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高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器的探討

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文章來(lái)源:北京創(chuàng )聯(lián)匯通電氣 ????? 發(fā)布時(shí)間: 2021-03-31 06:20:00
導讀:文摘:對高點(diǎn)火油干式變壓器的特點(diǎn)和結構進(jìn)行了分析和說(shuō)明,并對高點(diǎn)火油干式變壓器的經(jīng)濟效益進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞:高點(diǎn)火油干式變壓器;結構;1概述目前,無(wú)論是發(fā)達國家還是

文摘:對高點(diǎn)火油干式變壓器的特點(diǎn)和結構進(jìn)行了分析和說(shuō)明,并對高點(diǎn)火油干式變壓器的經(jīng)濟效益進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞:高點(diǎn)火油干式變壓器;結構;1概述目前,無(wú)論是發(fā)達家還是發(fā)展中家,干式配電變壓器都存在安全和環(huán)保問(wèn)題,已成為制約工業(yè)電力可持續發(fā)展的一個(gè)因素,受到全行業(yè)的密切關(guān)注。2003年,內外發(fā)生了大量停電事故,不僅影響了人們的正常生活,也影響了人們的生活質(zhì)量。當人們關(guān)注電網(wǎng)時(shí),可能沒(méi)有意識到配電網(wǎng)中終端設備配電干式變壓器的安全隱患和環(huán)境保護問(wèn)題。城鄉電網(wǎng)改造后,配電變壓器的性能和運行質(zhì)量有所提高,但仍存在很大隱患。大致有以下幾個(gè)問(wèn)題:1。根據目前農村電網(wǎng)的一般特點(diǎn),負荷率大部分時(shí)間在30 ~ 40,但在高峰期往往會(huì )出現過(guò)載。與此同時(shí),經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民用電需求的增長(cháng)速度超過(guò)了電網(wǎng)建設的速度。雖然配電變壓器有報警和保護裝置,但干式變壓器即使報警或跳閘后也不能在短時(shí)間內更換,導致配電變壓器過(guò)載和燒毀。3.配電變壓器過(guò)載較大的隱患是有著(zhù)火的可能,燃燒時(shí)會(huì )產(chǎn)生有害氣體。對環(huán)境和人造成嚴重損害。隨著(zhù)兩網(wǎng)改造和電網(wǎng)的不斷發(fā)展,配電干式變壓器的消耗量急劇增加,配電變壓器使用壽命結束后的環(huán)保和回收將成為一個(gè)嚴重的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題,可以使用高點(diǎn)火油干式變壓器。先先,利用普通絕緣紙和高燃點(diǎn)油混合絕緣技術(shù),對傳統干式變壓器進(jìn)行改造。改造后的干式變壓器容量顯著(zhù)增加,負荷下降時(shí)損耗較低,峰值負荷時(shí)可提供容量。其次,用nomex絕緣紙和高點(diǎn)火油生產(chǎn)高點(diǎn)火油干式變壓器。高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器可廣泛應用于城市住宅區、酒店、商場(chǎng)、地鐵、機場(chǎng)等要求高安全性、防火性、低噪聲的重要場(chǎng)所,屬于綠色環(huán)保干式變壓器。2高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器的特點(diǎn)1)耐燃防爆性高:高燃點(diǎn)絕緣油燃點(diǎn)高,達到310;普通油165。