干式变压器的发展与前景

XXXX学院

论文

干式变压器的发展与前景

系别XXX

专业XXX

班级XX

XX XX

学号XXXXXXXXXXXXX

指导教师XXXXXXXX

日期年月日

目录

摘要 (1)

关键字 (1)

Abstract (1)

Key Words (1)

1 干式变压器的结构特点 (1)

1.1铁芯 (2)

1.2绕组 (2)

1.3高压绕组 (3)

1.4低压绕组 (4)

2干式变压器的超载能力 (4)

2.1超载能力的影响 (5)

2.2如何利用超载能力 (5)

3干式变压器的分类 (6)

3.1.1油浸式变压器 (6)

3.1.2专用变压器 (6)

3.1.3公用变压器 (6)

3.1.4不燃或难燃型变压器 (6)

3.1.5封闭型或密封型变压器 (6)

3.1.6非油浸的配变压器 (6)

3.2相之比较 (7)

3.3干式变压器的安装选址 (7)

3.3.1选用要点 (7)

3.3.2根据环境选择变压器 (7)

3.3.3根据用电负荷选择变压器 (7)

3.3.4施工安装要点 (7)

3.3.5产品使用环境条件 (7)

4干式变压器的现状与发展 (7)

4.1干式变压器的特点 (7)

4.2全球变压器的现状 (7)

4.3未来的发展 (7)

参考文献 (8)

干式变压器的发展与前景

XX：XX

XX师X学院物理系学号：XXXX

指导教师：XX 职称：XX

摘要：本文主要介绍了干式变压器的结构特点分类安装条件以及未来发展和分类，并列举了干式变压器的各项使用数据。

关键词：结构分类发展现状超载能力

Dry type transformer of development and prospect Abstract:this paper mainly introduces the structure characteristics of the dry type transformer classification installation conditions and the future development and classification, and lists the dry type transformer the use of data.

Keywords:s tructure of present situation of the development of the overload ability classification

一、干式变压器结构特点:相对于油式变压器,干式变压器因没有油，

也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规X、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。

1结构

1.1铁芯

采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片采用45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过.

1.2绕组

有以下几种:(1)缠绕式(2)环氧树脂加石英砂填充浇注(3)玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构) (4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性) 1.3.高压绕组

一般采用多层圆筒式或多层分段式结构

1.4低压绕组

一般采用层式或箔式结构

二.干式变压器的超载能力

2、1超载能力的影响

干式变压器的超载能力与环境温度、超载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关，若有需要，可向生产厂索取干变的过负荷曲线。

目前，我国树脂绝缘干式变压器年产量已达10000MVA，成为世界上干式变压器产销量最大的国家之一。随着低噪(2500kVA以下配电变压器噪声已控制在50dB以内)、节能(空载损耗降低达25%)的SC(B)9系列的推广应用，使得我国干式变压器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。

随着干式变压器的推广应用，其生产制造技术也获得长足发展，可以预测，未来的干式变压器将在如下几方面获得进一步发展。

(1)节能低噪：随着新的低耗硅钢片，箔式绕组结构，阶梯铁芯接缝，环境保护要求，噪声研究的深入，以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入，将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。

(2)高可靠性：提高产品质量和可靠性，将是人们的不懈追求。

(3)环保特性认证：以欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)及耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。

(4)大容量：从50～2500kVA配电变压器为主的干式变压器，向10000～20000kVA/35kV电力变压器拓展，随着城市用电负荷不断增加，城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民社区、大型厂矿等负荷中心，35kV大容量的社区中心供电电力变压器将获广泛应用。

(5)多功能组合：从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机界面、零序互感器、功率计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式变压器发展。

(6)多领域发展：从以配电变压器为主，向发电站厂用变压器、励磁变压器、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。其中，用于城市地铁及轨道交通的干式牵引变压器，电压有10、20和35kV三个等级，容量有800、2500和3300kVA，为减少谐波污染，从12脉波整流发展到24脉波整流；举世瞩目的长江三峡世界最大的840000kW发电机的励磁变压器，已由顺特厂研制成功，并通过了国家验收。

