浅析变压器-环氧浇注式与浸渍式优缺点及市场前景

发布日期：2016-11-15 00:00 来源：点击：

变压器发明于1886 年，当时的变压器就是干式的。自19 世纪未，随着绝缘能力强、散热能力好的油浸式变压器的出现，暂时取代了干变。二战后，随着世界经济的恢复与重建以及城市的发展，要求生产防火、防爆的变压器，从而干变又重新受到重视。

早期的干变都是空气自冷的浸渍式，其绝缘等级为E 级或是B 级，这种干变不仅价格昂贵，而且防潮性能差、维护工作量大，加之运行可靠性不高，因而当时干变的应用并不普遍。

自1964 年，德国研制出第一台环氧浇注式干变后，以其优越的技术性能、合理的价格、尤其是维护量小等优点，高压试验变压器受到了用户的欢迎，并在世界各地广泛的运用。与此同时，传统的浸渍式干变，也由于NOMEX 纸等新型绝缘材料的应用以及真空压力浸漆(VPI)工艺的采用而有了新的发展，目前在以美国为代表的一些地区，也继续有所采用。

总起来说，世界上目前的干变主要是环氧浇注式(包括带填料与不带填料的，注型式与绕包式等)，其绝缘耐温等级为B、F、H 级，以F 级应用多。另一类型则是浸渍式(包括绕组绝缘材料用NOMEX 纸以及不用NOMEX 纸的等类型)，其绝缘耐温等级一般为H 级。

什么是干式变压器？

干式变压器不使用任何绝缘液体，其核心是将绕组。与核心的绕组保持在一个密封的容器内，用空气加压。

干式变压器有两种类型。即树脂浇注干式变压器（CRT）、真空压力浸渍变压器（VPI）。

树脂浇注干式变压器（CRT）

树脂浇注干式变压器（CRT）用于高潮湿的地区。这是因为其初级和次级绕组用环氧树脂封装。这种封装有助于防止水分渗透以影响绕组材料。通过这种铸塑树脂封装实现完全保护，使得变压器可以在高度潮湿的区域中工作而不中断。因此，该变压器是非吸湿的。

这种类型的变压器的额定值为25KVA至12,500KVA。

绝缘等级为F（90°CTemp。Rise）。

这种类型的变压器有一些特点的优点。

1.更好的过载能力。

2.低局部放电伴随低损耗。因此效率非常好。

3.因为它与不可燃的绕组绝缘，它提供零危险的火灾危险。因此适用于室内安装。

4.可在室外安装在IP45机箱中。

5.非吸湿性。

真空压力变压器（VPI）

这种类型的变压器由小可燃材料制成，作为绕组的绝缘。该变压器的绕组以连续层中的箔或带制成。

绕组的绝缘是用H聚酯树脂制成的无空隙浸渍。具有芯的初级和次级绕组安全地放置在真空保护箱内。湿气侵入防护性能高，不会受潮湿影响。

这种类型的变压器的绝缘等级为F（155oC）和H（180oC），可从5KVA到30MVA。它的防护等级达IP56。

这种类型的变压器有几个优点。

1.机械强度高。

2.无空隙绝缘

3.无温度波动

4.维护方便。

5.不易发生火灾危险。

干式变压器的主要优点如下。

1.保护人和财产的安全。

2.维护和无污染解决方案。

3.安装方便。

4.侧间隙较小。

5.环保。

6.优秀的支持过载能力。

7.降低民用安装工程和消防系统的成本。

8.在地震事件的情况下表现出色。

9.无火灾危险。

10.出色的耐短路电流。

11.长时间持续由于低的热和介电加热。

12.适合潮湿和污染区域。

干式变压器的缺点

但干式变压器有一些缺点。干式变压器持久耐用，绕组故障几率较小。但一旦失败，整个设置就改变，即用肢体完成高电压和低电压绕组的改变。对于相同的功率和电压额定值，干式变压器比油冷变压器昂贵。

设计干式变压器的重要因素

干式变压器的重要设计参数如下。

绝缘类型选择

通常F和H类绝缘绝缘用于绝缘初级和次级绕组。这是因为这些类具有高温耐受性，即对于F为155℃，对于H类绝缘为180℃。通常使用漆和聚酯树脂作为绕组的绝缘。除了耐温能力，机械强度;介电强度和耐热冲击性是通过为绕组选择的绝缘必须满足的基本能力。

卷绕材料的选择

通常使用铜和铝来制造绕组或线圈。虽然铜是更好的导体，但铝导体绕线变压器具有低成本和重量。对于相同的电流额定值，具有较小横截面的铜导体被用作变压器中的绕组材料。铜线圈比铝线圈提供更多的机械强度。

绝缘水平

在变压器设计中，绝缘水平调整是一个重要因素。通常根据基本脉冲电平和系统过电压选择绝缘水平。强绝缘水平增加了变压器的寿命。

K因子

它是耐受由变压器绕组中的非正弦电流产生的热的能力。在电压和电流波形中不能获得纯正弦波。这是由于今天各种电子设备的使用。在电压和电流波形中存在几个谐波。稳定的变压器的设计使得变压器的寿命延长，从而影响k-因子。

重载

过载条件对变压器长时间使用有害。当变压器必须满足其连接的负载需求时，过载是过热的原因。因此，大量的电流使绕组中的铜损耗，并且造成变压器损坏。为了冷却绕组，在干式变压器中提供风扇-冷却系统。

损失

无负载损耗意味着与负载条件无关的铁损和涡流。但是在负载条件下，发生包括铁损的铜损耗，以增加电压调节的值，即不良的电压调节。漏电抗和绕组电阻必须在适中值内，以小化这种损耗和更好的电压调节，从而更高的效率。

市场前景展望

目前就世界范围来看，环氧浇注干变主要应用于欧洲以及亚洲的中国、日本、韩国以及东南亚等广大地区，而浸渍式干变则主要是美国应用较多，这与NOMEX 纸的产地是美国等特殊国情有关，总的来说，就全世界而言，环氧树脂式的市场占有率要显著高于浸渍式干变。在我国，干变的广泛采用与快速发展始于90 年代初。这一方面是由于城网改造需要大量国产的无油化的防火、防爆的干变。另外，也与当时引进欧洲先进的薄绝缘环氧浇注干变技术，从而克服了传统浸渍式干变的许多缺点，大大提升了干变的技术性能，并使干变的成本不断降低，生产效率大大提高等有关。在整个90 年代，干变产量始终维持着每年20%以上的高增长率，这在世界上所绝无仅有的。

应当认为，我国在短短几年内能够顺利实现城网改造无油化目标，环氧浇注式干变功不可没。迄今，我国的环氧浇注式干变无论是工厂规模、产量或是技术水平都已达到世界先进水平，2002 年其总产量约为20000MVA

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