同時(shí),它還具有阻燃、燃燒能力低的特點(diǎn)。而杜邦Nomex絕緣紙的耐熱等級為C(即220),燃點(diǎn)在氧極限指數以下。高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器適用于防火防爆要求高的場(chǎng)合。在這些場(chǎng)合下,干式變壓器不僅具有阻燃性的特點(diǎn),而且可以進(jìn)行日常檢修和維護。因此,它具有環(huán)境安全性和長(cháng)期可持續運行。高點(diǎn)火油干式變壓器的應用可以大大降低干式變壓器的事故率,同時(shí)提高事故干式變壓器的重復利用率;2)高絕緣:高燃點(diǎn)絕緣油絕緣性能高,電氣絕緣性能高,可用于高電壓等級,減少相應的絕緣距離。絕緣油的絕緣強度在所有規格上都超過(guò)常規干式變壓器油。使用高燃點(diǎn)絕緣油的干式變壓器和使用常規油的干式變壓器在制造時(shí)采用相同的絕緣標準。這種絕緣油的絕緣強度在電氣設備的使用溫度范圍內幾乎沒(méi)有變化;同時(shí),其沖擊擊穿電壓也很優(yōu)異。絕緣油的典型值大于300千伏,而常規干式變壓器油的較低規格為145千伏,因此它具有很高的絕緣可靠性和承受三相突然短路電流的能力 #p#分頁(yè)標題#e#

長(cháng)期使用可以避免換油和維護,克服現有普通換油的缺點(diǎn),節約運行成本。4)噪音低:由于油的粘度高,為8.610-6m2/s(100度),能在一定程度上抑制干式變壓器的噪音,比普通油浸式變壓器低2-3db。5)運行成本低:考慮到干式變壓器的整個(gè)生命周期,高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器的低功率損耗意味著(zhù)比干式變壓器有很大的節約。運營(yíng)成本低。主要表現在重量輕、體積小、油耗少、可燃性低、安全性高、容量提高、損耗降低。它可以減少體積和重量,增加過(guò)載能力,提高可靠性,對環(huán)境幾乎沒(méi)有影響,比普通系統更安全。一旦從絕緣系統中去除低溫材料,線(xiàn)圈的溫度上限一般可達115至125。干式變壓器重量和體積明顯減少30 ~ 50%,干式變壓器油耗降低,每千瓦干式變壓器重量降低。在銷(xiāo)售價(jià)格上,高燃點(diǎn)的油干式變壓器僅為干式變壓器價(jià)格的0.6倍,從而達到節約成本的目的。6)高過(guò)載運行能力:與干式變壓器相比,高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器具有更好的雷電脈沖和開(kāi)關(guān)浪涌耐受能力以及系統的長(cháng)期過(guò)載運行耐受能力。高燃點(diǎn)油在抗沖擊性和耐壓方面優(yōu)于普通干式變壓器油,其絕緣強度高于普通干式變壓器油,因此無(wú)需增加絕緣厚度。7)綠色環(huán)保:高燃點(diǎn)油,完全可生物降解,無(wú)毒。土壤中生長(cháng)的微生物將其分解為食物鏈的一部分,因此高燃點(diǎn)絕緣油不會(huì )在環(huán)境中長(cháng)時(shí)間積累。它是從石油中提取的,其成分是100%的碳氫化合物,完全可生物降解,無(wú)毒,對人體和環(huán)境無(wú)害,可回收利用。油本身的工作溫度遠低于其耐溫等級,可以處理回收。處理后的垃圾可以被土壤中的微生物分解,沒(méi)有毒性,因此不會(huì )在環(huán)境中長(cháng)期積累而造成污染。Nomex使用壽命結束后可分解回收,絕緣性能和機械強度遠優(yōu)于普通電纜紙。3高點(diǎn)火油干式變壓器的結構特點(diǎn)1)三柱干式變壓器的組成與常規10kv干式變壓器相同。芯體采用三相結構,芯塊采用全斜三級接頭疊加工藝。設計車(chē)身時(shí),主要考慮機械強度和抵抗突然短路的能力。為此,芯夾采用槽鋼整體焊接加強板的結構,克服了過(guò)去用槽鋼夾芯時(shí)槽鋼的應力變形和無(wú)法夾住芯板的問(wèn)題,提高了夾具的抗彎強度,防止了夾具的變形,使芯板

