關于干式變壓器的設計及制造的思考

孔凡剛 趙鵬程 劉偉

【摘要】隨著我國制造技術的提升，干式變壓器生產工藝和技術得到了快速的發展。干式變壓器在許多重點工程中得到了應用。文章主要結合筆者的工作經驗，闡述了干式變壓器的特點，從而針對干式變壓器的制造技術和發展方向進行了論述與研究，以供大家參考。

【關鍵詞】干式變壓器；設計制造；現狀；趨勢

一、干式變壓器的特點

（1）它的承受沖擊電壓和能力較油浸式差，一般不會和架空的線路相連接，不會受到大氣過電壓作用的場合。因此，除了工頻耐壓外，不會再要求規定沖擊強度。

（2）由于干式變壓器是暴露空氣中運行的。在我國，環境條件比較差，空氣中的塵土、有害氣體、潮濕污穢等不同程度的侵害干式變壓器。大多數干式變壓器的導電材料和絕緣熱脹系數相差較大，再加上工藝處理不好，就可能出現絕緣開裂的現象。所以繞組浸漬處理非常重要，繞組除浸絕緣漆外，還要加防潮覆蓋漆。

（3）抗短路能力強。由于高、低壓繞組電抗高度相同，無螺旋角現象，線圈間的安匝平衡，高、低壓繞組因短路引起的軸向力幾乎為零，因此其抗短路能力強。

（4）阻燃性能好。采用環氧樹脂真空澆注工藝無環境污染，有利于環境保護，該變壓器具有免維護、防潮和抗濕熱、阻燃，適用于各種環境及條件惡劣的場合。

二、干式變壓器工作原理與制造技術

（一）干式變壓器的工作原理

干式變壓器工作原理是依靠空氣或氣體，而不是石油。建設的兩個基本類型是開放的（或通風），干式變壓器和密封（或關閉），封裝類型。密封變壓器冷卻和絕緣惰性高介電常數的氣體，如氮，硫，六氟化硫。空氣作為絕緣介質和熱消散繞組。兩個標準的絕緣等級為B級（80攝氏度上升），H級（150攝氏度上升）。平時應注意日常巡查，電流和電壓讀數和溫度讀數。

干式變壓器，和所有變壓器一樣，遵循電和磁耦合的使用產生任何所需的電壓技術基本物理原則：當波動電流通過導線的電流流過，它會產生變化的磁場或周圍的“磁”。當磁場周圍的電線上的波動，它產生的電流在電線。因此，如果第一線和第一線內有波動的磁場，放在旁邊，電流是在第二線誘發流動。因此，電力是“通過”，從第一第二導線，沒有實際接觸的兩根導線。在所有的變壓器，包括干式變壓器，電線，或初級線圈繞組，連接到交流電（AC）電壓源磁芯，同時纏在線圈中產生電流波動。這脈動電流磁化的核心。第二個線圈，次級線圈的，另一部分核心纏。核心波動磁場誘導在次級線圈的電流。原來圍繞核心的每個繞組的牌子，決定在二級生產多少電壓的相對數。最常用，變壓器步進電壓從高至低，但原來的比例，也可以安排，以加強電壓。

（二）干式變壓器的制造技術

大型干式配電變壓器通常適用于不同的電力系統（12.47KV，13.3KV，13.8KV），并配備了二次額定電壓480V，3相變壓。一些較大的干式變壓器目前常見的尺寸包括500KVA，750KVA，1000千伏安，15000千伏安，2000千伏安，2500千伏安，3000千伏安，3，750千伏安，5000千伏安，和7500千伏安。有幾種不同的施工方法用于制造干式變壓器，各種技術，使安裝在許多不同的環境中。在這些單位的設計的主要區別是在繞組的絕緣層。干式變壓器的繞組絕緣，采用許多不同的方式。

