关于干式变压器的设计及制造的思考

孔凡刚 赵鹏程 刘伟

【摘要】随着我国制造技术的提升，干式变压器生产工艺和技术得到了快速的发展。干式变压器在许多重点工程中得到了应用。文章主要结合笔者的工作经验，阐述了干式变压器的特点，从而针对干式变压器的制造技术和发展方向进行了论述与研究，以供大家参考。

【关键词】干式变压器；设计制造；现状；趋势

一、干式变压器的特点

（1）它的承受冲击电压和能力较油浸式差，一般不会和架空的线路相连接，不会受到大气过电压作用的场合。因此，除了工频耐压外，不会再要求规定冲击强度。

（2）由于干式变压器是暴露空气中运行的。在我国，环境条件比较差，空气中的尘土、有害气体、潮湿污秽等不同程度的侵害干式变压器。大多数干式变压器的导电材料和绝缘热胀系数相差较大，再加上工艺处理不好，就可能出现绝缘开裂的现象。所以绕组浸渍处理非常重要，绕组除浸绝缘漆外，还要加防潮覆盖漆。

（3）抗短路能力强。由于高、低压绕组电抗高度相同，无螺旋角现象，线圈间的安匝平衡，高、低压绕组因短路引起的轴向力几乎为零，因此其抗短路能力强。

（4）阻燃性能好。采用环氧树脂真空浇注工艺无环境污染，有利于环境保护，该变压器具有免维护、防潮和抗湿热、阻燃，适用于各种环境及条件恶劣的场合。

二、干式变压器工作原理与制造技术

（一）干式变压器的工作原理

干式变压器工作原理是依靠空气或气体，而不是石油。建设的两个基本类型是开放的（或通风），干式变压器和密封（或关闭），封装类型。密封变压器冷却和绝缘惰性高介电常数的气体，如氮，硫，六氟化硫。空气作为绝缘介质和热消散绕组。两个标准的绝缘等级为B级（80摄氏度上升），H级（150摄氏度上升）。平时应注意日常巡查，电流和电压读数和温度读数。

干式变压器，和所有变压器一样，遵循电和磁耦合的使用产生任何所需的电压技术基本物理原则：当波动电流通过导线的电流流过，它会产生变化的磁场或周围的“磁”。当磁场周围的电线上的波动，它产生的电流在电线。因此，如果第一线和第一线内有波动的磁场，放在旁边，电流是在第二线诱发流动。因此，电力是“通过”，从第一第二导线，没有实际接触的两根导线。在所有的变压器，包括干式变压器，电线，或初级线圈绕组，连接到交流电（AC）電压源磁芯，同时缠在线圈中产生电流波动。这脉动电流磁化的核心。第二个线圈，次级线圈的，另一部分核心缠。核心波动磁场诱导在次级线圈的电流。原来围绕核心的每个绕组的牌子，决定在二级生产多少电压的相对数。最常用，变压器步进电压从高至低，但原来的比例，也可以安排，以加强电压。

（二）干式变压器的制造技术

大型干式配电变压器通常适用于不同的电力系统（12.47KV，13.3KV，13.8KV），并配备了二次额定电压480V，3相变压。一些较大的干式变压器目前常见的尺寸包括500KVA，750KVA，1000千伏安，15000千伏安，2000千伏安，2500千伏安，3000千伏安，3，750千伏安，5000千伏安，和7500千伏安。有几种不同的施工方法用于制造干式变压器，各种技术，使安装在许多不同的环境中。在这些单位的设计的主要区别是在绕组的绝缘层。干式变压器的绕组绝缘，采用许多不同的方式。

（一）开放性出口

干式变压器标准如下“浸烘建设”的方法。这是通过预热导体线圈，然后加热时，它们在高温浸渍漆。线圈，然后烘烤固化漆。

（二）真空压力浸渍

这种技术适用于清漆涂层在转乘压力和真空循环。该工艺采用聚酯树脂。线圈，然后烘箱中固化。该工艺优于标准的干式变压器，因为它包括真空压力。这个过程可以更好地渗透在变压器线圈清漆。这些单位电晕阻力增加。

（三）真空压力封装

这种方法通常是优于工艺。添加到施工过程中的几个浸工艺，封装线圈组装后，涂料在烤箱治愈。这些变压器比他们的VPI型对恶劣和潮湿的环境中具有更好的保护。

（四）封装（密封）

封装变压器是标准的开放伤口配电变压器在电子线硅和环氧树脂包裹，并在重型风格的外壳完全封闭。

（五）浇注线圈（环氧模塑封）

在纳入线圈封装在环氧树脂成型过程。变压器线圈扎实投树脂在模具真空下。制造过程中锁定在与强大的环氧树脂绝缘强度高的绕组，对恶劣的工作环境更加适应。

三、干式变压器未来的发展方向

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，在产品性能、工艺技术有了较大的提高，但仍存在一定不足，具体表现在以下几个方面：

（1）节约能源和使用环保产品是我国的一项基本国策。变压器的降低变电损耗应在技术上、结构上、原理上采用新技术、新结构、新工艺，在运行可靠与不增加重量、材料成本的前提下降低变压器的空载损耗和负载损耗。

空载损耗应有实测空载损耗与硅钢片重量与相关额频率与磁密下单位重量损耗乘积之比为最小衡量。不能单纯用好硅钢片与增加硅钢片用量来达到低损耗。

负载损耗应分析负载损耗中附加损耗是否低。可由实测并折算到标准条件下的负载损耗与三相绕组中参考温度下电阻损耗之比为最小来衡量。此比值越小，说明附加损耗越低。

（2）电器产品尤其是变压器，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。但环氧浇注式干式变压器成本高，主要的绝缘材料—树脂，其质量好坏直接影响产品质量，要想要稳定性好，品质高的树脂，就需要进口。这样就难以解决降低成本与保证质量的矛盾。

（3）噪声的问题，以前生产的用在配电系统的干式变压器往往直接安装在住宅小区里，距离居民住宅很近，它的噪音大会直接影响居民休息和正常的生活。 随着我国现代化进程的加速，环境保护显得日益重要，变压器的噪声危害提上了日程。干变制造厂与科研院校密切合作，对噪声产生的原因、机理进行潜心研究，不断探索，优化设计，反复进行理论计算和试验验证，终于取得了突破。使干变噪声大幅度下降。新系列配电变压器已将其噪声比现行国标降低达10～20dB（A），一般在60dB（A）左右。已经基本上解决了变压器噪声扰民的问题，但仍需进步改进和完善。

（4）能降解回收再利用，干式变压器具有无油、难燃、绝缘耐热等级高、体积小、噪声低、运行维护简单等优点，所以一般被用于地下铁道、高层建筑等对防火要求较严格的场所，且应用数量越来越大。因此对于干式变压器，尤其是环氧浇注绝缘干式变压器在寿命到期后的处理问题也将日益突出。其线圈中金属导体和非金属绝缘的分离是比较突出的一个问题。

四、结束语

总之，干式变压器在近10年来有了很大的发展，以其绝缘强度高，抗短路能力强及环保、防火、防爆、免维护等优点，越来越受广大用户的欢迎。随着现在干式变压器技术的不断提高，受到制造厂家的青睐。我们相信，今后将会有非常广阔的发展空间。

参考文献：

[1] 杨乐，干式变压器的发展趋势 [J] 硅谷，2012（21）

[2] 尹克宁，变压器设计原理，中国电力出版社，2009（24）

[3] 李嘉华，干式变压器制造工艺的分析[J].机械与电子，2012，27：140