能夠有效夾緊,降低了因鐵心疊片間隙過(guò)大引起的漏磁通,降低了鐵心附加損耗。2)在器身高低壓繞組套裝時(shí),高低壓繞組間的套裝間隙,采用成型撐條撐緊,低壓繞組與鐵心間的套裝間隙,采用成型膠木棒撐緊,高低壓繞組下部采用托板托起線(xiàn)圈,上部采用壓板通過(guò)上夾件與下夾件間的螺桿壓緊線(xiàn)圈。保證了干式變壓器器身具有很高的機械強度,同時(shí)在設計時(shí)充分考慮其安匝平衡的要求,通過(guò)理論計算,使高壓繞組的安匝分布均勻,從而提高了其抗突發(fā)短路的能力。3)對于10kv配電干式變壓器:低壓繞組設計考慮到其大電流,抗沖擊性能的要求,選用銅箔繞制,結構為圓筒層式;高壓繞組也采用層式線(xiàn)圈,層式線(xiàn)圈的特點(diǎn)是填充系數高,抗沖擊性能好,是小容量干式變壓器較佳結構的線(xiàn)圈。4)對于35kv電力干式變壓器,低壓繞組選用餅式結構,其機械性能強。結構為連續式,高壓繞組結構也采用餅式,結構為連續式,高壓繞組放置鎖撐條,按突發(fā)短路結構設計。在設計過(guò)程中考慮到高燃油的粘度性大,流速慢,這就會(huì )影響到繞組與鐵心的散熱能力,在設計中選擇合適的繞組和鐵心的散熱面積至關(guān)重要,繞組中油道的選取,大了是一種浪費,小了不能滿(mǎn)足散熱的要求,通過(guò)試驗得出了幾種油道的散熱關(guān)系。制作完成后得到了圓滿(mǎn)效果,與計算十分相符。當原設計使用常規干式變壓器油的干式變壓器,改用高燃油時(shí),上層油溫會(huì )升高。溫度升高值取決于油的熱有效性。絕緣油的熱傳遞效果主要決定于絕緣油的粘度性。粘度的效果超過(guò)所有其它特性,如熱膨脹系數、熱容量和導熱性。絕緣油的低粘度是卓越的熱傳遞特性,以下表格說(shuō)明這點(diǎn),它對不同絕緣油的粘度和熱傳遞性nussult值進(jìn)行比較。nussult值是通過(guò)粘度、熱容量、密度、熱膨脹系數和導熱性加上干式變壓器線(xiàn)圈熱流輸入量引伸出來(lái)的,是測量熱傳遞有效性的。絕緣油的熱導性效果越好,nussult值就越高。下表表明作為熱傳遞液的粘度對材料的作用是十分顯著(zhù)的:500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">給原設計用礦物油的干式變壓器加高燃油時(shí),干式變壓器溫度會(huì )稍微上升,容量為500kva的干式變壓器,其上層油溫會(huì )比設計使用高燃點(diǎn)絕緣油的干式變壓器高出3-60c。在500-2500kva范圍內,上層溫度還會(huì )高點(diǎn)。這些溫度的變化因不同的干式變壓器設計而不同。以下為高燃油干式變壓器線(xiàn)圈內部油道選取的部分數據:使用高燃點(diǎn)油的線(xiàn)圈其較大內部線(xiàn)圈油道,較小厚度如下表500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">在實(shí)際應用中:(1)用高燃點(diǎn)絕緣油代替常規干式變壓器油時(shí)只需對干式變壓器作少許改動(dòng)。由于溫度少許升高,小于500kva的干式變壓器一般不需修改線(xiàn)圈設計。超過(guò)500kva的干式變壓器較好使用4mm或6mm冷卻油道來(lái)提高干式變壓器的冷卻容量,更大的干式變壓器需要額外或更大的冷卻油道。(2)與常規礦物油設計相比,由于使用高燃點(diǎn)油,要對冷卻散熱表面設計作些改變。以下為可能需要增大的冷卻油道尺寸和設計為650c溫升的散熱器表面面積的指導方針。這些導則只是接近數值,不同的工程設計要對數值作改動(dòng)。許多為干式變壓器油設計的線(xiàn)圈在線(xiàn)圈的末端設有絕緣圈,它限制了絕緣油的流動(dòng)。