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    干式變壓器的選型

    2006-07-27

    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 
      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,系統自動啟動風機冷卻;當繞組溫度低至90℃時,系統自動停止風機。
      (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升高,若達到155℃時,系統輸出超溫報警信號;若溫度繼續上升達170℃,變壓器已不能繼續運行,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: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,最多可同時監測31臺變壓器。系統的超溫報警、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的可靠性
      二、干式變壓器的防護方式 
      根據使用環境特征及防護要求,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運行。強迫風冷時,變壓器輸出容量可提高50%。適用于斷續過負荷運行,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,處于非經濟運行狀態,故不應使其處于長時間連續過負荷運行。
      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熱時間常數等有關,若有需要,可向生產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小:充分考慮某些軋鋼、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、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:在某些場所,對變壓器的備用系數要求較高,使得工程選配的變壓器容量大、臺數多。而利用干變的過載能力,在考慮其備用容量時可予以壓縮;在確定備用臺數時亦可減少。變壓器處于過載運行時,一定要注意監測其運行溫度:若溫度上升達155℃(有報警發出)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,故電氣規范、規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造了條件。
      目前,我國樹脂絕緣干式變壓器年產量已達10000MVA,成為世界上干式變壓器產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,其生產制造技術也獲得長足發展,干式變壓器將在如下幾方面獲得進一步發展。
      (1)節能低噪:隨著新的低耗硅鋼片,箔式繞組結構,階梯鐵心接縫,環境保護要求,噪聲研究的深入,以及計算機優化設計等新材料、新工藝、新技術的引入,將使未來的干式變壓器更加節能、更加寧靜。
      (2)高可靠性:提高產品質量和可靠性,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,城網區域變電所越來越深入城市中心區、居民小區、大型廠礦等負荷中心,35kV大容量的小區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展。
      (6)多領域發展:從以配電變壓器為主,向發電站廠用變壓器、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展。
      配電變壓器將屬于性能優越、低噪聲及節能的樹脂絕緣干式變壓器。 


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