（一）開放性出口

干式變壓器標準如下“浸烘建設”的方法。這是通過預熱導體線圈，然后加熱時，它們在高溫浸漬漆。線圈，然后烘烤固化漆。

（二）真空壓力浸漬

這種技術適用于清漆涂層在轉乘壓力和真空循環。該工藝采用聚酯樹脂。線圈，然后烘箱中固化。該工藝優于標準的干式變壓器，因為它包括真空壓力。這個過程可以更好地滲透在變壓器線圈清漆。這些單位電暈阻力增加。

（三）真空壓力封裝

這種方法通常是優于工藝。添加到施工過程中的幾個浸工藝，封裝線圈組裝后，涂料在烤箱治愈。這些變壓器比他們的VPI型對惡劣和潮濕的環境中具有更好的保護。

（四）封裝（密封）

封裝變壓器是標準的開放傷口配電變壓器在電子線硅和環氧樹脂包裹，并在重型風格的外殼完全封閉。

（五）澆注線圈（環氧模塑封）

在納入線圈封裝在環氧樹脂成型過程。變壓器線圈扎實投樹脂在模具真空下。制造過程中鎖定在與強大的環氧樹脂絕緣強度高的繞組，對惡劣的工作環境更加適應。

三、干式變壓器未來的發展方向

隨著干式變壓器的推廣應用，其生產制造技術也獲得長足發展，在產品性能、工藝技術有了較大的提高，但仍存在一定不足，具體表現在以下幾個方面：

（1）節約能源和使用環保產品是我國的一項基本國策。變壓器的降低變電損耗應在技術上、結構上、原理上采用新技術、新結構、新工藝，在運行可靠與不增加重量、材料成本的前提下降低變壓器的空載損耗和負載損耗。

空載損耗應有實測空載損耗與硅鋼片重量與相關額頻率與磁密下單位重量損耗乘積之比為最小衡量。不能單純用好硅鋼片與增加硅鋼片用量來達到低損耗。

負載損耗應分析負載損耗中附加損耗是否低。可由實測并折算到標準條件下的負載損耗與三相繞組中參考溫度下電阻損耗之比為最小來衡量。此比值越小，說明附加損耗越低。

（2）電器產品尤其是變壓器，其運行可靠性是特別重要的。我國現已生產了數以萬計的干式變壓器，運行在各個領域、各項重點工程、重大項目上。但環氧澆注式干式變壓器成本高，主要的絕緣材料—樹脂，其質量好壞直接影響產品質量，要想要穩定性好，品質高的樹脂，就需要進口。這樣就難以解決降低成本與保證質量的矛盾。

（3）噪聲的問題，以前生產的用在配電系統的干式變壓器往往直接安裝在住宅小區里，距離居民住宅很近，它的噪音大會直接影響居民休息和正常的生活。 隨著我國現代化進程的加速，環境保護顯得日益重要，變壓器的噪聲危害提上了日程。干變制造廠與科研院校密切合作，對噪聲產生的原因、機理進行潛心研究，不斷探索，優化設計，反復進行理論計算和試驗驗證，終于取得了突破。使干變噪聲大幅度下降。新系列配電變壓器已將其噪聲比現行國標降低達10～20dB（A），一般在60dB（A）左右。已經基本上解決了變壓器噪聲擾民的問題，但仍需進步改進和完善。

（4）能降解回收再利用，干式變壓器具有無油、難燃、絕緣耐熱等級高、體積小、噪聲低、運行維護簡單等優點，所以一般被用于地下鐵道、高層建筑等對防火要求較嚴格的場所，且應用數量越來越大。因此對于干式變壓器，尤其是環氧澆注絕緣干式變壓器在壽命到期后的處理問題也將日益突出。其線圈中金屬導體和非金屬絕緣的分離是比較突出的一個問題。

四、結束語

總之，干式變壓器在近10年來有了很大的發展，以其絕緣強度高，抗短路能力強及環保、防火、防爆、免維護等優點，越來越受廣大用戶的歡迎。隨著現在干式變壓器技術的不斷提高，受到制造廠家的青睞。我們相信，今后將會有非常廣闊的發展空間。

參考文獻：

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