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        1. 專家:城市供電干式變壓器的發展趨勢

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          文章來源:北京創聯匯通電氣 ????? 發布時間: 2021-04-30 16:30
          導讀:110千伏干式變壓器選型隨著城市化進程的加快,在舊城改造和新區建設中,采用GIS全封閉組合電器,減少占地面積,同時也要滿足電纜入城、電纜入地、無油、防火阻燃的消防要求。部

          110千伏干式變壓器選型隨著城市化進程的加快,在舊城改造和新區建設中,采用GIS全封閉組合電器,減少占地面積,同時也要滿足電纜入城、電纜入地、無油、防火阻燃的消防要求。部分變電站采用新型110千伏干式變壓器是不可避免的選擇。除了現有的110千伏油浸式變壓器外,新型干式變壓器的選擇如下:1。干式變壓器目前廣泛應用于35kV配電系統,主要是樹脂澆注產品。110千伏級單相干式變壓器已經投入運行,主要問題是三相干式變壓器沿線線圈設計場強過高,長期運行中絕緣可靠性和對環境的適應性仍存在一些問題。國際電工委員會標準正在修訂,新標準中建議通過的環境、氣候和燃燒試驗是評估干式變壓器絕緣性能的重要方法。2.氣體絕緣干式變壓器主要是指SF6氣體絕緣干式變壓器,未來將開發環保性能更好的新型氣體絕緣介質。密封干式變壓器外殼內充有一定壓力的氣體絕緣介質,氣體在氣泵的作用下循環散熱。要求機體和散熱器有較好的承壓密封性能,保持年漏風率在較低水平。目前,北京、上海、深圳已經有進口產品在運營。一些廠商也在積極引進技術,盡快實現國產化。IEC已經有了相應的技術標準。3.耐高溫絕緣液浸干式變壓器中使用的固體絕緣材料包括常規紙絕緣或耐高溫絕緣材料,填充硅油、9油等高燃點液體絕緣介質,分為混合、半混合、復合等不同組合。它可以減小體積,提高過載能力,提高常用配電干式變壓器的耐火阻燃性能,是干式變壓器和常規油浸式變壓器之間的一種選擇。因為價格適中,環保性能好,有一定的發展空間。110kV干式變壓器也是可選產品。半混合式和混合式耐高溫液浸干式變壓器已在中國得到應用。相應的IEC標準也在制定中。這種干式變壓器存在油色譜、氣體保護粘度高、負荷損失大等問題。4.電纜干式變壓器,國外一些大公司已經推出實用產品,ABB也有這類產品在運營,國內一些干式變壓器廠家和高校也在開發類似產品,有望更好的解決110kV電壓等級下干式變壓器的無油、阻燃、阻燃性能。然而,對于電纜干式變壓器來說,主絕緣和縱向絕緣的概念以及傳統的繞組波過程理論已經發生了根本的變化。其絕緣結構設計和測試技術有待研究和探討。干式變壓器的短路容差城市電力或配電干式變壓器的短路容差也很重要,因為它們的電壓相對較大,阻抗相對較低。國際電工委員會標準和國家標準最近進行了修訂,新標準自2004年1月1日起實施。干式變壓器的耐短路能力試驗有所提高,從過去的3次試驗提高到9次試驗,短路試驗后重復絕緣耐壓試驗的電壓值也改為100%,短路后還要進行雷電沖擊等型式試驗。試驗考核更加嚴格,對城市電網使用的干式變壓器提出了更高的要求,無疑有利于提高其運行可靠性。按照舊標準通過短路承載能力試驗的干式變壓器能否通過新標準的試驗要求值得考慮。當然,標準的實施仍然需要一個過程,但是從 #p#分頁標題#e#

