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干式变压器的工程选型及应用
  国内树脂绝缘干式变压器年产量已达10000MVA,成为世界上干式变压器销量最大的国家之一。随着低噪、节能的SC(B)9系列的推广应用,使得干式变压器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。   干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠性。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。   1.干式变压器的温度控制系统   (1)风机自动控制:通过预埋在低压绕组最热处的Ptl00热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。   (2)超温报警、跳闸:通过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高,达到155℃时,系统输出超温报警信号;若温度继续上升达170℃,变压器已不能继续运行,须向二次保护回路输送超温跳闸信号,应使变压器迅速跳闸。   (3)温度显示系统:通过预埋在低压绕组中的Ptl00热敏电阻测取温度变化值,直接显示各相绕组温度(三相巡检及最大值显示,并可记录历史最高温度),可将最高温度以4~20mA模拟量输出;若需传输至远方(距离可达1200m)计算机,可加配计算机接口,1只变送器,最多可同时监测31台变压器。系统的超温报警、跳闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作,进一步提高温控保护系统的可靠性。   2.干式变压器的防护方式   根据使用环境特征及防护要求,干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外,则可选用IP23防护外壳,除上述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴人。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降,选用时要注意其运行容量的降低。   3.干式变压器的冷却方式   干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行。由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。   4.干式变压器的过载能力   (1)选择计算变压器容量时可适当减小,充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性,尽量利用干式变压器的较强过载能力而减小变压器容量;对某些不均匀负荷的场所,如供夜间照明等为主的居民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主的商场等,可充分利用其过载能力,适当减小变压器容量,使其主运行时间处于满载或短时过载。   (2)可减少备用容量或台数:在某些场所,对变压器的备用系数要求较高,使得工程选配的变压器容量大、台数多。而利用干变的过载能力,在考虑其备用容量时可予以压缩,在确定备用台数时亦可减少。变压器处于过载运行时,一定要注意监测其运行温度:若温度上升达155℃(有报警发出),即应采取减载措施(减去某些次要负荷),以确保对主要负荷的安全供电。   5.干式变压器低压出线方式   (1)低压标准封闭母线:工程配线若选用封闭母线(也称插接式母线或密集型母线槽),相应之变压器可提供标准封闭母线端子,方便与外部母排的联接。带外壳(1P20)产品,在外壳顶盖上配套提供封闭母线法兰;不带外壳(1P00)产品,只提供封闭母排接线端子。   (2)低压标准横排侧出线:当变压器与低压配电屏并排放置时,为方便其端子间的联接,变压器可提供低压横排侧出线,通常与GGD,GCK,MNS等低压屏相配,变压器厂与开关厂要签署接口配合纪要,确认配合接口详尽尺寸,保证现场安装顺利。   (3)低压标准立排侧出线:与横排侧出线相似,当选用多米诺屏等母排为竖向布置的低压配电屏时,变压器可提供低压立排侧出线。   6.干式变压器的发展方向   (1)节能低噪:随着新的低耗硅钢片、箔式绕组结构、阶梯铁心接缝、环境保护要求、噪声研究的深入,以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入,将使未来的干式变压器更加节能,更加宁静。   (2)高可靠性:提高产品质量和可靠性,将是人们的不懈追求。在电磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系及可靠性工程等方面进行大量的基础研究,积极进行可靠性认证,进一步提高干式变压器的可靠性和使用寿命。   (3)环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展干式变压器的耐气候(C0,C1,C2)、耐环境(E0,E1,E2)及耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。   (4)大容量:从50-2500kVA配电变压器为主的干式变压器,向10 000-20000kVA/35kV电力变压器拓展,随着城市用电负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心,35kV大容量的小区中心供电电力变压器将获广泛应用。   (5)多功能组合:从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机接U、零序互感器、功率计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式变压器发展。   (6)多领域发展:从以配电变压器为主,向发电站厂用变压器、励磁变压器、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。可以预言,21世纪的配电变压器将属于性能优越、低噪声及节能的树脂绝缘干式变压器。
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