干式变压器简介

2α ＋1）ImCos（ω t－75°） 60°≤ω t＜90°
i=（2α ＋1）ImCos（ω t－105°）90°≤ω t＜120°
(α ＋1）ImCos（ω t－135°）120°≤ω t＜150°
(α ImCos（ω t－165°）
150°≤ω t＜180°
式中：α ＝0.57735
整流变压器
压一般采用分段圆筒式，低压为多层圆筒式。 2）高压采用分段圆筒式，低压采用铜箔绕制。 3）高、低压绕组均采用铜箔绕制。
2.2 线圈结构及工艺
干式变压器的结构
在用导线绕制时，一般采用绝缘材料和导线一起 伴绕，绕制后装模，放置在浇注罐内干燥、抽 真空。待一定时间真空度和湿度到达要求时， 将配好料的树脂在真空状态下缓慢浇注。浇注 完毕后放置在烘箱里固化。真空浇注使线圈内 部不含气泡，保证线圈具有较高的耐压水平， 浇注后具有较高的机械强度。
2.6.3 部分化工、冶金企业的整流变压器与冶金电炉变压器。
2.6.4 地下铁道等的牵引变压器。
2.6.5 其他不宜于采用油浸变压器的场所。
干式变压器的特点
2.6 近年来干式变压器在国内外的发展概况
2.6.1 近20年来，随着世界经济的发展，干变在全世界取得了迅 猛的发展，尤其是在配电变压器中，干变所占的比例愈来愈大， 据统计，在欧美等发达国家中，它已占到配变的40%~50%。在我 国，目前干式变压器在大、中城市中平均约占15%~20%，而在北 京、上海、广州、深圳等城市，约占到50%左右。从产量上来看 ，我国自1989年第二次城网改造会议之后，干式变压器的产量有 了显著的增长，从90年代起，每年大致以20%左右的速度递增， 1999年的总产量已逼近10000MVA（该值已大大超过了10年前预测 的 4 5 0 0 MVA）， 而 2 0 0 2 年 的 总 产 量 达 2 0 0 0 0 MVA，2004 年 已 达 32000MVA。这样的增速，在世界上也是前所未有的。
3.4 谐波含量对比
由计算结果可知 ：二十四相整流电 流谐波总量6. 11％ 比十二相整流谐波 总量13.31％ 减少 了50％以上；此外 ，二十四相整流的 电流谐波频率高（ 23，25次谐波）， 可以降低工程滤波 费用。
十二脉波整流
谐波阶次 1
谐波比例（％ 10）0.00
2
0.00
3
0.45
4
0.00
2
0.00
3
0.06
4
0.00
5
0.06
6
0.00
7
0.54
8
0.00
9
0.56
10
0.00
11
1.19
12
0.00
13
1.01
14
0.00
15
0.35
16
0.00
17
0.33
18
0.00
19
0.09
20
0.00
21
0.09
22
0.00
23
4.30
24
0.00
25
3.94
谐波总量
6.11％
整流变压器
2.5.7 运行损耗低，运行效率高。
2.5.8 噪声小：SC(B)9系列配电变压器通常可控制在50dB以下
2.5.9 局部放电量小 (通常在5PC以下)，可靠性高，可保证长 期安全运行，寿命可达30年。
2.5.10 绝缘强度高：浇注用环氧树脂具有18~22kV/mm的绝缘击 穿场强。
干式变压器的特点
基本原理
根据欧姆定律，推算空载漏抗电压：
（U=I*R）
基本原理
1.3一、二次电路的电压方程式：
重要公式
1.4 几个重要公式：
1)一二次绕组的端电压之比等于感应电压 之比等于匝数比
U1 U2
=
E1 E2
=
W1 W2
= Kw
Kw：叫变比（Kw>1）。
若（Kw<1），则 1/KW 叫变比
重要公式 2)流过一二次绕组的电流之比等于匝数比的反比
整流变压器
这种整流方式，其变压器与整流器结构较简单，但对 电网产生谐波分量较大。
图一
b. 直流输出Ud波形
整流变压器
c. 低压a相电流波形
整流变压器
3.2 十二相（十二脉波）整流 a. 整流原理 选择两组三相变压器—整流器系统，使两
组变压器二次电压之间相差30°电角度，其直 流电压脉冲分量也相差30°电角度，将两组桥 式整流器输出并联运行，即可实现将三相交流 电源整流输出十二脉波直流的等效十二相整流。 其电路原理图如图5示。
I1 I2
=
W2 W1
基本原理
变压器负载运行示意图
变压器的短路阻抗
1.5 短路阻抗： 在额定频率和参考温度下，一对绕组中 某一绕组端子之间的等效串连阻抗， Z=R+jX（Ω）。确定此值时，另一绕组 的端子短路，而其他绕组（如果有）开 路。 －－(GB 1094.1-1996)
变压器的短路阻抗
短路阻抗的物理意义： 表征变压器的某一次绕组在短路状况下， 对外电路呈现出来的阻抗特性。 Z=R+jX 电抗分量 电阻分量