          目前,由于資源和環境保護的迫切要求(國家發改委將出臺政策),國家正在制定一系列強制性的電氣產品節能標準,并指導高效節能電氣產品節能標志認證,輔以一定的政策鼓勵。配電干式變壓器也不例外。節能降耗工作要注意:1。干式變壓器的節能降耗必須以不犧牲產品運行可靠性為前提。無論如何,都要堅持可靠性第一的思想,在兼顧產品技術性能的前提下,進一步降低損耗,提高產品性能指標,避免過去升級產品的動態穩定性能和勵磁過載能力下降的教訓。2.干式變壓器節能降耗,必須堅持重點突破的方針。首先解決量大面廣產品的節能降耗,帶動同類產品的節能工作。比如配電干式變壓器的節能是否需要全方位的強制性要求,或者通過調研,確定一個通用系列的產品,比如小容量的產品,制定限制損耗的標準。借鑒國外發達國家,高度重視小容量配電干式變壓器的標準化、通用化、互換性,帶動其他產品的節能設計。3.干式變壓器的節能降耗必須兼顧低壓配電系統中降低線損、降低電壓波動、提高供電質量的共同作用(干式變壓器占電力線損的1/3,其余在配電網中),配電變壓器的節能工作切不可孤立看待。該標準應對配電變壓器小型化、配電點密集化、限制供電半徑、降低低壓配電網線損、提高供電質量給予正確指導。除了需要大功率集中供電負荷外,應鼓勵建筑設計部門因地制宜合理配置干式變壓器,綜合比較長期運行和增加配電設備一次性投資的經濟性和合理性,改變單臺配電變壓器容量越來越大的異常情況。4.銅鐵損耗比問題,即干式變壓器的負載與空載損耗之比,是由干式變壓器的負載率決定的。一般來說,負荷率低的情況下要提高銅鐵消耗比;相反,當負載率較高時,銅鐵消耗比應該降低,但這些都是基于硅鋼片材料性能的不斷提高。以前習慣搞兩個系列,一個系列適合城市電網高負荷率,一個系列適合農村電網低負荷率。能否把握同系列城鄉電網干式變壓器不同典型容量的特點,選擇不同銅鐵耗比的干式變壓器:即農村電網使用的干式變壓器,由于居住分散,可以使用銅鐵耗比大的變壓器,而城市電網使用的干式變壓器一般活得比較好。

          集中,負載率較高,選用容量稍大而銅鐵耗相對比較小的干式變壓器,即系列容量低端和高端的干式變壓器不必強求采用統一的銅鐵耗比。對干式變壓器損耗的評估,除有功損耗,即空載和負載損耗的總和之外,還應考慮無功損耗。在這方面目前采用的鐵心多級接縫工藝,可將空載電流降至較低水平。卷鐵心干式變壓器空載電流也很低,具有一定優勢。阻抗電壓一般變化不大,對無功損耗影響不大,可不予考慮。對干式變壓器而言,有功損耗所占比例較大,是影響干式變壓器損耗的主要方面。5、在推出一個新的節能型干式變壓器系列來的時候,不能不考慮系列各種不同容量規格產品設計中的材料消耗問題,在節能的同時,也不能過份地增加材料的消耗,應將單位容量的材料消耗量作為進行綜合考慮。且不應單純追求材料性能指標要求,減少對國外材料供應商過份的依賴。全密封干式變壓器為減少配電干式變壓器運行維護工作量,已有相當部份的干式變壓器廠將油箱從扁管式散熱油箱或片式散熱器油箱改為波紋式散熱油箱或膨脹片式散熱器油箱,取消了油枕。其中波紋油箱采用帶氣墊或不帶氣墊兩種型式。有關干式變壓器研究所已制定了相應的技術標準。在實際生產過程中,應注意波紋油箱的吞吐量和油的膨脹量的協調一致的問題,不能讓油箱中產生過高的正壓或真空,否則在反復的正壓或真空作用下容易破壞運行中干式變壓器的密封。而油箱的吞吐量與所使用的波紋片或膨脹片式散熱器的鋼板彈性有很大關系。如果達不到預期的吞吐量,就應該采用適當的油杯或小油枕來部分補償液面的過份下降。對帶氣墊的全密封干式變壓器也應注意油箱頂部結構的密封狀況,以適應長期運行冷熱交替的考驗,真正起到全密封的作用。組件及材料近年來,隨著改革開放的形勢發展,許多國外的先進技術被引入,在干式變壓器的組件及材料方面也不例外。例如套管,分接開關,散熱器等組件和換位導線,絕緣材料,絕緣油等,已有不少國外廠商在國內建廠生產、銷售。