可以预言，21世纪的配电变压器将属于性能优越、低噪声及节能的树脂绝缘干式变压器。

2、2如何利用其超载能力呢?我提出两点供参考：

(1)选择计算变压器容量时可适当减小：充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性--尽量利用干式变压器的较强超载能力而减小变压器容量；对某些不均匀负荷的场所，如供夜间照明等为主的居民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主的商场等，可充分利用其超载能力，适当减小变压器容量，使其主运行时间处于满载或短时超载。

(2)可减少备用容量或台数：在某些场所，对变压器的备用系数要求较高，使得工程选配的变压器容量大、台数多。而利用干变的超载能力，在考虑其备用容量时可予以压缩；在确定备用台数时亦可减少。变压器处于超载运行时，一定要注意监测其运行温度：若温度上升达155℃(有报警发出)即应采取减载措施(减去某些次要负荷)，以确保对主要负荷的安全供电。

三、干式变压器的分类:

1、油浸式的优点：

（1）油浸式变压器低压绕组除小容量采用铜导线以外，一般都采用铜箔绕抽的圆筒式结构;高压绕组采用多层圆筒式结构，使之绕组的安匝分布平衡，漏磁小，机械强度高，抗短路能力强。

（2）铁心和绕组各自采用了紧固措施，器身高、低压引线等紧固部分都带自锁防松螺母，采用了不吊心结构，能承受运输的颠震。

（3）线圈和铁心采用真空干燥，变压器油采用真空滤油和注油的工艺，使变压器内部的潮气降至最低。

（4）油箱采用波纹片，它具有呼吸功能来补偿因温度变化而引起油的体积变化，所以该产品没有储油柜，显然降低了变压器的高度。

（5）由于波纹片取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，这样就有效地防止了氧气、水份的进入而导致绝缘性能的下降。

（6）根据以上五点性能，保证了油浸式变压器在正常运行内不需要换油，大大降低了变压器的维护成本，同时延长了变压器的使用寿命。

2、专用变压器：季节性负荷容量较大，集中负荷较大。

3、共享变压器：能使照明负荷较大或动力负荷较大。

4、不燃或难燃型变压器：适合在多层或高层主体建筑内，不易燃，难燃，安全。

5、封闭型或密封型变压器：适合在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所。

6、非油浸的配电变压器：配电变压器的容量，应综合各种用电设备的设施容量，求出计算负荷（一般不计消防负荷），补偿后的视在容量是选择变压器容量和台数的依据。一般变压器的负荷率85%左右。此法较简便，可作估算容量之用安全。2相比较之下哪个好点（经济，环保，）

（1）干式变压器与油浸式变压器相比,具有防火性能好,免维护,无污染,抗短路能力强,耐热能力强,安装方便等一系列优点.但在室外使用时必须加装防护外壳,另外干式变压器的价格比油浸式变压器要高.

（2）价格上干变比油变贵。

（3）容量上，大容量的油变比干变多。

（4）在综合建筑内（地下室、楼层中、楼顶等）和人员密集场所需使用干变。油变采用在

独立的变电场所。

（5）箱变内变压器一般采用箱变。户外临时用电一般采用油变。

（6）在建设时根据空间来选择干变和油变，空间较大时可以选择油变，空间较为拥挤时选

择干变。区域气候比较潮湿闷热地区，易使用油变。如果使用干变的情况下，必须配

有强制风冷设备。

3.干式变压器的安装选址:

1、选用要点

A：根据负荷性质选择变压器：

1) 有大量一级或二级负荷时，宜装设二台及以上变压器，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量能满足一级及二级负荷的用电。一、二级负荷尽可能集中，不宜太分散。

2) 季节性负荷容量较大时，宜装设专用变压器。如大型民用S4270D27-29 27

2005.7.29, 3:24 AM建筑中的空调冷冻机负荷、采暖用电热负荷等。

3) 集中负荷较大时，宜装设专用变压器。如大型加热设备、大型X 光机、电弧炼炉等。

4) 当照明负荷较大或动力和照明采用共享变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器。一般情况下，动力与照明共享变压器。

