【摘　要】　介紹干式變壓器在我國的發展過程以及干式變壓器具有無油、防火、壽命長、低噪、維護簡單、安全可靠的特點。特別介紹了節能型干式變壓器的節電效果。

【關鍵詞】　干式變壓器　節能　選型

　　隨著我國經濟建設的迅速發展，人民生活水平的不斷提高，城鄉用電負荷不斷增加，無油、防火、壽命長、節能低噪、維護簡單、安全可靠的干式變壓器得以越來越廣泛的應用。本文僅就干式變壓器在我國的發展概況做粗線條的描述，重點放在節能型干式配電變壓器工程應用選型中相關問題的系統介紹。

1　發展概況

　　據有關資料統計，近20年來干式變壓器得到了迅猛發展，特別是在配電變壓器中，干式變壓器所占比例越來越大，發達國家已占50％以上；我國起步晚，近年大中城市中約占30％～40％，象北京、上海、廣州、深圳等城市已達60％以上。

　　1.1　產量遞增

　　在我國，80年代逐步使用干式變壓器，80年代末各地紛紛從國外引進技術和設備，并以此作為基礎，不斷開拓、創新，使我國干式變壓器制造水平上了新的臺階。從90年代開始，其產銷量逐年迅猛遞增，據行業有關資料分析統計，全國(除港、澳、臺外)干式變壓器每年以高達20％以上的增長率遞增：1989年約700MVA，1991年就超過了1000MVA；1995年約6200MVA，1997年約8800MVA，2000年約10000MVA。

　　從上列數據可見，中國已經成為世界上干式變壓器產銷量最大的國家之一。隨著我國城鄉中、低壓配電網建設和改造的步伐加快，干式變壓器面臨著新的發展機遇，預計近幾年其產銷量會有新的飛躍。

　　1.2　技術現狀

　　1.2.1　電壓水平

　　目前大批量生產主要集中于10kV電壓等級，各發電廠站多為6kV電壓。15～20kV產品也常有訂貨。目前國際上樹脂絕緣干式變壓器最高電壓為35kV，我國幾家大廠以生產近百萬千伏安35kV產品在各地投往運行。試制的110kV樹脂絕緣干式變壓器樣機已經問世。

　　1.2.2　容量

　　(1)配電變壓器：10/0.4kV以及20/0.4kV、35/0.4kV的配電變壓器容量30～2500kVA，受低壓PC屏進線開關遮斷容量的限制，目前尚未見超過2500kVA這一容量的；

　　(2)電力變壓器：10、20、35kV的電力變壓器可生產容量達20000kVA。1996年我國制造出容量達16000/24000kVA(AN/AF)、35kV亞洲第一臺容量最大、電壓最高的干式變壓器，標志著我國在大容量變壓器制造技術上已處于世界先進水平。

　　1.2.3　損耗和噪音

　　我國干式變壓器制造技術的研究、創新，主要集中在性能參數的優化等方面，特別是在變壓器的損耗及聲級水平這些世界性課題的研究上，我國已經取得了諸多可喜的成績，使得我國干式變壓器的損耗(特別是空載損耗)及噪音大幅度下降。據有關資料統計，SC(B)9系列干式變壓器比引進技術的SC系列之總損耗水平下降達15％～20％，新的10系列總損耗比現行國標下降約19％，其中空載損耗下降達33％。通過對噪音的系統研究，我國進一步掌握了噪音產生的機理，并將其成果落實在新系列SC(B)9及SC(B)10系列產品上，目前SC(B)9系列產品比原SC系列噪音下降15％～20％，新的10系列噪音低于國標14～23dB，2500kVA容量的配電變壓器，噪音一般可控制在50dB以內；35kV特大容量(如10000、16000kVA)干式變壓器通常可控制在55dB左右。綜上所述，SC(B)9及SC(B)10系列干式變壓器的節能降噪等技術性能參數已達到世界先進水平。

　　1.2.4　有載調壓

　　我國對10kV干式配電變壓器的有載調壓，最大容量達2500kVA，使用臺數最多的為云南玉溪煙廠。

　　對35kV干式電力變壓器的有載調壓容量達16000kVA，其最大客戶是上海大眾汽車公司(3臺16000kVA有載調壓變壓器)。

　　1.2.5　整流、牽引變壓器

　　(1)整流勵磁變壓器。發電廠的勵磁變壓器，逐步用干式變壓器所取代。高低壓繞組電壓等級一般為20kV/1kV，通常采用單相結構、高壓封閉母線進線。為長江三峽工程研制的世界上最大的840MW發電機組勵磁變壓器，單相容量為3000kVA的三臺(構成一組)。

　　(2)冶金電爐變壓器。特別是低壓大電流，如為江西貴冶制造的3500kVA干式變壓器，低壓相電流超過20000A。

　　(3)牽引變壓器。適用于城市地鐵及軌道交通的干式牽引變壓器，隨城市軌道交通的發展而得以大量應用。電壓有10、20、35kV三個等級；從12脈波整流發展到24脈波，減少了諧波污染；容量有800、2500、3300、4000kVA等。

　　1.3　未來展望

　　隨著干式變壓器的推廣應用，其生產制造技術也獲得長足發展。可以預測，未來的干式變壓器將在如下幾方面獲得進一步發展：

　　(1)節能低噪：新的低耗硅鋼片(階梯五步迭鐵心接縫)環境保護要求，噪聲研究的深入，計算機優化設計等新材料、新工藝、新技術的引入，將使未來的干式變壓器更加節能，更加寧靜。

　　(2)高可靠性：提高產品質量和可靠性，將是人們的不懈追求。在完成引進技術的消化吸收之后，在電磁場計算、波過程、澆注工藝、熱點溫升、局放機理、質保體系、可靠性工程等方面進行大量的基礎研究、積極進行可靠性認證，進一步提高干式變壓器的可靠性。

