2023年干式变压器国内外发展现状及趋势.pdf

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1、在世界范围内变压器是以液体变压器绝大多数矿物油，即油浸变压器为主，尤其是电压等级超过 66 千伏以上时，几乎全部为油浸产品。因为油浸变压器具有散热好成本低容易制造技术成熟，最重要的点是在电压等级油浸产品的绝缘性能仍然是无可比拟的。但是在人们工作和生活的重要区域，如地铁矿井商业中心机场高层建筑码头电厂等，采用油浸变压器供电，则非常不安全。因为油浸变压器，旦出现内部故障，极易引燃变压器油，产生爆炸，导致油的外溢和飞溅，进而引发更大事故。正因如此，干式变压器作为防灾的产品成为城市供电的重要产品。干式变压器，86450 标准定义为铁芯和线圈不浸在绝缘液体中的变压器。由于不用液体来绝缘且采用阻燃材料，因

2、而难燃，同时，产品铁芯和线圈的外露，导致维护和检修方便。故此，许多国家明确规定在重要场所，必须采用干式变压器供电 3 早期的干式变压器，是浸溃方式制造的。我国沈阳第变压器厂曾是早期浸溃干式变压器的知名企业。产品型号为 503 系列。早期的浸溃式干变，绝缘材料十分昂贵，防潮性不好，产品运行寿命短，体积大，损耗高，故此限制了应用。1964 年，德国发明了第台树脂浇注干式变压器，这种干变易于批量生产，与早期浸溃干变比较，优点明显，尤其是机械强度，质量稳定性好，故而得到了迅猛的发展。树脂干变经历了 3 个阶段即树脂加填浇注干变，树指浇注干变和树脂包绕干变。经过几十年的发展，树脂干变技术走到了尽头，环保

3、型真空浸渍开始逐渐进人到市场之中。树脂浇注干变的技术发展和其顽症树脂加填料洗注干变树脂浇注干变开始使用后，很快就产生开裂的情况。原因是铜的热膨胀系数为 17166 髦，6070106 相差几倍。研究发现，树脂和石英粉混合后，膨胀系数为 2737，106，比树脂要好，于是树脂加石英粉进行浇注的产品，成为前期树脂干变的主流。进而又发现，铝的膨胀系数为 24106，效果更好，于是至今许多国外企业仍然制造铝线圈的树脂干变产品。但树脂加填料后，绝缘的水平却降低了，绝缘层很厚 6，71 以上，又称厚绝缘产品。绝缘层厚导致散热更困难，需加大导线截面，加大产品体积，阻燃效果也不好；另外，容易从绝缘间隙处吸潮如

4、高压引线和分接引线外。电场分布热点分布也不均匀，局部放电置和产品温升也不易控制，这样，树脂浇注干变产生了。树注干吏这种产品，是目前世界上，也是我国干变市场的主流产品。与树脂加填料干变比起来，主要区别是，在导线外用玻璃丝包绕之后，对整个线圈再包封玻璃丝布，之后，采用纯树脂或填料比例较少的树脂进行浇注。这类产品，绝缘厚度有所降低，36；产品开裂现象明显减少，产品性能相对稳定。局部放电相对降低，热冲击能力有所提高，产品体积和损耗有所减少。但是，这种产品的成本比树脂加填料的要高 15，另外这种产品要求的制造工艺更梢确，否则局部放电童会更大，最为重要的是，这种产品从本质上没有彻底解决，树脂加填料产品的固

5、有问铨，尤其是仍为有模制造，于是，又有企业研制树脂绕包干变。树，6 包干吏低压线圈与前两种产品样，高压线圈在绕线机上绕包，内模为环氧玻璃布简。绕包时，边绕导线，边包玻璃纤维占 80.经过树脂槽将浸好树脂的纤维绕在已绕好的导线上，待整个绕组绕完后，进烘箱加热固化，使其成为体。这种产品，因树脂加玻璃纤维的膨胀系数几乎与铜相近，故此，开裂情况有明显改善，散热效果也更好些。但是，在常规环境下绕包，难免会包裹空气，故局部放电量很大，是该产品的最大问铨。另外绕包产品所需工时太多，质量不稳定性也很突出。故而，人 88 公司虽然在上海已设厂几年，准备借中国劳动力成本低，进而扩大其树脂绕包产品的市场份额，但没有

