树脂浇注干式变压器与浸漆型干式变压器的比较

树脂浇注干式变压器与浸漆型干式变压器的比较
2005-7-26
曾庆赣 刘　燕 张勖成
摘要：对树脂浇注干式变压器与浸漆型干式变压器技术性能进行比较，探讨了二类产品的过负载能力和环保特性。
关键词：干式变压器 树脂浇注 浸漆


0　前言
当前世界的干式变压器市场中，存在着以欧洲为代表的树脂浇注干式变压器(CRDT)及以美国为代表的浸漆型干式变压器(OVDT)这样二大类型［1］。与欧洲相似，我国及一些新兴工业国家（如日、韩等），由早期采用浸漆型干式变压器发展到采用真空树脂浇注干式变压器；而以美国为代表的北美市场，在引进树脂浇注干式变压器技术的同时，其浸漆型干式变压器也获得了发展。
有关树脂浇注干式变压器和浸漆型干式变压器这二类干式变压器的比较，近年来有数篇文章发表［1］［2］［3］，市场上也希望更加深入了解这方面的情况。
我厂是国内最早引进欧洲先进环氧树脂浇注干式变压器技术的厂家之一。我们根据参加2002年德国汉诺威电工博览会的资料、2002年美国亚特兰大IEEE输变电设备展的内容，以及自己的制造经验及产品运行实践，来谈谈对这二类干式变压器性能比较的一些看法。

1　环氧浇注干式变压器的优点
我们认为，环氧浇注干式变压器有着下列一些主要优点。
1.1　浇注线圈的整体机械强度好，耐受短路的能力强　 由于环氧树脂在一定温度下的流动性能很好，采用先进的浇注工艺，在模具内浇注并经固化成形的线圈将形成一个完整的刚体。无论对突发短路时的轴向电动力或幅向电动力均有很强的耐受能力，由于没有垫块这类支撑点，所以导线不会承受弯曲应力。因而机械强度高可以认为是环氧浇注干式变压器的最大优点。
我厂10多年所生产的数万台产品中还从未发生过任何这方面的事故，另据国家变压器检测中心的介绍，环氧浇注式干式变压器因不能耐受突发短路试验而损坏的例子也是极少的［4］。
相对来说，OVDT类干式变压器采用与油变结构基本相同的饼式线圈，饼间靠垫块支撑，低压导线与铁心之间靠撑条支撑，其机械强度与耐受短路电动力的能力就大大不如环氧浇注干式变压器。 由于干式变压器主要用于10～35kV的配电网中，而这种电网发生短路事故的机率较110kV以上电网要高得多，因而从运行的角度来看，耐受短路能力强这个优点就十分突出了。
1.2　耐受冲击过电压的性能好，基准冲击水平（BIL）值高　　
当同样采用饼式线圈时，由于环氧树脂的耐压强度较之空气要高出许多（约3.5～4倍〕，所以环氧树脂浇注干式变压器的饼间距离较之饼间绝缘采用空气绝缘的OVDT干式变压器要小；再加以介电常数值也是环氧树脂高于空气；因而环氧浇注干式变压器的饼间等值电容较之OVDT类干式变压器要高得多；它的等值纵向电容较大。这样在雷电冲击（或操作冲击）波作用下，其首端的电位梯度较小，从而对改善首端以及末端的电位梯度都十分有利。对于采用层式线圈的环氧浇注干式变压器，同样是层间电容（纵向电容）较大，可以得出与上面相同的结论。
基于上述原因，目前国际上公认的环氧浇注干式变压器的BIL值为250kV，即最高可以制作66kV级的变压器。而OVDT类干式变压器的BIL值最高仅为150kV，即使制作35kV级的干式变压器也十分勉强［6］。
1.3　防潮及耐腐蚀性能特别好，尤其适合极端恶劣的环境条件下工作　　　　
对环氧浇注干式变压器而言，由于整个线圈导体都被环氧树脂的固体绝缘层所包封，因而不仅潮气难于浸入，而且也完全阻断了导体被各种有害气体和腐蚀性化学成份侵害的可能，因而其防潮与防污的性能特别好，并可工作于极端恶劣的环境条件下。几十年来国内外的运行实践都证实了这点。
另外，从干式变压器的发展历史同样可以证明这一点。20世纪60年代环氧浇注干式变压器在欧洲的出现并迅速在全世界得以推广，正是由于早年的开敞式浸漆型干式变压器防潮性能差而不能保证运行可靠性的缘故。
尽管目前的开敞式OVDT类干式变压器采用了真空压力浸漆（VPI）工艺，有的匝绝缘还采用性能优良的NOMEX纸，但是其防潮性能也不如环氧浇注式。例如，在一些美国厂家的样本中就公开标明这种干式变压器最高只能工作在90％的湿度的条件中，而不能在100％湿度的环境下使用。
此外，由于OVDT类干式变压器一般都采用饼式线圈，并且大多数为非包封式，而饼式线圈积尘后较难清理，所以较之环氧浇注干式变压器而言，其日常维护工作量较大，即使采用包封式的结构（又称VPE或VDT）［3］，其根本性的缺点仍难于克服
1.4　可制造大容量的干式变压器
由于OVDT类干式变压器的抗短路能力较差以及一些结构方面的原因，据美国的经验，最大仅个别能制造到容量为8～10MVA，其最高电压为33kV。绝大多数产品均为6～10kV，容量一般为2500kVA及以下，个别的可制造到4000kVA。而对VPE即包封式干式变压器（又