干式變壓器研究論文

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摘要：本文介紹了電氣工程師在對干式變壓器選型時應該注意的事項，主要從干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)，干式變壓器的防護方式，干式變壓器的過載能力等方面進行比較。

關鍵詞：變壓器選型在工程設計中，電氣工程師在干式變壓器的選型時要注意以下幾點：

一、干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)

干式變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度使絕緣破壞，是導致變壓器不能正常工作的主要原因之一，因此對變壓器的運行溫度的監(jiān)測及其報警控制是十分重要的。

（1）風機自動控制：通過預埋在低壓繞組最熱處的Pt100熱敏測溫電阻測取溫度信號。變壓器負荷增大，運行溫度上升，當繞組溫度達110℃時，系統(tǒng)自動啟動風機冷卻；當繞組溫度低至90℃時，系統(tǒng)自動停止風機。

（2）超溫報警、跳閘：通過預埋在低壓繞組中的PTC非線性熱敏測溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號。當變壓器繞組溫度繼續(xù)升高，若達到155℃時，系統(tǒng)輸出超溫報警信號；若溫度繼續(xù)上升達170℃，變壓器已不能繼續(xù)運行，須向二次保護回路輸送超溫跳閘信號，應使變壓器迅速跳閘。

（3）溫度顯示系統(tǒng)：通過預埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度（三相巡檢及最大值顯示，并可記錄歷史最高溫度），可將最高溫度以4～20mA模擬量輸出，若需傳輸至遠方（距離可達1200m）計算機，可加配計算機接口，1只變送器，最多可同時監(jiān)測31臺變壓器。系統(tǒng)的超溫報警、跳閘也可由Pt100熱敏傳感電阻信號動作，進一步提高溫控保護系統(tǒng)的可靠性。

二、干式變壓器的防護方式

根據(jù)使用環(huán)境特征及防護要求，干式變壓器可選擇不同的外殼。

通常選用IP20防護外殼，可防止直徑大于12mm的固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動物進入，造成短路停電等惡性故障，為帶電部分提供安全屏障。若須將變壓器安裝在戶外，則可選用IP23防護外殼，除上述IP20防護功能外，更可防止與垂直線成60°角以內的水滴入。但IP23外殼會使變壓器冷卻能力下降，選用時要注意其運行容量的降低。

三、干式變壓器的冷卻方式

干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻（AN）和強迫空氣冷卻（AF）。自然空冷時，變壓器可在額定容量下長期連續(xù)運行。強迫風冷時，變壓器輸出容量可提高50%.適用于斷續(xù)過負荷運行，或應急事故過負荷運行；由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大，處于非經(jīng)濟運行狀態(tài)，故不應使其處于長時間連續(xù)過負荷運行。

四、干式變壓器的過載能力

干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、過載前的負載情況（起始負載）、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時間常數(shù)等有關，若有需要，可向生產(chǎn)廠索取干變的過負荷曲線。

如何利用其過載能力呢？筆者提出兩點供參考：

（1）選擇計算變壓器容量時可適當減?。撼浞挚紤]某些軋鋼、焊接等設備短時沖擊過負荷的可能性——盡量利用干式變壓器的較強過載能力而減小變壓器容量；對某些不均勻負荷的場所，如供夜間照明等為主的居民區(qū)、文化娛樂設施以及空調和白天照明為主的商場等，可充分利用其過載能力，適當減小變壓器容量，使其主運行時間處于滿載或短時過載。

（2）可減少備用容量或臺數(shù)：在某些場所，對變壓器的備用系數(shù)要求較高，使得工程選配的變壓器容量大、臺數(shù)多。而利用干變的過載能力，在考慮其備用容量時可予以壓縮；在確定備用臺數(shù)時亦可減少。變壓器處于過載運行時，一定要注意監(jiān)測其運行溫度：若溫度上升達155℃（有報警發(fā)出）即應采取減載措施（減去某些次要負荷），以確保對主要負荷的安全供電。

五、干式變壓器低壓出線方式及其接口配合

干式變壓器因沒有油，也就沒有火災、爆炸、污染等問題，故電氣規(guī)范、規(guī)程等均不要求干式變壓器置于單獨房間內。損耗和噪聲降到了新的水平，更為變壓器與低壓屏置于同一配電室內創(chuàng)造了條件。

目前，我國樹脂絕緣干式變壓器年產(chǎn)量已達10000MVA，成為世界上干式變壓器產(chǎn)銷量最大的國家之一。隨著低噪（2500kVA以下配電變壓器噪聲已控制在50dB以內）、節(jié)能（空載損耗降低達25%）的SC（B）9系列的推廣應用，使得我國干式變壓器的性能指標及其制造技術已達到世界先進水平。

國家建筑標準設計圖集《干式變壓器安裝》-《99D268》。

圖集提供了適用于各種場所的干式變壓器布置、安裝方式，針對變壓器與低壓PC屏的接口配合列出了多種方案供設計、施工選擇。

隨著干式變壓器的推廣應用，其生產(chǎn)制造技術也獲得長足發(fā)展，干式變壓器將在如下幾方面獲得進一步發(fā)展。

（1）節(jié)能低噪：隨著新的低耗硅鋼片，箔式繞組結構，階梯鐵心接縫，環(huán)境保護要求，噪聲研究的深入，以及計算機優(yōu)化設計等新材料、新工藝、新技術的引入，將使未來的干式變壓器更加節(jié)能、更加寧靜。

（2）高可靠性：提高產(chǎn)品質量和可靠性，將是人們的不懈追求。在電磁場計算、波過程、澆注工藝、熱點溫升、局放機理、質保體系及可靠性工程等方面進行大量的基礎研究，積極進行可靠性認證，進一步提高干式變壓器的可靠性和使用壽命。

（3）環(huán)保特性認證：以歐洲標準HD464為基礎，開展干式變壓器的耐氣候（C0、C1、C2）、耐環(huán)境（E0、E1、E2）及耐火（F0、F1、F2）特性的研究與認證。

（4）大容量：從50～2500kVA配電變壓器為主的干式變壓器，向10000～20000kVA/35kV電力變壓器拓展，隨著城市用電負荷不斷增加，城網(wǎng)區(qū)域變電所越來越深入城市中心區(qū)、居民小區(qū)、大型廠礦等負荷中心，35kV大容量的小區(qū)中心供電電力變壓器將獲廣泛應用。

（5）多功能組合：從單一變壓器向帶有風冷、保護外殼、溫度計算機接口、零序互感器、功率計量、封閉母線及側出線等多功能組合式變壓器發(fā)展。

（6）多領域發(fā)展：從以配電變壓器為主，向發(fā)電站廠用變壓器、勵磁變壓器、地鐵牽引整流變壓器、大電流電爐變壓器、核電站、船用及采油平臺用等特種變壓器及多用途領域發(fā)展。

配電變壓器將屬于性能優(yōu)越、低噪聲及節(jié)能的樹脂絕緣干式變壓器。