6、如愿。树脂绕包产品遇上了更为有力人市场的冲击和树脂浇注产品为保住市场而最后搏的双重压力下，将会比较早的从市场中消失。环保型真空漫，干变虽然树脂浇注干变在近几十年成为国际市场的主流产品，但浸溃干变也没有停止发展的脚步，因为市场仍需求浸溃干变，主要集中在矿用隔爆场所和散热条件不利的场所，如电厂轮船。虽然我国已是树脂干变生产量达世界第的国家，但仍然需要浸溃如何克服老代浸溃干变的缺点呢，美国和，国在近十年中，逐渐发展和成熟了两种型式产品，并随产童加大，技术的进步成熟，尤其是，公司成功的将杜邦公司发明的 0，纸应用到干变产品后，新代浸溃式干变开始大的安全的应用。，国也开发出 14 级 180，的绝缘材料

7、，推出了玻璃纤维为主的浸溃产品，并开始广泛应用到轮船码头地铁化工厂电厂等重要场所。因为两国的技术都具有环保的功能，故而称为新代环保型真空浸溃干式变压器。简称环保浸溃干变。与侍洗树洗注干吏比较，环保浸溃干变具有如下明夏的优点环保的新概念。无论是，种树脂干变，均不是环保型产品，因为树脂中含有芳香烃和环烷烃，树脂受热后，会释放这些物质，而这些物质对人身是有害的。当树脂被引燃后，会产生大量的有毒烟雾，扩大，故，阻止人员进人。其防灾的能力有限。更重要的点，树脂浇注的线圈，其铜材极难回收或者说回收的代价远大于废钢的价值回收时还会对环境造成破坏。树脂干变寿命期后废旧线圈的处理，已成为发达国家比较头疼的，情，

8、我国也开始重视这问铨，因为至 2002 年我国年使用的树脂干变总容量已达 1600 万千伏安，按平均每台容量 500 千伏安，总置已运 3.2 万台，每台线平均用铜按 0.7 吨计，每年次性消耗铜已达2.24 万吨。每台平均用树脂等材料达 300 公斤，每年向市场投人树脂材料达 9600 吨。这数宇是十分惊人的。而环保浸溃干变，所采用的材料是无毒的，材料被引燃也不会释放有毒气体，而且烟雾量极少。吴诚产品曾作过试验，干变按额定电流的 5 倍进行空栽运行，运行前用人为的方法使低压线圈匝间短路，运行 25 分钟后，短路处才有微置的扉烟慢慢升起就像根香烟的烟雾置。而树脂浇注产品无法实现。漫溃产品的可燃

9、物质，仅为树脂的，因可燃物少，产品几乎不易被引燃，引燃后也会很快熄灭，可以轻易达到 1 瓦 0；干变标准最新版所规定的燃烧特性试验级的要求。浸溃式干变绝大多数都是敞开通风的方式，线圈层与层之间，饼与饼之间，都设置有气道，且绝缘层均很薄在 0.81 咖，只有高压引线和端部绝缘厚度可达 23 这样的结构有效提高了产品的散热能力，几乎所有有的高达 120，绝缘层的膨胀系数与铜几乎样，绝缘厚度薄，产品在剧热和剧冷的冲击下也不会产生开裂吸潮的现象。新型的浸溃干变，均可以达到 1 最新干变标准中，环境试验 2 级水平。浸溃干变，线圈是体浸溃的，绝缘层是连续的。树脂干变，线圈浇注时，在进出线和分接线处，要存

10、在定线圈内处于真空状态，从结构上就导至产品易吸潮。另外，几乎所有的树脂产品，低压线圈均不浇注，仅是对端部进行端封或浸漆这种浸漆也可以说成沾漆。低压线圈长时间运行端部受潮，也是许多厂家头疼的问。干变标准在 2000 年修定以前，允许局部放电量为 30 修改后，降为 10 既使原标准，对干许多树脂干变的厂家也是望尘莫及，我国仅有有限的几家大型千变企业，产品局放量还算过得去，而众多的中小企业，年做不了几台，在干变市场激烈的价值战中，已属惨淡经营，哪里还能对局放这特殊钮验项目去认真执行。而浸溃产品则不同，因为采用真空浸溃绕组中没有气泡，另外，高压线圈采用饼式结构，匝间电压很低十几伏，故而产品从物理的角