变压器的基本参数
小结： 变压器的基本参数有： 1）一、二次绕组的额定电压（及分接范围）； 2）短路阻抗； 3）连接组别； 4）额定容量； 5）绝缘等级； 6）耐压水平； 7）损耗标准； 8）额定频率；
第二部分
干式变压器的结构、特点及制造工艺
干式变压器的结构
干式变压器的构成
干式变压器的结构
铁心（磁路）
干式变压器的结构
2.1 铁心的结构及工艺 铁心的夹紧结构使铁心的磁导体成为紧固的整体。它承
受了夹紧力、起吊变压器的重力和变压器短路时产生 的机械应力。通常有如下几种夹紧结构： 1）有孔铁轭螺杆，拉螺杆夹紧结构。适用于小容量产品 （200kVA以下）； 2）有孔铁轭螺杆，拉板结构。适用于中等容量产品 （315kVA～5000kVA）； 3）无孔绑扎，拉板结构。适用于大容量产品（5000kVA 以上）；
干式变压器的特点
2.5 环氧树脂浇注式变压器的特点
2.5.1 防灾性能突出：无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火， 不致引发爆炸等二次灾害。
2.5.2 抗突发短路能力强：抗开裂、抗温度变化，机械强度高 。由于树脂的材料特性，加之绕组是整体浇注，经加热固化成型 后成为一个刚体所以机械强度很高，经突发短路试验证明，浇注 式变压器因短路而损坏的极少。
2.5.3 环境性能优越：环氧树脂是化学上极其稳定的一种材料 ，防潮、防尘，即使在大气污秽等恶劣环境下也能可靠地运行， 甚至可在100%湿度下正常运行，停运后无需干燥预热即可再次 投运。可以在恶劣的环境条件下运行，是环氧浇注式干变较之浸 渍式干变的突出优点之一。
2.5.4 体积小、重量轻，据有关人士统计，油变的外形尺寸为 干变的2倍多。安装调试方便 。
2.6 干式变压器的应用场所 目前，干式变压器的应用场所有：
2.6.1 城市及大型工矿区要求防火、防爆的场所，如高层建筑、 地下建筑、机场、交通枢纽、通讯与信息中心、重要市政设施， 城市人口密集区、商业中心等处的6~10kV配电变压器以及35kV电 力变压器。
2.6.2 火电厂、水电厂、核电厂的自用电变压器、发电机的励磁 变压器。
2.1 铁心的结构及工艺
干式变压器的结构
铁心的绝缘与变压器其他绝缘一样占有重要的地 位。包括铁心片相互间的绝缘、铁心片与结构 件之间的绝缘2种。铁心片间的绝缘把铁心截面 分成许多细小的小截面。硅钢片越薄、分割的 截面越小、产生的涡流损耗就越小。同时由于 绝缘层的存在，因此铁心需要单点接地，以避 免铁心放电和产生环流而增大损耗。
2.6.2 从上述数据可见，目前我国已成为世界上干变产销量最大 的国家之一，无论在工厂规模、产品的容量、电压等方面均已处 于世界领先水平。
第三部分
地铁牵引整流变压器
整流变压器
一、整流原理 3 基本原理 3.1 三相桥式整流 a. 整流原理 采用三相双线圈变压器（如Dy11，Yy0）， 与三相桥式整流器一起，实现将三相交流电源 整流输出六脉波直流电源，其电路原理图如图1。
变压器的短路阻抗
变压器的短路阻抗
短路阻抗： 同时也反应了 变压器漏磁空 间的大小
三相变压器的连接
三相绕组的主要连接方式
星型接法（Y接） 分类 三角型接法（D接）
曲折型接法（Z接）
Y型接法
三相变压器的连接
线电流＝相电流
IA=IAφ；
线电压 ＝√3X相电压
UA=√3×UAφ；
(以上均为有效值）
D型接法
2.1 铁心的结构及工艺
干式变压器的结构
铁心在装配完后，需要在铁心表面涂绝缘漆以保 护硅钢片不受损伤，还能防止硅钢片生锈。绝 缘漆的绝缘耐热等级应当与铁心采用的绝缘南 热等级相符。
2.2 线圈结构及工艺
干式变压器的结构
浇注干式变压器的绕组结构主要有下列三种类型： 1）高、低压绕组均采用导线绕制的层式绕组。高
2.2 线圈结构及工艺
干式变压器的结构
当低压采用箔式绕制时，在层间设置DMD预浸布作 为层间绝缘，在绕制好后只要加热固化即可， 这样低压绕组就无需外模。除了工艺性能好， 可提高生产效率之外，还可以降低横向漏磁从 而时轴向电动力减小，相应的提高了产品的抗 短路强度，降低了附加损耗。
干式变压器的特点
三相变压器的连接
线电压＝相电压
UA=UAφ；
线电流 ＝√3X相电流
IA=√3×IAφ；
(以上均为有效值）
三相变压器的连接
连接组标号（连接组别）：
定义：用一组字母和时钟序数指示高压、 中压（如果有）及低压绕组的连接方式， 且表示中压、低压绕组对高压绕组相位 移关系的通用标号。 －－(GB1094.1-1996)