2根据使用环境选择变压器：

1) 在正常介质条件下，可选用油浸式变压器或干式变压器，如工矿企业、农业的独立或附建变电所、社区独立变电所等。可供选择的变压器有S8、S9、S10、SC（B）9、SC（B）10 等。

2) 在多层或高层主体建筑内，宜选用不燃或难燃型变压器，如SC（B）9、SC（B）10、SCZ（B）9、SCZ（B）10 等。

3) 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选封闭型或密封型变压器，如B S 9、S9 - 、S10- 、SH12-M 等。

4) 不带可燃性油的高、低配电装置和非油浸的配电变压器，可设置在一同房间内，此时变压器应带IP2X保护外壳，以策安全。

3：根据用电负荷选择变压器：

1) 配电变压器的容量，应综合各种用电设备的设施容量，求出计算负荷（一般不计消防负荷），补偿后的视在容量是选择变压器容量和台数的依据。一般变压器的负荷率85%左右。此法较简便，可作估算容量之用。

2) GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》中，推荐配电变压器的容量选择，应根据GB/T17211-1998《干式电力变压器负载导则》及计算负荷来确定其容量。上述二导则提供了计算机程序和正常周期负载图来确定配电变压器容量。详见GB/T15164-94 及GB/T17211-1998 有关内容

4.施工、安装要点

配电变压器为变电所的重要组件，无外壳干式变压器直接落地安装，四周加保护遮栏；有外壳干式变压器直接落地安装。其安装参见国家建筑标准设计图集。03D201-4 10/0.4kV变压器室布置及变电所常用设备构件安装；

变压器：一般为"降压器"，常见于社区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。变压器经过长途运输,应对铁轭螺杆,夹件与铁芯间的绝缘是否良好,铁芯是否有多点接地,紧固件是否松动,各部分导体之间的绝缘距离是否符合要求,引线是否损坏等进行检查。变压器在投入运行前必须检查所有数据是否符合要求。

5.产品使用环境条件

1环境温度：上限+40℃,下限-25℃(户内);

2海拔高度不超过1000m;

3相对湿度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%;

4地震烈度不超过8度;

5没有火灾,爆炸危险,严重污秽,化学腐蚀及剧烈振动场所。

四、干式变压器的现状和发展：

干式变压器依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路。机械设备等变压器，在电力系统中，一般汽机变压器、锅炉变压器、除灰变压器、除尘变压器、脱硫变压器等都是干式变压器，变比为6000V/400V和10KV/400V，用于带额定电压380V的负载。简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在

绝缘油中的变压器。相对于油式变压器,干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规X、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。

自上世纪90年代初以来，中国先后有17个企业从德国、日本、葡萄牙、法国、奥地利、意大利、瑞士、XX等国家和地区引进了干式变压器的制造技术。引进产品的覆盖面很广，产品涉及环氧树脂浇注式（型号SC（B）及SCL（B））、环氧树脂包绕式（型号SCR）及空气自冷式（型号SG）。在引进初期，引进产品以F级绝缘的各类环氧树脂干式变压器（薄绝缘）技术为主；而到上世纪末、本世纪初，则以引进H级绝缘的空气自冷干式变压器技术为主。目前引进技术的产品已占干式变压器总产量的90%以上，因此，上世纪的90年代以来，中国干式变压器的技术发展已进入发展的第二阶段，即引1、我国干式变压器的现状

目前国内干式变压器生产厂家约有100家，生产能力30000MVA，实际需要仅10000MVA；形成批量生产的有20-30家；年产量超过10000MVA仅三家：XX、金曼克、许继，近10000MVA的还有华鹏。其中XX、金曼克年产量在2000-3000MVA，与德国西门子公司年产量相当，它们有近10年的生产历史，技术水平与产品质量与国外相当。

