干式变压器的基础知识
* 来源 : * 作者 : mfxmqh * 发表时间 : 2025-03-28 * 浏览 : 4
00 前言
变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要由绕组和铁芯组成。工作时，绕组是“电”的通路，而铁心则是“磁”的通路。一次侧输入电能后，因其交变，故在铁心内产生了交变的磁场(即由电能变成磁场);由于匝链(穿透)，二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路接通时，向外输出电能(即由磁场能又转变成电能)。这种“电-磁-电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。在国家标准GB1094.16中对干式变压器作了明确的定义：铁心和线圈不浸在绝缘液体中的变压器称为干式变压器。它的绝缘介质、散热介质是空气，广义上讲可以将干式变压器分为包封式和敞开式两大类型。1、SC(B)型的意思是环氧树脂浇注的干变（型号里有个B就是代表用铜箔绕制的。SG(B)中的B也是一样的意思）。高压线圈是用环氧树脂密封好，低压线圈环氧树脂一般不浇筑进去，只在线圈端部用环氧树脂密封好（还因为低压侧电流较大，如果完全浇筑会影响散热）。目前SC(B)型干式变压器是市面上的主流产品，本文以此为例进行分析。 2、SG(B)型是敞开式干式变压器，它用美国DUPONT公司的NOMEX绝缘纸作匝绝缘。低压线圈是铜箔，高低线圈都用VPI（真空压力浸漆）来绝缘处理的。表面有一层环氧树脂绝缘漆包封起来。SG(B)型干式变压器绝缘等级多数是H级，少数是C级。3、还有一种干变，型号为SCR(B)型，它是非环氧树脂浇注的包封式。全部用NOMEX纸加硅胶包封起来的，是法国技术，这种产品需求量极少。1.安全，难燃防火，防爆，无污染，可直接安装在负荷中心；3.防潮性能好，可在100％湿度下正常运行，停运后不经预干燥即可投入运行；4.损耗低、局放低、噪音小，散热强，强迫风冷条件下可以150％额定负载运行；5.配备有完善的温度保护控制系统，为变压器安全运行提供可靠保障；1.同容量、同电压等级条件下，干变价格要比油变的贵；2..干式变压器电压等级受限，一般电压等级最高为35KV，最高做到110kV；3.一般在屋内使用，在户外使用时，必须配备较高防护等级的外罩;4.对于浇注成型的线圈，出现毁损时，常要报废，较难修复。（1）层式绕组：由扁或圆导体叠层后按螺旋线绕制而成，可以绕成若干个线层，每层线匝之间设置层间绝缘或通风道，依靠模具并采用专用浇注设备，在真空状态下使绕组浇注并固化成型。过程:叠层旋绕→放入模具→真空浇注。（2）箔式绕组：由薄而宽的导体叠层绕制而成每层1匝，层间绝缘同时是匝间绝缘箔式绕组一般米用轴向气道:绕制时将引拔条在相应的匝数位置一同绕入，之后取出，形成轴向风道在箔绕机上绕好后只要加热固化成形即可，无需模具与浇注。因为低压侧的电压低，要求的绝缘距离小，放在里面可以减小与铁芯间的距离，这样就可以减小变压器的体积，降低成本。同时，高压侧一般带分接引出头，放在外面操作方便也更安全。(4).铁心的绝缘件为夹件绝缘、螺杄绝缘或拉板绝缘；变压器正常运行时，铁芯必须有一点可靠接地。若没有接地，则铁芯对地的悬浮电压，会造成铁芯对地断续性击穿放电，铁芯一点接地后消除了形成铁芯悬浮电位的可能。但当铁芯出现两点以上接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁芯多点接地发热故障。变压器的铁芯接地故障会造成铁芯局部过热，严重时，铁芯局部温升增加，造成跳闸的事故。 烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障，使铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作，以至必须更换铁芯硅钢片加以修复。所以变压器不允许多点接地、只能有且只有一点接地。干式变压器的安全运行和使用寿命在很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全性和可靠性。绕组温度超过绝缘耐受温度，绝缘被破坏，这是变压器不能正常工作的主要原因之一。因此监控变压器的工作温度及其报警控制非常重要。（1）风扇自动控制：温度信号由嵌入在低压绕组最热部分的Pt100热温度测量电阻测量。变压器负载增加，工作温度上升。当绕组温度达到110°C时，系统自动启动风扇冷却;当绕组温度低至90°C时，系统会自动停止风扇。（2）高温报警，超温跳闸：绕组或核心温度信号由嵌入低压绕组的PTC非线性热温度测量电阻收集。当变压器绕组的温度继续升高时，如果温度达到155°C，系统会输出一个过温报警信号;如果温度继续上升到170°C，变压器将无法继续运行，并且必须将超温跳闸信号发送到二次保护电路。（3）温度显示系统：温度变化值由嵌入低压绕组的Pt100热敏电阻测量，直接显示各相绕组的温度（三相检查和最大值显示，历史最高温度）可以记录）。最高温度输出为4~20mA模拟量。如果要将其传输到远程计算机（距离可达1200米），它可以配备计算机接口，1个发射器，并且可以同时监控多达31个变压器。Pt100热敏电阻信号还可以对系统的过温报警和跳闸进行操作，进一步提高温控保护系统的可靠性。 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12m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°角以内的水滴入。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。