這對干式變壓器組件及材料質量提高起到了很大的推動作用。除了傳統的結構形式之外,還有一些全新結構的組件制造技術被引入,例如插拔式電纜終端套管,從lOkV到110kV已成系列供貨等,無疑給我們提供了更多的選擇。就是一些小的組件,例如溫控器、氣體繼電器、油流是一些小的組件,例如溫控器、氣體繼電器、油流計、油位計以及油泵、風扇、壓力釋放閥等也有較好的產品被引進。整體上提高了干式變壓器的內在和外觀質量水平。但不容否認的是也有一些國內的小廠在生產質量低劣的組件及材料,例如灰分和介損較高的絕緣紙,自粘性換位導線的自粘膠流淌,用再生油替代新絕緣油等。在目前市場價格競爭激烈的情況下,制造廠的贏利空間已經很小,有的干式變壓器廠管理水平低,為了達到贏利的目的,不惜犧牲干式變壓器的長期運行可靠性和使用壽命,造成良莠不分、以假亂真的局面,采用一些質量低劣的組件和材料制成的干式變壓器,出廠例行試驗照樣可以通過,而且在短期運行中問題也不會馬上暴露。而一旦暴露,就有同類事故頻發的癥狀,對電力系統的安全運行構成潛在威脅,我們必須對此保持警惕,重視組件和材料標準,加強人廠檢驗。1lOkV干式變壓器局放試驗新的IEC標準和國標規定,1l0kV油浸干式變壓器應在感應耐壓試驗的同時增加局部放電測量要求,且把這作為干式變壓器出廠例行試驗項目,逐臺進行。這對控制干式變壓器產品的制造質量,提高產品的設計和工藝水平是有利的。目前1lOkV干式變壓器廠都在積極開展這項過去不曾做過的試驗。相信通過局部放電測量的干式變壓器產品將有更高的運行可靠性。供電部門也應積極創造條件在交接驗收試驗中增加1lOkV干式變壓器局部放電測量的要求,以此控制干式變壓器的安裝質量。城網新型配電裝置在城網供電用電器產品中,近年來引進了很多新型配電干式變壓器類產品,例如箱式變電站和組合式干式變壓器,通稱歐式箱變和美式箱變。實際上美式箱變只是一種簡易組合的干式變壓器,還不具備箱式變電站的高低壓遠方操作的功能。但它與環網開關和電纜分支箱組合在一起,可以構成向小區供電的"積木式"供電網絡,這在國外有成熟的運行經驗。國內有些供電部門和制造廠一起,又開發了很多不同類型的簡易組合的箱式變電站產品,滿足各方面不同的需要,他們將這種產品稱為"中式箱變",有自己的特點并能適應國內不同地域的需求。此外,還引進了地埋式或半地埋式干式變壓器、箱變等,用于解決路燈等供電需要。干式變壓器也有澆注,纏繞和敞開通風式等不同類型產品。新型供電設備的引進和發展,滿足了城鄉電網建設對電器產品多元化選擇的需要,但目前的狀況是標準的制定速度往往趕不上設備造和技術引進,應盡快制定新產品的標準,弄清其使用性能及電網對它的特殊要求。干式變壓器接法:城市供電用干式變壓器一般有Yyn0、Dynll、Yznll等接法。如負荷為非線性時,三相負荷分配不平衡率較高時宜規定Dynll接法。三相不平衡負荷率較大而選用Yyn0時,高壓中點會偏移,其零序阻抗較大,約60%。在空載時,Dynll接法的二次感應電壓波形的正弦性較好,零序阻抗接近正序阻抗。干式變壓器損耗:目前國內都在推廣生產低損耗干式變壓器,其中鐵心采用非晶合金時,空載損耗最低:最高效應點的負載率也較低,可按損耗評價與干式變壓器本體價格選用什么水平的干式變壓器。耐受短路機械力能力及短路短時熱穩定:當采用Yznll時(一般多雷地區選用)單相短路電流產生的機械力可能會比三相短路電流產生的機械力大。因為配電干式變壓器的短路阻抗較大,故短路電流的峰值較大,短路2s熱穩定繞組平均溫度也較高,當起始溫度為105℃。短路2s后繞組平均溫度很高。為防止過高繞組溫度,當用具有重合閘功能的斷路器切除短路電流,要防止重合閘后繞組溫度的繼續升高。所以,包括重合閘到再次切斷短路電流的時間在內,不應超過2s。