1.干式变压器特点是浇注变压器，在近10年来有了很大的发展，其技术臻于完善，难以出现质的变化。但它占配电变压器的比例还会提高，美国达到40%，我国有望达到30%左右。由于其价格比油浸式变压器高出一倍，会影响它的发展，因此降低成本是关键。

2由于干式变压器，特别是树脂型的近几年有了很大发展。许多地方·纷纷建厂，其总生产能力数倍于市场需要。建议有关方面严格控制，切不可再投资建厂，避免无谓地浪费人力、财力。这不但影响新厂的能力发挥，也给老厂带来难以承受的冲击。

3目前树脂变压器所用树脂及其他材料大部分靠进口，因而售价较高，而国内材料也已用多年，有的工厂材质不错，价格也比较低，应该在制造与使用部门中倡导大量使用国产材料。这样总体成本会降下来，总产量占配电变压器的比例也会增大。

4今后数年内树脂干式变压器竞争将会更激烈，各工厂在产品发展、技术水平、质量保证上都会有所提高。

2 、全球干式变压器的现状

干式变压器在世界X围内得到迅速发展，时间要追朔到20世纪中后期，至今只有半个世纪。随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加。上世纪90年代干式变压器在我国得以广泛应用。随着城乡电网建设和改造、西部大开发的步伐加快、申办2008年奥运会的成功，长江三峡水利工程开始发电，干式变压器面临着新的发展机遇，其产销量必将有新的飞跃。

近来，有关干式变压器的现状及其发展趋势的文章见诸各报刊，这些对技术、工艺的研究讨论对于干式变压器的发展是十分有益的。借此，我们也谈谈一些看法。

20世纪80年代末，干式变压器从国外进入中国。至今每年以超过20%的增长率迅猛发展。2002年全国产销量约18,000MVA，成为世界上干变不销量最大的国家之一。据有关部门不完全统计，全国干式变压器生产厂有50多家，

但其发展很不平衡：产销量排前五名的厂，约占全国总产销量的62%，前十名厂约占全国总产销量的80%；年产量在100MVA以上的厂有21家（面对如此激烈的市场竞争，年产量在100MVA以下的厂，求得生存和发展是极其艰难的）。

目前，全球产销量第一的厂商为XX特种变压器厂，从全球X围看，我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平，并且拥有自主的知识产权，具有3、干式变压器的改革

干式变压器的革新，主要集中在节能、环保、性能参数的优化等方面。特别是在变压器的损耗及声级水平这些世界性课题的研究上，我国已经取得诸多可喜的成绩。

为了降低损耗，采取了一系列措施，如：选购优质低耗的晶粒取向冷轧硅钢片，先进的硅钢片剪切线，阶梯步进铁心接缝，合理的铁心、线圈结构，不迭上轭等先进工艺以及计算机三维优化设计等，使其新系列产品损耗值达到世界先进水平：SC（B）10新系列比现行国标《干式变压器技术参数和要求》（GB/T10228）空载损耗P0下降33%，负载损耗平均下降15%，总损耗平均下降约19%。表1及表2摘录列出西子（志享）SCLB9、ABB（XX）SCR9与顺特SC（B）9、10的空载损耗P0、负载损耗Pk值，并与我国GB/T10228-1997国标值相对照。

从比较可见：国产干式变压器新系列产品损耗值已达到世界先进水平，国产干变在世人关注的空载损耗P0，方面具有明显的质量优势（在国际性招标中，每1kWP0损耗，约折合5,000~6,000美元；每1kWPk损耗，约折合1,000~2,000美元）。

然而，值得注意的是，在相同原材料的情况下，苛求更低的损耗值是不尽合理的。此时，空载损耗的降低将导致用铁（硅钢片）量增加，负载损耗的降低将导致用铜量增加。收益与付出之利弊是需要精心权

