积积电阻。更更重要的的是它有有较小的的介电常常数。这这在以空空气为介介质的干干式变压压器中，是是极其重

23、重要的，NNOMEEX 纸的介介电常数数通常在在1.552.5之间间，与空空气的介介电常数数1很接接近。在在结构设设计中，又又采用了了介电常常数较低低的其它它绝缘材材料，使使整个变变压器的的电场分分布比较较均匀，即即使绕组组内部含含有微量量的气泡泡，都不不会对产产品造成成危害。因因此，变变压器的的局放较较小。同同时，在在相同的的绝缘尺尺寸下有有较高的的耐电强强度。（22）安全全性好，NNOMEEX 纸的限限氧指数数(LOOI)高高：物质质的限氧氧指数与与材料本本身特性性和它所所处的温温度有关关。同一一种材料料，它的的温度越越高，限限氧指数数越小，也也就是说说容易被被燃烧，通通常说此此时它被被燃

24、烧后后不能自自熄。因因此，凡凡是限氧氧指数大大于200.8%（大气气中的氧氧分压值值）的绝绝缘材料料都不会会自燃和和助燃。NNOMEEX 纸在2220时的限限氧指数数为222% - 255%。在在3000时也也大于221%。因因此它在在3000以下下温度时时不会助助燃能阻阻燃，即即使被明明火点着着后也能能自熄。（见见图二）当当然不会会爆炸。NNOMEEX 纸不含含任何毒毒素，即即使被燃燃烧后，不不会释放放出有害害气体，燃燃烧的烟烟雾温度度不高，透透明度高高。因此此，在变变压器着着火后，温温度低于于3000时会会自熄，温温度高时时燃烧中中无毒，且且烟雾温温度不高高，浓度度低。另另外，它它无论在在制造、运运输、存存储和运运行过程程中都不不会给人人员、设设备和环环境造成成危害。（3）环保性好，噪声低，线圈可回收处理：Reliatran技术干式变压器无论在制造、运行和使用寿命结束后都不会对环境造成危害。特别是可以降解处理，当产品报废后，纸可以无毒焚化处理，而铜和铁可以回收。5、 其他类：以上除了SF6气体变压器外，其他形式的干式变压器在技术上很难把变压器容量做大，电压做高。现在由ABB公司研制成功一种叫电缆变压器的。