國內每個制造廠只有做過實際短路試驗的Um 126kY的干式變壓器才能在電網中掛網。噪聲標準:噪聲有環境效應,現在干式變壓器性能中有噪聲水平要求。現在都控制在規定測量輪廓線上測得的聲壓級或聲強級水平(二種方法都有效)平均值,折到聲功率級水平作為噪聲保證標準。對自冷油浸配電干式變壓器而言,測量輪廓線離噪聲發射輪廓距離為0.3m,冷油浸配電干式變壓器,此距離為2m。這是考核產品的聲級標準。實際運行中,遠離聲源,噪聲在衰減,故要求在指點定地點干式變壓器的聲級水平為多少時,應根據離聲源的距離而折算;有多個聲源時,應按聲功率級之和折算到指定地點的聲功率級。安全性:要防火的地點,如地鐵、大樓、機場等到,可選用干式變壓器。干變有環氧澆注型、敞開通風型(如Nomex或玻璃絲作匝絕緣型)、繞包型等。絕緣系統都選用高耐熱等級(F級與H級)絕緣材料,這些材料在遇著火時能自熄、不助燃、無毒。環氧澆注型在應用中還不能開裂。干式變壓器還應在絕緣試驗的局部放電測量時,局部放電量應低于規定的值,10kY級干變一般為5pC。接地干式變壓器與消弧線圈:Um≤72.5kY的國內系統都是中點絕緣系統。要限制高壓側對地弧光接地電流時,一般要在系統上裝接地干式變壓器,再在接地干式變壓器中點上接消弧線圈以補償容性接地電流。組合式干式變壓器與預裝式變電站:組合式干式變壓器可供環網供電或終端供電,高壓側內裝負荷開關與熔斷絲,用插拔式電纜供電,低壓側可分幾路出線。預裝式變電站的中部有油浸式或干式變壓器,一側裝高壓開關柜,另一側裝低壓配電柜。這二種產品一接上線即可供電。地埋式干式變壓器:這種產品埋入地下,以電纜饋電與配電,可增加城市美觀。過電壓保護:對10kY配變而言,應在電站中加避雷器作過電壓保護。在低壓側也應裝壓敏電阻等以防過電壓反擊到高壓側。超銘牌容量運行:當運行中要求干式變壓器能超銘牌容量運行時,應考慮其安全性,如油浸式變壓器導線溫度不能超過140℃,因為超過時干式變壓器油要裂解而產氣,會影響安全運行。另外,絕緣年平均溫度為98℃的油浸式變壓器具有正常預期壽命,如20年或30年。如超銘牌容量運行時,絕緣溫度每增減6k,預期壽命將縮短或增加一倍。所以超銘牌容量運行時應估計以上兩點。當干式變壓器為用風機冷卻時應有可靠電源給風機供電,因冷卻風機電源停電后,干式變壓器要限制輸出容量;油浸式變壓器應制造成全密封結構,使干式變壓器油不與外界空氣接觸,可防止吸入潮氣而影響油的品質。這也是免維護的重要條件之一。高短路阻抗干式變壓器:當系統中短路電流超過斷路器短路電流開斷能力時,在10kV系統中常選用高短路阻抗干式變壓器以降低短路電流。對高短路阻抗干式變壓器而言,因漏磁較大,應防止漏磁引起的局部過熱,產生的負載損耗會比正常短路阻抗同容量干式變壓器要大。干式變壓器并聯運行條件:兩臺干式變壓器并聯運行條件是1、短路阻抗實際值相差≤10%;2、電壓比相同;3、分接范圍與每級電壓相同;4、接法相同。高原地區用干式變壓器:套管間、套管對地空氣間隙要按實際海拔高度校正;溫升限值也應按實際海拔高度校正;帶外殼干式變壓器更應注意溫升限值的校正(一般要降低銘牌容量運行)。發展是人類永恒的主題。全國兩會剛過,大家關注最多、思考最多、學習最多的,可能就是中央提出的關于科學發展觀的問題。科學發展觀的核心是既要有較快的經濟速度和較高的經濟效益,又不能以犧牲安全、能源和資源環境為代價。企業作為GDP的主要貢獻者和社會財富的主要創造者,堅持科學發展觀十分必要。有數據顯示,1985年至2000年的15年是我國經濟的高速增長期,GDP年均增長率為8.7%。但如果扣除損失成本和生態赤字,這期間我國的"真實國民財富"僅為名義財富的78.2%。