因此,高燃點(diǎn)油進(jìn)出線(xiàn)圈的面積應有12mm高的開(kāi)口,建議垂直線(xiàn)圈的油道使用較小的厚度。以下幾條規定已經(jīng)成功地應用在高燃點(diǎn)絕緣油的干式變壓器的產(chǎn)品設計中。1將每線(xiàn)圈內部油道的厚度從3.3mm改成6mm,垂直線(xiàn)圈油道的厚度增加2或3mm,比增加散熱面積達到冷卻目的更有效果。2如果設計人員能選擇線(xiàn)圈高度,應盡量設計線(xiàn)圈越低越合理。因絕緣油的流量隨著(zhù)線(xiàn)圈的高度增加而降低。3線(xiàn)圈油道進(jìn)出口處,至少應有12mm的水平空間。4高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器的經(jīng)濟性高燃點(diǎn)油干式變壓器屬節能型環(huán)保干式變壓器,一旦從絕緣系統中去除了低溫材料,線(xiàn)圈溫度上限一般可達到115℃至125℃。明顯減少干式變壓器重量和體積,幅度為30至50。用油量減少可降低由于滲漏造成的環(huán)境污染的風(fēng)險。由于與礦物油相比,油不易燃,因此可為電網(wǎng)帶來(lái)更高的安全性。采用了基于nomex和高燃點(diǎn)油的絕緣系統。主要好處是:降低了干式變壓器的每千瓦重量,增加了過(guò)載容量,降低噪音,更清潔的冷卻油提高了可靠性和減少了維護工作量,更安全的系統確保安全,每千瓦體積小,有利于環(huán)保。高可靠性、低損耗、低噪聲、低溫升、低局放、無(wú)污染、綠色環(huán)保、外型美觀(guān)、方便維護,高燃點(diǎn)油干式變壓器的使用性能,在環(huán)氧澆注干式變壓器與普通油浸式電力干式變壓器之間,但從干式變壓器的整個(gè)壽命周期來(lái)考慮,其與干式變壓器相比低的運行成本,投運后將給用戶(hù)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,以下為9型10kv級630kva高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器與同容量干式變壓器技術(shù)經(jīng)濟指標對比:環(huán)氧澆注干式變壓器的耐熱等級為f級500)this.style.width=500;" onmousewheel="returnbbimg(this)">高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器與環(huán)氧澆注干式變壓器相比:空載損耗下降0.31kw,負載損耗下降0.02kw。每年節電:0.31×8000 0.02×6000=2600kwh,以20年變電成本投運計算,節電達52000kwh,以每度電0.4元計算,折合電費2.08萬(wàn)元,社會(huì )效益顯著(zhù)。高燃點(diǎn)絕緣油干式變壓器價(jià)格根據現在所進(jìn)行的市場(chǎng)調查顯示,大約是干式變壓器的0.6倍,由于高燃點(diǎn)油干式變壓器具有非常高的性?xún)r(jià)比。因此在了解了其性能的用戶(hù)中,市場(chǎng)反映都非常強烈。相信此類(lèi)型干式變壓器的成功開(kāi)發(fā)和應用一定會(huì )給整個(gè)干式變壓器行業(yè)帶來(lái)極為深刻的變化。5結束語(yǔ)目前,在干式變壓器的設計、制造和運行中,有許多可以利用新技術(shù)優(yōu)勢的機會(huì )。將nomex絕緣材料與傳統的礦物油系統、新型耐高溫油或高絕緣氣體一起使用,可顯著(zhù)提高干式變壓器性能。這些干式變壓器不僅可減小體積和重量,增加過(guò)載容量和提高可靠性,而且由于對環(huán)境幾乎沒(méi)有影響和比普通系統更加安全,因而能夠勝任下一世紀的要求。#p#分頁(yè)標題#e#

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