基于電氣控制的礦山設(shè)備干式變壓器結(jié)構(gòu)技術(shù)性能比較與分析

王 敏

（甘肅能源化工學院，甘肅 蘭州 730207）

根據(jù)相關(guān)調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)：我國現(xiàn)階段主要使用的礦山設(shè)備干式變壓器主要有兩種方式，分別為樹脂澆注式和浸漆式干式變壓器。其中，樹脂澆注式干式變壓器是由歐洲研發(fā)并制造生產(chǎn)出來的，浸漆式干式變壓器是由美國生產(chǎn)制造的。對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析之后，可以發(fā)現(xiàn)：二者都采用了電氣控制系統(tǒng)[1]。因此，本篇文章在綜合了相關(guān)調(diào)查和研究之后，對這兩種干式變壓器進行淺要分析。

1 干式變壓器結(jié)構(gòu)技術(shù)性能方面的比較

本篇文章主要選取的是目前階段應(yīng)用最為廣泛的樹脂澆注式干式變壓器和浸漆式干式變壓器兩種。具體來看，樹脂澆注式干式變壓器具備了較為明顯的環(huán)保性能、抗短路性能、高防災(zāi)性能優(yōu)勢。同時，在安裝過程中，其操作相對較為簡單，對于高度要求較低，后期維修作業(yè)發(fā)生率相對較低。在運行過程中，效率較高、體積較小，前期投入成本相對較低，這都是該變壓器所具備的優(yōu)勢。在浸漆式干式變壓器使用過程中，可以發(fā)現(xiàn)其靈活性較強、防火性能高、防潮性能好、環(huán)保性優(yōu)勢較為明顯。在安裝過程中，操作流程較為簡單。

因此，這也成為了這兩種干式變壓器得以在社會層面得到廣泛應(yīng)用的重要原因。針對上述內(nèi)容，文章在進行了多次調(diào)查和研究之后，淺析這兩種變壓器的具體優(yōu)勢。在進行文章寫作過程中，筆者還進行了多次實驗，希望能夠借助到科學、準確的實驗數(shù)據(jù)，進一步提升文章的說服力和可信度。希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作的順利開展產(chǎn)生一定指導(dǎo)性建議。

2 兩種干式變壓器在耐受短路性能方面的比較

在應(yīng)用樹脂澆注式干式變壓器時，對樹脂溫度提出了較高要求。一般來講，如果樹脂所處溫度相對較為適宜，那么便可以在一定程度上有效提升其流動性。同時，還需要充分考慮到各種新式澆筑工藝在此過程中所產(chǎn)生的積極作用，達到高效處理的目的。從其特點來看，這種變壓器在運行過程中會在其周圍地區(qū)形成一個較為完整的剛體線圈。因此，在這種剛體線圈的影響之下，使得變壓器具備了較大忍耐力。尤其表現(xiàn)在系統(tǒng)發(fā)生短路狀況時，能夠根據(jù)實際工作狀況，做出有效調(diào)整，從而避免了一些不必要問題的發(fā)生。另外，在該結(jié)構(gòu)中不會存在墊塊內(nèi)容，有效提升了導(dǎo)線伸屈能力。

根據(jù)相關(guān)調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)：在傳統(tǒng)礦山開采工作中，因為各種設(shè)備的綜合性能較差。如果在設(shè)備運行過程中，出現(xiàn)了短路問題，將會對整個工作流程都產(chǎn)生較大影響，甚至還會出現(xiàn)機械設(shè)備損壞問題。在應(yīng)用樹脂澆注式干式變壓器開展礦山開采工作中，因其所受到的外界因素相對較少，能夠長時間保持在穩(wěn)定狀態(tài)中[2]。因此，即使在作業(yè)過程中出現(xiàn)了線路短路問題，也不會對設(shè)備產(chǎn)生較大影響。從這方面特點來看，這種變壓器又具備了較為明顯的抗短路性能。

