基于電氣控制的礦山設備干式變壓器結構技術性能比較

苗乃冉 于凱

錫林郭勒盟山金白音呼布礦業有限公司 內蒙古錫林郭勒盟 026300

干式變壓器與油浸式變壓器相比，具有清潔無油污，免維護，低噪聲等優點。所以在住宅集中居民區、商業區及其他公共場所得到越來越多的應用。隨著人們環境意識的提高，變壓器的噪聲污染問題也凸顯出來，降低變壓器噪聲已引起行業內的廣泛關注。雖然行業標準JB/T10088-2004《6-500kV級電力變壓器聲級》對各容量等級的變壓器噪聲有嚴格的限定值，但是用戶的要求要遠遠嚴于該標準規定值。結合公司QC質量小組對降低干式變壓器噪聲這一課題的攻關實踐，談談幾點降低干式變壓器噪聲的有效措施。

1 干式變壓器的組成結構

干式變壓器主要是由鐵芯和繞組兩部分組成。鐵芯是由鐵芯柱和鐵扼組成,鐵芯一般是用兩面都涂有絕緣漆的硅鋼片疊成,鐵扼通常是由含硅量較高且表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊加而成。這種結構不僅可以減少鐵芯內部的磁滯,而且降低鐵芯的渦流損耗。繞組是干式變壓器主要的電路通道,大多采用紙包的絕緣扁線或圓線交疊繞制而成。目前大多數干式變壓器的繞組逐漸使用箔式結構。因為這種結構不僅可以提高干式變壓器的冷卻性能和機械的強度,而且還可以大大提高干式變壓器的耐壓力。除了繞組及鐵芯,干式變壓器還有絕緣結構。干式變壓器的絕緣結構由內部絕緣和外部絕緣組成。對干式變壓器的結構了解有助于加深對干式變壓器的特點等方面的了解[1]。

2 電氣控制的礦山設備干式變壓器結構技術性能比較

2.1 絕緣耐壓性能比較

對于干式變壓器來說，其絕緣性能主要是由多種電介質絕緣結構決定的。多層絕緣結構的電場分布情況為：每層電介質所受到的場強與介電強度成正相關，這種情況下，若是每層絕緣結構可以得到充分的利用，則干式變壓器的絕緣耐壓性能就會更高。通常情況下，干式變壓器的絕緣耐壓性能主要是根據絕緣結構的介電常數來判斷的。本文采用的兩種干式變壓器，浸漆式干式變壓器的絕緣結構介電常數比樹脂澆注式干式變壓器的低。相對來說，浸漆式干式變壓器絕緣結構的電場分布更加均勻，并且該干式變壓器的生產過程比較簡單，這對局部放電與絕緣老化情況可以進行大幅度的減緩。而樹脂澆注式干式變壓器主要采用的是樹脂絕緣結構，由于澆注工藝的要求不能在高真空的狀態下進行生產，這會導致澆注過程中絕緣結構會存在大量的稀薄空氣，再加上該干式變壓器的工藝比較復雜，若是在生產的過程中不能嚴格的執行工藝要求，出現處理不當的情況，就會導致樹脂倒灌的現象，從而導致絕緣結構中存在大量的氣泡，影響絕緣耐壓的性能。氣泡會使部分樹脂絕緣結構在長時間的工作下產生龜裂，從而降低樹脂澆注式干式變壓器的絕緣耐壓性能。通過上述敘述可以看出，浸漆式干式變壓器的絕緣耐壓性能明顯的強于樹脂澆注式干式變壓器[2]。

2.2 戶內安裝

對于二者的戶內安裝，干式變壓器比油浸式變壓器更加經濟，主要是由于干式變壓器的結構特殊，在室內安裝，其可以與其他設備同處一個房間。現場可以設置低壓總柜，干式變壓器的外殼可以緊靠柜子側面。干式變壓器的低壓側接線端子與低壓總柜的連接，通過廉價的銅排連接即可，而高壓側則用電纜連接。油浸式變壓器的戶內安裝，需要單獨設置房間，不能與其他的設備同時存在。并且10KV的油浸式變壓器的容量為80KV.A，重量超過100kg，需要安裝在單獨的室內。通常情況下，油浸式變壓器采用電纜連接，特殊情況下，采用銅、銅排等連接，主要是由于其安裝位置的局限性。油浸式變壓器與低壓總柜之間的連接，可以采用銅排、電纜。通常情況下，容量大時使用銅排連接，容量小時使用電纜連接，經常會出現安裝受到限制的問題。特別情況下，油浸式變壓器與低壓柜之間間隔其他變壓器室，會導致連接二者的鋁排電纜成本提高。因此，在戶內安裝，干式變壓器的成本低于油浸式變壓器的成本[3]。

2.3 過載性能比較

根據研究發現，樹脂澆注式干式變壓器采用的是薄絕緣的澆注結構，這樣的結構中，導線能量可以直接傳向線圈的外表面，同時，該干式變壓器根據自身容量的大小設置軸向散熱風道，散熱風道主要安裝在線圈的內層，可以達到雙向散熱的功能。樹脂澆注式干式變壓器的熱點溫升與平均溫升比值為1.2，符合標準。而浸漆式干式變壓器由于絕緣結構的復雜性，無法對其熱點溫升與平均溫升比值進行計算。但是根據研究發現，由于浸漆式干式變壓器絕緣結構具有極強的熱裕度，因此，其過載性能也很高，熱點溫升與平均溫升比值可以達到1.0，其完全取決于絕緣結構的材料選擇。通過上述描述可以知道，浸漆式干式變壓器的過載性能高于樹脂澆注式干式變壓器。

3 結語

通過干式變電器結構技術性能的比較，發現浸漆式干式變壓器的整體性能較優，可以為采礦作業提供更好的安全性與穩定性，因此，在采礦作業對浸漆式干式變壓器進行推廣使用。