一文讲解干式变压器的特点及应用

目前，我国干式电力变压器大多为三相固体成型SC 系列，比如：SCB9 系列三相缠绕式变压器，SCB10 系列三相箔式变压器SCB9 系列三相箔式变压器。其电压等级一般都在6-35KV 范围内，最大容量可达25MVA。 干式变压器主要分为浸渍式干式变压器和树脂干式变压器两大类。 

一、浸渍式干式变压器 

国内浸渍式干式变压器导线采用玻璃丝包，垫块用相应的绝缘材料热压成型，多用于水电站、高层建筑，防火性好。

因浸渍漆的不同，变压器绝缘分B、F、H、C级，主、纵绝缘（主绝缘即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘。
纵绝缘是指变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘，主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能。）的空道全部以空气作为绝缘介质。
此种变压器受环境的影响比树脂式干式变压器的大，外型及重量均也较大，在国内外产量均趋于减少。 
云南变压器厂曾引进法国Transfix公司的制造技术，生产了一种名叫Securamid H级绝缘干式变压器。其低压为箔式绕组，高压为层式结构，中间绝缘用美国杜邦公司生产的Nomex纸。
绕组两端有端封，不怕潮，防火能力极强，可在明火750 ℃下防燃，是比较新型的干式变压器。1.2 树脂干式变压器 代表当今国内树脂浇注变压器的主导产品可分为以下三大类。 

第一类，简称线绕浇注式变压器，其高压为线绕分断圆筒浇注式，低压为线绕圆筒（或分段圆筒）浇注式；浇干式变压器的特点及应用李芊，陕西省地方电力（集团）公司注为无填料浇注。 
第二类，简称箔绕浇注式变压器，其高压为分段箔绕浇注式，低压为铜箔（或铝箔）缠绕式；浇注为加填料浇注。 
第三类，高压为线绕分断圆筒浇注式， 低压为铜箔（或铝箔）缠绕式；浇注为无填料浇注。 
上述三类产品，在产品的制造和性能上各有特点，目前在市场上也各自占据着一定的市场份额，在这篇文章中重点讨论线绕浇注式变压器。 

二、线绕浇注式变压器

2.1、结构特点 

在陕西宝鸡第二发电厂中，厂用干式变压器均为线绕浇注式变压器，电压等级为6 kV，容量为100 kVA至1600 kVA，采用室内安装方式。 
该产品高、低压绕组采用铜导线，全缠绕，玻璃纤维增强，薄绝缘，树脂不加填料，真空状态下浸渍式浇注，按特定的温度固化曲线固化成型。
高压绕组采用特种分段圆筒式结构，低压绕组视电压等级选择多层圆筒式、分段圆筒式或特种分段圆筒式。

 
2.2 技术特点 

2.2.1 耐冲击 线绕浇注变压器的高压绕组采用特种分段圆筒式结构，此结构是以普通分段圆筒式绕组为基础发展起来的，普通分段圆筒式既继承了圆筒式绕组耐冲击的优势，又解决了圆筒式绕组层间电压偏高的矛盾，是一种较为理想的绕组结构，常被称之为非共振型绕组结构。
特种分段圆筒式与普通分段圆筒式相比，进一步降低了层间电压，改善了电压分布，而且大大提高了耐受大气过电压和操作过电压的冲击强度。 
耐冲击性能的好坏不仅与绕组的结构有关，同时也决定于绕组的浇注质量和绝缘材料的电气性能。
该产品的绕组绕制完成后，是在真空状态下用纯树脂进行浇注的，且不加任何填料，这样树脂的流动性能不降低。
又因为绕组为导线绕制而成，因此树脂无论从绕组的轴向还是辐向，均可完全浸透绕组，内部不存在气泡。
绕组经烘干固摘要：该文介绍了干式变压器的分类和特点，并重点介绍了线绕浇注式变压器的结构特点，技术特点，冷却系统，温控系统等，总结了干式变压器的发展前景。关键词：干式变压器；线绕浇注式变压器中图分类。
树脂及玻璃纤维组成的固体绝缘，不仅耐冲击性能好，而且局部放电量很小。 