而浸漆式干式變壓器最為明顯的優(yōu)勢是在壓力的抵抗方面。在運用該結(jié)構(gòu)開展礦山作業(yè)時，即使受到了巨大壓力，也不會對機器或者相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生較大影響，并讓其處于較為平衡狀態(tài)中。相應(yīng)的，整個工作流程都能夠在設(shè)備的支撐下順利開展。另外，該變壓器在抗撓性方面也表現(xiàn)了突出優(yōu)勢。在完成浸漆固化作業(yè)之后，表面十分堅固。即使是用鋼絲球在其表面上進行擦拭，也不會留下較為明顯痕跡。從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特點進行分析，這種變壓器主要結(jié)合了餅式線圈的積極作用。在其中，餅式線圈之間連接性作用的有效實現(xiàn)，需要墊塊來達到支撐目的。在導(dǎo)線和鐵心之間，主要是依助于電調(diào)來達到支撐和連線的目的。從這方面特點來看，導(dǎo)線在作業(yè)過程中，很容易受到彎曲應(yīng)力影響，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)中出現(xiàn)短路問題。

從上述相關(guān)分析中便可以得知：在耐受短路性能方面，樹脂澆注式干式變壓器表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。在開展采礦作業(yè)時，因設(shè)備受到外界環(huán)境影響較大。一旦設(shè)備出現(xiàn)了晃動狀況之后，便會對整個作業(yè)都產(chǎn)生較大影響。從耐受短路性能角度進行分析，選擇樹脂澆注式干式變壓器更能夠符合實際工作的需要。

3 兩種干式變壓器在絕緣耐壓性能方面比較

在開展礦山作業(yè)時，設(shè)備的絕緣耐壓性能也是需要重點考慮的一個因素，二者的差異具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

針對干式變壓器來講，其絕緣性能高低主要受到了內(nèi)部電介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)的影響。就目前各種設(shè)備變壓器絕緣結(jié)構(gòu)電場分布狀況來看，在電介質(zhì)場強方面和其介電強度呈現(xiàn)出了明顯正相關(guān)的關(guān)系。如果在此過程中，能夠在最大程度上保障每層絕緣結(jié)構(gòu)都得到有效運用。那么，便會在很大程度上提升變壓器的絕緣耐壓性能。一般狀況下，在進行變壓器絕緣性能判斷時，需要充分考慮到絕緣結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)對其所產(chǎn)生的影響。就本篇文章中研究的兩種變壓器來看，在絕緣耐壓性能方面，樹脂澆注式干式變壓器表現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢。具體來看，在浸漆式干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中，其電場的分布更為均勻。相應(yīng)的，這也就在一定程度上提升了其絕緣耐壓性能。并且該變壓器在進行生產(chǎn)作業(yè)時，其操作流程較為簡單，降低了外界環(huán)境對其所產(chǎn)生的各種影響。借助這種優(yōu)勢，便在一定程度上有效提升了其抗絕緣老化和局部放電的性能。在樹脂澆注式干式變壓器結(jié)構(gòu)中，其主要結(jié)合的是樹脂絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。從澆筑工藝特點來看，在高壓真空環(huán)境下，不能夠進行相關(guān)作業(yè)。在進行澆注作業(yè)時，便會導(dǎo)致內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)存在著大量稀薄空氣。另外，從整個變壓器生產(chǎn)工藝特點來看，內(nèi)容相對較多，并且設(shè)計過程、生產(chǎn)過程極為復(fù)雜。如果在生產(chǎn)過程中，不能夠嚴格按照既定工藝要求完成相關(guān)操作，便會對變壓器性能的有效發(fā)揮產(chǎn)生極大影響。另外，如果在某個環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了操作不當問題，還會導(dǎo)致樹脂倒灌現(xiàn)象的發(fā)生。如果未對其進行有效控制和管理，絕緣結(jié)構(gòu)中將會產(chǎn)生大量氣泡，從而影響了絕緣耐壓性能的有效發(fā)揮。除此之外，氣泡長期存在樹脂絕緣結(jié)構(gòu)中，還會出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，降低了變壓器的絕緣耐壓性能。

