干式變壓器設(shè)計選型安裝改進的建議

1、干式變壓器設(shè)計選型安裝改進的建議1引言隨著電力技術(shù)的發(fā)展和科技進步，人們對電力變壓器運行的安全、防火、無污染、少維護和使用壽命等要求越來越高。由于干式變壓器采用阻燃型絕緣材料，不存在液體泄漏和污染環(huán)境的問題，且干式變壓器結(jié)構(gòu)簡單，維護和檢修較油浸變壓器方便，同時因其具有體積小、重量輕、占用空間少、安裝方便、低損耗及使用壽命長等特點，因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。干式變壓器在平頂山地區(qū)的推廣應(yīng)用起步較晚，但干式變壓器作為站用變壓器，1 引言隨著電力技術(shù)的發(fā)展和科技進步， 人們對電力變壓器運行的安全、防火、無污染、少維護和使用壽命等要求越來越高。由于干式變壓器采用阻燃型絕緣材料，不存在液體泄漏和污染

2、環(huán)境的問題，且干式變壓器結(jié)構(gòu)簡單，維護和檢修較油浸變壓器方便，同時因其具有體積小、重量輕、占用空間少、安裝方便、低損耗及使用壽命長等特點， 因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。干式變壓器在平頂山地區(qū)的推廣應(yīng)用起步較晚， 但干式變壓器作為站用變壓器， 自2000年以來在110kV 及以上變電站得到了廣泛應(yīng)用。平頂山供電公司現(xiàn)有35kV 及以上變電站53 座，其中有21 座變電站的29 臺站用變采用了干式變壓器，干式變的型號主要是SC(B)，容量達9 000 kVA。近兩年來，新建變電站的站用變一般采用干式變壓器。2 干式站用變壓器運行現(xiàn)狀及存在的問題平頂山供電公司現(xiàn)有干式變壓器38 臺，有的放置在室內(nèi)自

3、帶防護外殼，也有的直接布置在柜體內(nèi)，運行條件各異，但總的來說現(xiàn)場實際運行情況良好，故障率較低，但是也發(fā)生了一些故障和異常。2.1 溫升對干式變壓器的運行壽命的影響樹脂干式變壓器繞組主要由導(dǎo)體(銅導(dǎo)線、銅箔等)、基體(環(huán)氧體系)和增強材料構(gòu)成，經(jīng)熱固化成型。溫度能夠改變各構(gòu)成間的界面物理特征，降低物理強度。如果繞組匝間出現(xiàn)微觀裂痕，則會增加變壓器的局部放電量， 局部放電量的大小決定變壓器的壽命長短。一般干式變壓器的絕緣等級為F 級，其理論上的耐受溫度極限為155。超過這一極限繞組的物理強度會發(fā)生本質(zhì)的轉(zhuǎn)折，也視為壽命終結(jié)。在實際應(yīng)用中，由于結(jié)構(gòu)、工藝等差異的影響，實際標(biāo)準(zhǔn)要低于理論上的155標(biāo)準(zhǔn)

4、， 一般以110為安全極限。2.2 中置式開關(guān)柜的散熱問題從以往干式變壓器的事故分析可以看出， 主要是由于開關(guān)柜內(nèi)通風(fēng)不暢、散熱效果不好、環(huán)境溫度過高造成的。對平頂山供電公司匯源變電站兩臺干式變壓器運行狀況進行監(jiān)測，匯1號、2 號站用變分別安裝在35kV 和10kV 的開關(guān)柜內(nèi)，沒有裝設(shè)溫控器和散熱通風(fēng)裝置，站用變間隔后柜箱體溫度，夏季達到4050，里面的熱氣散不出來。通過查看使用說明書和干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則，發(fā)現(xiàn)干式變壓器必須保證良好的自然通風(fēng)， 干式變壓器按標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)配置溫度控制箱。運行中的變壓器發(fā)生異常聲響或超溫報警，應(yīng)予重視并采取相應(yīng)的措施。而匯源變兩臺站用變壓器不具備這些條件， 如果負(fù)

5、載比較大， 中置式開關(guān)柜采用全封閉型結(jié)構(gòu)， 對散熱很不利，一旦變壓器因高溫使絕緣老化擊穿，可能引起開關(guān)柜故障。2.3 柜體間距小帶來的弊病將干式變壓器布置于開關(guān)柜中， 可以減少占用面積，為了減小柜體尺寸，廠家通常采用復(fù)合絕緣材料等措施減小間距。然而，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)電場強度復(fù)雜，一定氣候條件會產(chǎn)生結(jié)露，發(fā)生閃絡(luò)后果嚴(yán)重。3kV110kV 高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范對屋內(nèi)配電裝置的安全凈距按照電壓等級有明確的規(guī)定。近年來，電網(wǎng)建設(shè)速度加快，開關(guān)柜不斷增多，減小間距所帶來的弊病也日益凸現(xiàn)。2.4 兩臺變比不同的變壓器不能并聯(lián)運行的問題將一臺站用變設(shè)于10kV I 段母線，另一臺站用變設(shè)于35kV I 段