3、未来发展

随着干式变压器在我国的不断开拓创新和大量推广应用，国内的设计制造技术已达世界一流水平，未来的干式变压器预计将获得进一步发展。

（1）节能低噪

我国在损耗与噪声研究及节能环保变压器的制造上，已经取得了可喜的成绩，具备较高水平。然而，节能环保是变压器研发的永恒课题，还有很多问题值得研究。低损耗硅钢片、阶梯步迭铁心接缝、箔式绕组结构、噪声研究的深入、环境保护要求、计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其发展，将使未来的干式变压器更加节能更加宁静。然而，对于单纯靠材料的投入来降低铁损、或铜损、或噪声，我们认为是都是不可取的。

（2）高可靠性

电气产品，尤其是变压器，其运行可靠性是特别重要的。我国现已生产了数以万计的干式变压器，运行在各个领域、各项重点工程、重大项目上，对产品可靠性的要求不言而喻。然而，现实情况是不容隐晦的。某些劣质产品以低价推销充斥市场，根本无可靠而言。因此，当前干式变压器的可靠性问题，严肃地摆在干变研发制造者和干变使用者的面前。前者认真制造出可靠性高的干式变压器，后者一定要把产品的可靠性放在首位，而不要贪图便宜！

我国干式变压器已大量应用于国家重点工程、重大项目上，十几年来基本上没有出现大的事故，其可靠性是有口皆碑的。在电磁场理论及其计算、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大量的基础研究，积极

进行可靠性认证，进一步提高干式变压器的可靠性，将是人们的不懈追求，也是干变设计制造者长期的课题。

（3）环保特性认证

有关人士在《环氧树脂浇注干式变压器环保特性分析》一文中强调："环氧树脂浇注干式变压器是一种清洁环保的电力设备，其设计制造、运行、最终鼾全过程均符合ISO14001及有关环保标准和法规的要求。寿命终结后完全可拆解并回收有价材料，回收利用率可达90%以上。已有成熟的处理技术和设备用于分离浇注线圈中的导体和树脂绝缘材料，拆解出的树脂绝缘材料可综合利用、燃烧（发电）或填埋处理等。"

近年来，已有几个干变企业通过了ISO14000环境认证。以IEC及欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的承受热冲击能力（C0、C1、C2）、适应环境能力（E0、E1、E2）、耐火能力（F0、F1、F2）的试验研究与认证。无论环氧树脂浇注型干式变压器（CRDT）还是浸漆型干式变压器（OVDT）在研发及实践方面，都有许多工作要做。

（4）大容量

配电变压器容量通常在2,500kVA以下。目前，干式变压器的研发生产以此为主。随着城市用电负荷不断增加，城网区域性变电所越来越深入城市中心区、居民社区、大中型厂矿等负荷中心，35kV大容量的区域供电干式电力变压器将获得广泛应用。目前，我国已经生产了35kV，16,000kVA和20,000kVA等超大容量的干变（其中有数台是用MR开关进行有载调压的），若工程需要，还可以设计制造出更大容量的各种各样的干式变压器。

（5）多功能组合及智能化

从只具单一变电功能的变压器，向带有强迫风冷、保护外壳、功率计量、封闭母线、各种低压侧向出线、计算机界面等多功能组合式变压器发展，到引入TTU智能化终端，具有数据处理、状态控制、状态显示等功能，从而使变压器成为一种多功能智能化、随时处于最佳运行状态的电气设备。随着信息化技术的不断发展，变压器将进一步加速完善其智能化进程。

（6）多领域发展

从以配电变压器为主，向发电厂励磁、厂用、轨道交通牵引整流、大电流电炉、核电站、船用、采油平台用等特种变压器及多用途多领域发展。

（7）多材料、多品种

环氧树脂真空浇注干式变压器占据着全球主导市场的局面，近期内难以改变。

近年来顺特等企业对Nomex H级绝缘、非晶合金等新材料、新工艺，做过一些产品研制，获取了很多数据和经验，并将进一步在多领域做深入的研发。而未来材料科学、制造工艺的新发展，必将给变压器设计制造技术的发展提供新机遇、开创新纪元。

参考文献

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