1）、A、B、C指示灯任何一只亮，且开关处于OFF位置，门关闭；2）、三只指示灯均不亮，开关处于ON位置，门可以打开；3）、使用钥匙，不论何种状态，均可以把门打开。 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。 检查内部导线的焊接质量、分接开关与引线的接触是否良好，相电阻是否不平衡等。一般线电阻不得超过2％，相电阻不得超过4％，如果直流电阻不平衡会产生三相之间的环流，增加环流损耗，变压器发热等不良现象；检査变压器的匝数是否正确，各分接头是否正确，检査高压输入1000及其各分接头电压时，变压器是否输出可达到400V；检査变压器的高低压及地互相之间的绝缘程度。一般用2500V的摇表经2500V摇表对高低压及地的绝缘电阻大于检测的标准值；变压器的高低压及地互相之间的主绝缘程度用电气强度试验来考核。对于检验变压器在生产过程中产生的局部缺陷，具有决定性的作用。一般干式变10KV侧耐压为35KV，0.4KV耐压为3KV，都是1分钟时间不出现击穿为合格；(1) 拉开空载变压器时，有可能产生操作过电压。在电力系统中性点不接地或经消弧线圈接地时，过电压幅值可达4～4.5倍相电压;在中性点直接接地时，可达3倍相电压为了检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压，需做冲击试验；(2) 带电投入空载变压器时，会产生励磁涌流，其值可达6～8倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快，一般经0.5～1秒即减到0.25～0.5倍额定电流值，但全部衰减时间较长，大容量的变压器可达几十秒。由于励磁涌流产生很大的电动力，为了考核变压器的机械强度，同时考核励磁涌流衰减初期能否造成继电保护裝置误动作，需做冲击试验。通常，对新装的变压器应进行5次冲击试验，大修的变压器则进行3次。进行空载试验的目的是:测量变压器的空载损耗和空载电流;验证变压器铁芯的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求;检査变压器铁芯是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。试验时高压侧开路，低压侧加压，试验电压是低压侧的额定电压，空载损耗主要是铁损耗。 通过空载试验可以发现变压器以下缺陷:硅钢片间绝缘不良;铁芯极间片间局部短路烧损;穿芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分损坏、形成短路;磁路中硅钢片松动、错位、气隙太大。铁芯多点接地线圈有匝间、层间短路或并联支路匝数不等、安匝不平衡等;误用了高耗劣质硅钢片或设计计算有误。变压器短路试验，主要是测量的是短路损耗和短路阻抗。投产时检査线圈结构的正确性，在更换绕组后检査与上次试验值有无明显变化。试验电源可用三相或单相，加在高压侧，低压侧短接;试验时高压侧电流最高为额定值，低压侧电流控制在额定电流。用户运输就位、安装时把铁心尖角碰变形或有异物搭接在铁心某处。产生机械声；风机固定螺丝松动，有杂物在内部。外壳固定螺丝松动引起面板震动有杂声。变压器的低压母排固定螺丝松动，或母排没有采用软连接，因此引起震动产生杂音。3）、高次谐波产生的声音。特点是没有规律。声音时大时小，时有时无。主要是电源侧或负载有电炉、可控硅整流设备产生高次谐波反馈到了变压器。4）、环境问题。主要是变压器室周围空间小，墙面光滑，容易产生音箱效果，使变压器声音听起来较大。1）、没有把传感器插到温度显示器后面的插座内，显示故障灯亮；2）、传感器接插件之间松动，电阻增大，温度值显示较局；4）、某相温度值高，传感器的铂电阻处于似断非断的状态。变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要由绕组和铁芯组成。工作时，绕组是“电”的通路，而铁心则是“磁”的通路。一次侧输入电能后，因其交变，故在铁心内产生了交变的磁场(即由电能变成磁场);由于匝链(穿透)，二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路接通时，向外输出电能(即由磁场能又转变成电能)。这种“电-磁-电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。来源：电气人驿站
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