2.2.2、机械强度好抗短路能力强对线绕分段圆筒式来讲，经真空浇注后，无论绕组的层间、匝间、段间均能一次性浸透树脂。
经固化后，树脂、导线、玻璃纤维紧密的结合，构成坚固的刚体结构。该结构高强度的机械性能决定了线绕浇注式产品具有良好的抗短路能力。 

2.2.3、抗开裂性能好 树脂与玻璃纤维固化形成的复合绝缘材料，热膨胀系数为 (18～20)×10-6/K，绕组中所用铜的膨胀系数为17×10-6/K，两者基本接近，消除了在变压器运行中由于热胀冷缩而产生的绕组导体与绝缘材料之间的机械应力，从根源上杜绝了龟裂现象。 

2.2.4、防潮湿 由于该产品高、低压均用树脂浇注，铁芯亦采用树脂涂覆，因此防潮抗腐能力强。当空气相对湿度为100%时，仍可长期运行。 

2.2.5、散热效果好 由于纯树脂与玻璃纤维构成的复合绝缘具有极高的电气强度，因此该产品表面绝缘厚度仅为1.5～2 mm，大大提高了绕组表面的散热效率。

2.3、冷却系统及防护 

干式变压器的冷却采用自然空气冷却和强迫空气循环冷却。采用自然空气冷却，可保证变压器在额定负载情况下正常运行。宝鸡第二发电厂所用干式变压器均利用辐流风机进行强迫风冷。

采用强迫空气循环冷却后，800 kVA及以下干式变压器可增容40%，800 kVA以上干式变压器可增容50%，并可连续运行。

 
干式变压器一般为IP00防护，即不配外壳，户内使用，宝鸡第二发电厂即采用此防护模式。也可根据用户要求，加防护外壳。

采用IP20外壳，可防止大于12 mm的固体异物进入，给带电部分提供屏障。采用IP23防护时，除具有IP20防护功能外，还具有防淋水功能。

2.4、温控系统 

电力变压器的安全可靠运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。而绕组温度超过绝缘耐受温度是使绝缘破坏，导致变压器不能正常工作的主要原因之一。 
SC系列线绕浇注式变压器采用XMTB自动温度控制保护系统。在低压绕组第一匝导线处埋设铂热电阻测温元件，自动检测绕组温升情况，能显示三相低压绕组的温度，并可对它们进行热保护。
随着环境温度及负载的变化，当绕组达到限定温度时，温控器自动发出讯号，控制风机启动（110 ℃）、风机停（90 ℃）、报警（120 ℃）和跳闸（145 ℃），使得产品在运行中具有可靠的过负载保护。 
SC3系列线绕浇注式变压器采用M&C公司变压器绕组温度检测与控制专利技术，生产对绕组温度直接检测的温度控制器，实现变压器的强迫风冷（AF）控制及超温报警和超温跳闸等功能。
温度控制器调试正常后，先将变压器投网运行，后将温度控制器通电运行，温度控制器处于自动控制状态，对变压器进行温度检测与保护，当绕组温度高于110 ℃时，温度控制器启动风机强迫冷却；若强迫风冷下绕组温度下降低于90 ℃，风机停止。
若绕组温度进一步升高，温度控制器将发出超温报警（155 ℃）和超温跳闸信号（170 ℃）。当温度控制器发生故障且一时无法排除，切除温度控制器，变压器可继续运行，只需监测并保证变压器处于正常运行状态。 

三、干式变压器与油浸式变压器的比较

油浸式变压器的显著优点和低成本是其他变压器难以取代的。在户外以及防火要求一般的场所，目前及今后较长一段时间内，将仍以油浸式变压器为主。
但对防火要求高的场所，而采用干式或难燃液、不燃液的变压器。 干式变压器较油浸式变压器过载能力高，主要是干式变压器选用的电流密度较低，热容量大，绕组时间常数大。 
干式变压器与油浸式变压器相比，绝缘运行条件有所改善。油浸式变压器使用场所较多，户外安装多。
干式变压器供电范围小，户内运行多。和油浸式变压器相比，它遭受的雷电压幅值较低，波头较缓，雷击概率也较小。
干式变压器常使用金属氧化物避雷器保护，不但限制大气过电压，而且也限制了内部过电压。