6、母線(或35kV I 段母線某一小電源線路)。由于有電勢差的存在，在兩臺變壓器的二次繞組間便有環(huán)流產(chǎn)生，它不是負(fù)載電流，但卻要占據(jù)變壓器的容量，增加了變壓器的損耗，使變壓器的效率降低。當(dāng)變比不相等時，由于環(huán)流的出現(xiàn)，不能使所有并聯(lián)的變壓器同時帶上額定負(fù)載， 使得并聯(lián)運行的變壓器容量得不到充分利用。所以分別設(shè)于35kV 母線和10kV 母線的兩臺變壓器由于變比不同，站用電低壓系統(tǒng)不能并聯(lián)運行。但實際上低壓系統(tǒng)往往需要雙路供電， 又不能做到每處都設(shè)置機械聯(lián)鎖，所以不能完全杜絕并聯(lián)的情況。3 干式變壓器設(shè)計選型及安裝的改進建議3.1 干式變壓器應(yīng)采取可靠的溫度控制保護措施通過預(yù)埋在低壓繞組最熱處的P

7、t100熱敏測溫電阻測取溫度信號。變壓器負(fù)載增大， 運行溫度上升，當(dāng)繞組溫度達某一數(shù)值(此值可調(diào)，對F 級絕緣干變一般整定為110) 時， 系統(tǒng)自動啟動風(fēng)機冷卻;當(dāng)繞組溫度降低至某一數(shù)值(此值也可調(diào)，對F級絕緣干變一般整定在90)時，系統(tǒng)自動停止風(fēng)機。通過預(yù)埋在低壓繞組中的PTC非線性熱敏測溫電阻采集繞組或鐵心溫度信號。當(dāng)變壓器繞組溫度繼續(xù)升高，若達到某一高溫度值(此值也可根據(jù)工程設(shè)計調(diào)整， 通常整定在F 級絕緣所標(biāo)稱溫度155)時，系統(tǒng)輸出超溫報警信號;若溫度繼續(xù)上升達某值(此值也可按工程設(shè)計調(diào)整， 通常整定在170)，變壓器已不能繼續(xù)運行，須向二次保護回路輸送超溫跳閘信號，應(yīng)使變壓器迅即跳

8、閘。通過預(yù)埋在低壓繞組中的Pt100 熱敏電阻測取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度(三相巡檢及最大值顯示，并可記錄歷史最高溫度)，可將最高溫度以4mA20mA 模擬量輸出， 若需傳輸至遠(yuǎn)方(距離可達1 200m)計算機，可加配RS232C 計算機接口。系統(tǒng)的超溫報警、跳閘也可由Pt100 熱敏傳感電阻信號動作，進一步提高溫控保護系統(tǒng)的可靠性。3.2 變壓器相間及對地安全凈距必須符合要求對柜內(nèi)布置的變壓器應(yīng)根據(jù)國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施要求，高壓開關(guān)柜應(yīng)選用“五防”功能完備的加強絕緣型產(chǎn)品，其外絕緣應(yīng)滿足以下條件：空氣絕緣凈距離：125mm ( 對12kV)，360mm(對40.5kV

9、)。爬電比距：18mm/kV(對瓷質(zhì)絕緣)，20mm/kV(對有機絕緣)。在代莊變電站、申樓變電站投運前驗收時，曾發(fā)現(xiàn)變壓器柜內(nèi)安全凈距不符合要求的情況， 建議對柜體進行了改正。所以在設(shè)備驗收時，對變壓器柜體內(nèi)相間及對地電氣距離必須嚴(yán)格驗收， 保證符合要求。建議在以后的設(shè)計中， 變電站內(nèi)應(yīng)配置箱變或非封閉式干式變壓器， 條件允許時， 可設(shè)置站用變室，站用變單獨安裝在室內(nèi)。對設(shè)置于變電所內(nèi)的非封閉式干式變壓器，應(yīng)符合10kV 以下變電所設(shè)計規(guī)范要求，應(yīng)裝設(shè)高度不低于1.7m 的固定遮欄，遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于40mm40mm。變壓器的外廓與遮欄的凈距不宜小于0.6m，變壓器之間的凈距不應(yīng)小于1.0m。

10、3.3 合理選型配置減少投資及損耗變電站沒有10kV 電壓等級，可選擇兩臺35kV電壓等級的油浸變壓器，室外布置。35kV 與10 kV電壓等級都有， 鑒于35kV 干式變壓器質(zhì)量的不確定性和35kV 與10kV 變壓器變比不同，站用電低壓系統(tǒng)不能并聯(lián)的問題。建議在變電站建設(shè)初期，只在10kV I 段母線設(shè)一臺變壓器，35kV 站用變盡量不設(shè)置， 可采取保留變電站施工電源配電變壓器作為站用變臨時電源的措施。在變電站擴建兩臺主變后，在10kV 段母線上再新設(shè)一臺與原10kV 變壓器接線組別相同的10kV 變壓器，取代配電變壓器。這樣既符合國網(wǎng)公司實踐科學(xué)發(fā)展降耗節(jié)支和“三節(jié)約”活動要求，又保證了變電站用電的可靠