通過對上述內(nèi)容的分析可以發(fā)現(xiàn)：在絕緣耐壓性能方面，浸漆式干式變壓器的優(yōu)勢更為明顯。

4 兩種干式變壓器在耐熱阻燃性能方面的比較

結(jié)合現(xiàn)階段市場狀況來看，C級絕緣材料在絕緣抗壓性能方面表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢，同時，其還具備了較好的耐熱性能。而浸漆式干式變壓器便是依靠這種材料優(yōu)勢，使得其具備了較高的耐熱性能。具體來看，如果設(shè)備在220°的溫度中運行，其也能夠保持較為穩(wěn)定的運行狀態(tài)，不會受到外界環(huán)境的較大干擾。如果溫度達到了250°，也不會出現(xiàn)一些助燃、流動和熔融狀況。因此，從耐熱性能角度分析，該變壓器所具備的耐熱阻燃性已經(jīng)達到了正常性能的98%。如果溫度達到了350°時，絕緣材料也不會因外界溫度的升高出現(xiàn)較大變化，使得整個設(shè)備處于穩(wěn)定運行狀態(tài)中。從耐熱性能角度分析可以得知：浸漆式干式變壓器具備了較為明顯的優(yōu)勢。

5 兩種干式變壓器在過載性能方面的比較

結(jié)合對市場上所運用的樹脂澆注式干式變壓器進行分析可以得知：在澆注結(jié)構(gòu)選擇方面，該變壓器多是會運用到一些薄性絕緣材料。在此結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部導(dǎo)線的各種能量能夠直接借助于線圈作用，將各種能量快速傳遞到線圈外表面上。另外，這種變壓器在自我調(diào)節(jié)性能方面的優(yōu)勢較為明顯。如果礦山作業(yè)中，出現(xiàn)了需要調(diào)節(jié)散熱風道的工作狀況時，該變壓器會根據(jù)其自身的容量，對于散射風道進行合理化設(shè)計。一般來講，散熱風道多是被安裝在線圈內(nèi)層機構(gòu)中。從其積極作用來看，這能夠保障各種作業(yè)需求在得到有效滿足的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)線圈雙向散熱的目標。在熱點溫升和平均溫升方面，該變壓器的比值為1：2，符合相關(guān)要求。

在進行對浸漆式干式變壓器研究中，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，若想能夠?qū)狳c溫升和平均溫升的比值進行確定，是一件極為困難的工作。但結(jié)合前期的各項調(diào)查和分析可以發(fā)現(xiàn)：該變壓器所運用的絕緣結(jié)構(gòu)在熱裕度方面表現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢。相應(yīng)的，這種較強的熱裕度能夠有效提升其過載性能。這種比值的確定和數(shù)值的符合狀況，在很大程度上受到了絕緣結(jié)構(gòu)的材料選擇影響。

因此，從過載性能角度進行分析，可以發(fā)現(xiàn)浸漆式干式變壓器的優(yōu)勢更為明顯。

6 兩種干式變壓器在耐腐蝕性能方面的比較

結(jié)合對樹脂澆注式干式變壓器線圈導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點可以發(fā)現(xiàn)：其主要是通過樹脂絕緣層積極作用的有效發(fā)揮，來達到對線圈包裹的目的。借助線圈包裹的優(yōu)勢，便可以在一定程度上有效提升對潮氣的隔離效果。避免了其中一些化學成分、有害氣體的存在對于變壓器所產(chǎn)生的腐蝕作用。這不僅有效提升了變壓器的抗腐蝕性能，還在一定程度上提升了其使用壽命。在浸漆式干式變壓器中，其主要是通過浸漆工藝和Nomex絕緣材料來完成對設(shè)備內(nèi)部的包裹作業(yè)。在耐腐蝕性能方面，浸漆式干式變壓器并不具備優(yōu)勢。通過分析兩種干式變壓器的耐腐蝕性能可以發(fā)現(xiàn)，樹脂澆注式干式變壓器的優(yōu)勢明顯。

7 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合多種性能進行研究和對比之后可以發(fā)現(xiàn)：浸漆式干式變壓器在整體性能方面的優(yōu)勢更為明顯。在今后工作中，相關(guān)工作人員可以有效借助于浸漆式干式變壓器優(yōu)勢，完成采礦作業(yè)。另外，研究人員還需要加大技術(shù)研究力度，根據(jù)該變壓器在運用過程中所出現(xiàn)的各種問題，對其進行針對性解決，從而推動浸漆式干式變壓器推廣工作的順利開展。