11、度讲局放就会很小。厂无模制造，更容易实现个性化设计。树脂浇注干变，采取的是有模浇注。当产品的些参数改变时，需重新开模具，制造的潜在成本加大，非标产品的制造周期过长，产品升级代价巨大。而浸溃产品，线圈采用无模整体浸溃，很容易实现个性化的服务。由于环保浸渍干变具有树脂浇注产品无法达到的性能和特性，故此，将成为树脂浇注干变的换代产品。新代环保型真空浸溃干变如前所述，浸溃干变在近几年，技术逐渐成熟，影响日益广泛，用户的心理也发生了变化，既然采用干变供电，样的投资那为什么不购买先进更新换代，已在世界范围内轰轰烈烈目前国外的浸溃干变，存在两种典型的产品技术要，种是以美国 0 公司为代的美式浸溃干变，种是以

12、德国 MORA 公司为代的欧式浸溃干变，两种技术的共同点和不同点如下，共同点入。均为环保型产品；8.局部放电量均很低 5，以下；均有敞开通风的结构，均可以可燃物质均少于树脂产品的。高压线圈结构基本样，即撑条加垫片绕制的饼式线圈；P 高低之间均采用绝缘筒；产品的体积损耗噪音相差无几；复合绝缘和日级产品产品采用，纸，欧式产品采用玻璃丝纤维；8.垫片和端部绝缘件，美式产品采用 H级玻璃纤维加树脂的绝缘材料，美国原装产品采用纸板和层压件，欧式产品采用陶瓷元件；低压线圈，美式产品采用箔式或旋式线圈，欧式采用层式线圈；浸溃方式，美式产品为真空压力浸，巧法，欧式产品为真空浸溃 1 法；生产难易程度，美式产品

13、生产较容易，如 00 纸包导线，只要是个普通的电磁线厂均可以生产，欧式产品生产复杂许多，如导线需专业厂生产，陶瓷元件的制造要求也很；由于玻璃纤维比 01 纸抗拉强度高，前者可达 20025，25100 晷故此，欧式产品比美欧式产品比美式产品要高出个等级。由于美式技术和欧式技术不相伯仲，故两种产品在市场竞争中基本处于同等地位。另外，法国丁胳公司，还生产种采用，纸，也依靠浸渍来制造线圈，之后对绕组两端进行端封，对线圈用心纸板包封的种产品。这种产品，增加了产品的耐气候和耐污秽的性能，但散热条件变差，可燃物增加，反而在性能上又回到树脂产品的状态，故此市场反应并不好，技术不具有代性。缘的机械强度，使线圈

14、的抗短路能力明显提高，吴诚干变的低压线也可以采用箔式线圈，但对比结果明，层现为之，散热效果要好；之，端绝缘更可靠箔式线圈对箔的毛剌要求很高，端部绝缘易失效之，箔式线圈的进出线方式为钢排埋人线圈内，封焊后引出，加大了线圈的辐向尺寸；使产品损耗增加，而层式线圈的进出线为引出焊接浅，圈辐向尺寸最合理；之，箔式线圈与铁心之间的固定方式不好，铜箔的强度也很低，突发短路时，线圈最里面的几层箔容易变形即由圆形崎变成多边使产品珥抗变化，而层式线圈导线的强度高，不会发生这种问铨。8 高压线圈，奥诚产品在欧式技术上又进行了改进，同样采用饼式线圈，采用陶瓷片，但对线，绝缘强度进行了加强，产品冲击性能得到提高。D温升和过载能力首先昊诚干变是 HC级复合绝缘的产品，级 180 乞和，患，220 材料的使用比例为 12.6，产品发热集中的部位，均为，级绝缘材料。其次，级产品设计允许温升为 125 吴诚产品温升却按 10，设计级的指标，这样在额定容量运行时，实际产品的温升平均控制在 70 85 之间，使温升有了很大裕度。变压器技术，尤其是干式变压器技术，必然会随着世界范围内对环保节能防灾和信息化的要求而不断进步。