這就意味著,過去15年我國GDP的實際年均增長率只有6.5%。另有統計顯示,我國每創造1美元所消耗的能源,是美國的4.3倍、德國和法國的7.7倍、日本的11.5倍。由此可見,我們不少企業的發展依然處在較低水平上的擴張,還談不上是科學發展。再從行業的發展來看,自1998年國務院發出進一步加強城市電網建設與改造的通知以來,全國幾乎所有的大中型城市,都為了解決電網的供電能力投入了大量資金和人力,但由于城市發展迅速,用電負荷劇增,并且對電能質量、供電可靠性要求不斷提高,城網系統建設改造嚴重滯后的矛盾依然十分突出,城市電網中比較薄弱、改造難度較大的中低壓配電網正面臨著極大壓力。主要表現在:城市電力負荷增長迅猛,但城市電網建設滯后;電網設備陳舊,且可靠性不高;電能浪費嚴重,尤其是對環保的重視不夠,配變使用后的回收和污染問題,已成為城市建設中必須引起高度重視的問題。因此,樹立科學的發展觀,使用安全、可靠、環保、節能型配電設備,實現城網改造的健康發展,是提高城網供電質量的必然選擇。尤其是解決電網終端設備配電干式變壓器的安全、環保、防火防爆問題,更是城網改造中特別現實、特別值得關注的問題。發達國家的電力發展也經歷了這樣的階段,他們花費了多年時間解決了這個問題。在解決配電干式變壓器的問題上,其主要做法有兩種:其一,采用NOMEX紙和普通油配合的混合絕緣技術對傳統干式變壓器進行改造。其二,使用NOMEX紙和高燃點油配合的高絕緣等級干式變壓器。已經采用上述方法實施增容改造的國家有:美國,英國、印度、加拿大、澳大利亞、德國等十幾個國家。最近,韓國和臺灣已經成功地在配電網上運行了采用耐高溫絕緣技術的配電干式變壓器。NOMEX紙是一種芳香聚酰胺聚合物,美國杜邦公司發明于20世紀60年代,廣泛應用于電氣制造、宇航設備、勞動保護及消防保護等領域,有卓越的化學、機械、電氣及物理特性。是全球公認的高品質電絕緣材料,在220℃高溫下,可承受短期超負荷運行;在很廣的溫度和濕度范圍內,保持性能穩定;在250℃溫度下,不會熔融、流動和助燃;在750℃溫度下,不會釋放有毒或腐蝕性氣體。而6液是美國DSI公司生產的一種性能優良的高科技環保變壓絕緣液,其最大的特點是燃點高,防火性好(公安部消防科研所測試,其燃點為308℃,而普通干式變壓器礦物油為165℃)。8液浸干式變壓器的優良特性是:它具有耐高溫(F級絕緣)、過載能力強、難燃、安全、環保、節能、噪聲低、免維護、壽命長等一系列優點。在城網中廣泛使用p液浸干式變壓器,將有利于迎峰度夏,減少因高溫引發的干式變壓器故障,大大改變目前的配變使用狀況:(1)短期超負荷沒有問題;(2)長期使用不需換油,免維護,降低運行成本:(3)9液與普通干式變壓器油相比,其粘度明顯增加,不易滲漏;(4)極低的空載損耗,運行特別經濟;(5)噪音比常規產品低兩個容量級,置放于居民區不會擾民;(6)良好的安全防火特性,降低了運行風險;(7)能夠滿足日益嚴格的環保要求。NOMEX紙在壽命期后可生物降解,9液的成分為100%碳氫化合物,可完全生物降解,無毒性,對人體和環境無害,p液浸干式變壓器的工作溫度遠遠低于6液的耐溫等級,壽命期后回收的9液經過處理可再循環使用。在自然界30天內可自然分解。箱變在城市供用電中一直大批使用,目前配套的干式變壓器有油變也有干變,油變缺陷之一就是定期換油,干變的缺陷是防護等級低,不宜戶外運行,而且箱變內環境溫度高,供電部門對其中干式變壓器的負載能力一直憂心忡忡,無法確定其實際負載率。而β液浸干式變壓器則克服了這些缺點,既可以戶外運行,又有較強的過載能力。#p#分頁標題#e#

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