干式变压器技术发展及设计选型

随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高，城乡用电负荷不断增加，无油、防火、寿命长、维护简单、安全可靠的干式变压器得以越来越广泛的应用。本文仅就干式变压器在我国的发展概况作粗线条的描述，重点放在配电变压器设计选型中相关问题的系统介绍。

1．发展概况

　　世界上第一台变压器诞生于1876年，这台变压器即是干式的。但直到二十世纪中叶，干式变压器仅局限于低电压和小容量的变压器制造中。二十世纪五十年代末六十年代初，随着环氧树脂等新材料的出现，世界上研制成功了环氧树脂真空浇注的干式变压器，并迅速在35kV及以下电压等级的配电变压器等诸多领域获得广泛应用。据有关资料统计，近20年来干变得到了迅猛发展，特别是在配电变压器中，干变所占比例愈来愈大，如欧美发达国家已占50％以上；我国起步晚，近年约占到3~5％，大中城市中约占20~30％，象北京、上海、广州、深圳等城市已达50％以上。

　　1．1产量递增

　　在我国，由于种种原因，八十年代中才逐步推广使用干式变压器，八十年代末各地纷纷从国外引进技术和设备，并以此作为基础，不断开拓、创新，使我国干式变压器制造水平上了新的台阶。从90年开始，其产销量逐年迅猛递增，据行业有关资料分析统计，全国(除港澳台外)干式变压器每年以高达20％以上的增长率递增：1989年约700MVA，1991年就超过了1000MVA；1995年-6200MVA，1996年-7500MVA，1997年-8800MVA，1998年近10000MVA。
　　
　　1．2技术现状

　　1．2．1电压水平：目前大批量生产主要集中于10kV电压等级，各发电厂站多为6kV电压。15~20kV产品也常有订货。目前国际上树脂绝缘干式变压器最高电压为35kV，我国几家大厂已生产了近百万千伏安35kV产品在各地投网运行。

　　1．2．2容量：(1)配电变压器：10/0.4kV以及20/0.4kV、35/0.4kV的配电变压器容量30~2500kVA，受低压PC屏进线开关遮断容量的限制，目前尚未见超过2500kVA这一容量的；(2)电力变压器：10、20、35kV的电力变压器可生产容量达20,000kVA。1996年我国制造出容量达16000/24000kVA(AN/AF)、35kV亚洲第1台容量最大、电压最高的干式变压器，标志着我国在大容量变压器制造技术上已处于世界先进水平。

　　1．2．3损耗和噪声：我国干式变压器制造技术的研究、创新，主要集中在性能参数的优化等方面，特别是在变压器的损耗及声级水平这些世界性课题的研究上，我国已经取得了诸多可喜的成绩，使得我国干变的损耗(特别是空厮鸷?及噪声大幅度下降。据有关资料统计，SC(B)9系列比引进技术的SC系列之总损耗水平下降达15~20％，其中空载损耗下降达25％；通过对噪声的系统研究，我国进一步掌握了噪声产生的机理，并将其成果落实在新系列SC(B)8及SC(B)9产品上，SC(B)9系列产品比原SC系列噪声下降15~20％。2500kVA及以下容量的配电变压器，噪声一般可控制在50dB左右；35kV特大容量(如10000、16000kVA)干式变压器通常可控制在55dB以内。综上所述，SC(B)9系列干式变压器的性能参数已达到世界先进水平。顺德特种变压器厂即将推出智能化低噪节能的SC(B)10系列新产品。
　
　　1．2．4有载调压：我国对10kV干式配电变压器的有载调压，最大容量达2500kVA，使用台数最多的为云南玉溪烟厂。对35kV干式电力变压器的有载调压容量达16000kVA，其最大客户是上海大众汽车公司(3台16000kVA有载调压变压器)。 　

　　1．2．5整流、牵引变： 　　

　　(1)整流励磁变：水力发电厂的励磁变，逐步用干式变压器所取代，高低压绕组电压等级一般为20kV/1kV，通常采用单相结构、高压封闭母线进线。顺德特种变压器厂为长江三峡研制世界最大的84万KW发电机得到励磁变，99年底已通过国家验收，涞ハ嗳萘课?000kVA。进来，火力发电厂的励磁也由动态转向静态――用干式变压器作励磁变。 　

　　(2)冶金电炉变：特点是低压大电流，如为江西贵冶制造的3500kVA干变，低压相电流超过20,000安。

　　(3)牵引变：适用于城市地铁及轨道交通的干式牵引变，随城市轨道交通的发展而得以大量应用。电压有10、20、35kV三个等级；从12脉波整流发展到24脉波，减少了谐波污染；容量有800、2500、3300kVA等。

　　1．3未来展望 　

　　随着干式变压器的推广应用，其生产制造技术也获得长足发展，可以预测，未来的干式变压器将在如下几方面获得进一步发展。

　　（1）节能低噪：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，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。在完成引进技术的消化吸收之后，将在电磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、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，进一步提高干变的可靠性。 　

　　（3）环保特性认证：以欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)、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10000~20000kVA/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：从单一变压器向带风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率计量、封闭母线、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、励磁变、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变、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。

2．干式变压器的特点 　

　　（1）无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火。

　　（2）绝缘温升等级高：F级绝缘，变压器温升可达100K。

　　（3）损耗低、效率高：SC(B)9系列损耗比现行新国标(GB/T10228)降低10％。

　　（4）噪声小：SC(B)9系列配电变压器通常可控制在50dB以下。

　　（5）局部放电量小(通常在10PC以下)，可靠性高，可保证长期安全运行，寿命可达30年。