　　(3)環保特性認證：以歐洲標準HD464為基礎，開展干式變壓器的耐氣候(C0、C1、C2)、耐環境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究與認證。

　　(4)大容量：從50～2500kVA配電變壓器為主的干式變壓器，向10000～20000kVA/35kV電力變壓器拓展，隨著城市用電負荷不斷增加，城網區域變電所越來越深入城市中心區、居民小區、大型廠礦等負荷中心，35kV大容量的小區中心供電電力變壓器將獲廣泛應用。

　　(5)多功能組合及智能化：從單一變壓器向帶有風冷、保護外殼、溫度計算機接口、零序互感器、功率計量、封閉母線、側出線等多功能組合式變壓器發展；引入FTU智能化接口，具有數據處理、狀態控制、狀態顯示等功能，從而使變壓器成為一種多功能、智能化、隨時處于最佳運行狀態的節能電氣設備。

　　(6)多領域發展：從以配電變壓器為主，向發電站廠用變壓器、勵磁變壓器、地鐵牽引整流變壓器、大電流電爐變壓器、核電站、船用及采油平臺用等特種變壓器及多用途領域發展。

2　干式變壓器特征

　　干式變壓器具有下列特征：

　　(1)無油、無污染、難然阻燃、自熄防火。

　　(2)絕緣溫升等級高：F級絕緣，變壓器溫升可達100K。SC(B)10系列溫升下降了17K，進一步提高了變壓器的過載能力和使用壽命。

　　(3)損耗低、效率高：SC(B)10系列總損耗比現行新國標(GB/T10228)平均降低19％。如1000kVA，Po=1550W。

　　(4)噪聲小：新系列配電變壓器通常可控制在50dB以下。

　　(5)局部放電量小(通常在10PC以下)，可靠性高，可保證長期安全運行，壽命可達30年。

　　(6)抗裂、抗溫度變化，機械強度高，抗突發短路能力強。

　　(7)防潮性能好，可在100％濕度下正常運行，停運后不需干燥處理即可投入運行。

　　(8)體積小、重量輕，據有關人士統計，油變的外形尺寸為干變的2倍多。

　　(9)不需單獨的變壓器室，不需吊芯檢修及承重梁，節約土建占地和占空；因無油，不會產生有毒氣體，不會對環境造成污染，不要集油坑等附屬建筑，減少了土建造價。

　　(10)安裝便捷，無須調試，幾乎不需維護；無須更換和檢查油料，運行維護成本低。

　　(11)配備有完善的溫度保護控制系統，為變壓器安全運行提供可靠保障。

　　(12)從低噪、節能、防火、節省土建造價、運行維護管理費以及長達30年的壽命等綜合技術經濟性能比較，干式變壓器顯現出其明顯的優越性。

3　干式變壓器的工程應用選型

　　3.1　干式變壓器的冷卻方式

　　干式變壓器的冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強迫空氣冷卻(AF)。自然空冷時，正常使用條件下，變壓器可在額定容量下長期連續運行。強迫風冷時，正常使用條件下，變壓器輸出容量可提高50％，適用于斷續過負荷運行或應急事故過負荷運行；由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大，處于非經濟運行狀態，故不應使其處于長時間連續過負荷運行。

　　對自然空冷和強迫風冷的變壓器，均需保證變壓器室具有良好的通風能力。當變壓器安裝在地下室或通風能力較差環境時，須增設散熱通風裝置，通風量可按每1kW損耗(Po＋Pk)需2～4m3/min風量選取。

　　新型的簾式風機風冷系統噪音降低，冷卻均勻，效果好；體積小，占用空間小，不超出變壓器本體外形輪廓尺寸；風機容量小、2500kVA以下的配電變壓器風機只180W～540W，且采用單相AC220V電源。但需注意此電源應從低壓MCC或PC配電屏內之斷路器引取，而不能直接從變壓器低壓出線母排接取。

　　3.2　干式變壓器的過載能力

　　干式變壓器的過載能力與環境溫度、過載前的負載情況(起始負載)、變壓器的絕緣散熱情況、發熱時間常數等有關。若有需要，可向生產廠索取干式變壓器的過負荷曲線。

　　如何利用其過載能力呢?筆者提出兩點供設計人員參考：

　　(1)選擇、計算變壓器容量時可適當減小：充分考慮某些軋鋼、焊接等設備短時沖擊過負荷的可能性——盡量利用干式變壓器的較強過載能力而減小變壓器容量；對某些不均勻負荷的場所，如供夜間照明等為主的居民區、文化娛樂設施，以供空調和白天照明為主的商場等，可充分利用其過載能力，使其主運行時間處于滿載或短時過載，這樣就可以在計算、選配容量時，適當減小變壓器容量。

　　(2)可減少備用容量或臺數：在某些場所，對變壓器的備用系數要求較高，使得工程選配的變壓器容量大、臺數多。而利用干式變壓器的過載能力，在考慮其備用容量時可予以壓縮；在確定備用臺數時亦可減少。例如，設計計算容量Sjs30=1400kVA時，可選配2臺(而不選配3臺)1000kVA干式變壓器。當其中1臺故障須退出運行時，另1臺可以應急承擔整個負荷；若負荷重，溫度超過110℃時，強迫風冷系統將自動投入，可使其過載能力提高到1.4～1.5倍。變壓器處于過載運行時，一定要注意監測其運行溫度：若溫度上升達155℃(有報警發出)即應采取減載(減去某些次要負荷)措施，以確保對主要負荷的安全供電；而當處理好故障，應迅即投入停運的變壓器，恢復系統正常運行。