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干式变压器局部放电的控制措施

来源:http://www.jnbyqcj.com 日期:2019/4/9 15:33:06 点击:37

一、引言

环氧树脂是干式变压器的主要绝缘材料,安全性可靠,在10KV-35KV的电力系统中产品得到广泛的采用。影响干式变压器局部放电的因素很多,其中主要的因素有产品原材料的选择、产品结构设计、绕组浇注固化工艺等。我公司通过长期的设计优化调整、工艺改进调整、材料选择调整等措施,根据生产的实践经验,提出以下控制措施,供同行、客户参考。

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二、绕组结构设计的优化

1、主绝缘距离,在对变压器绕组进行设计时,应确保和考虑到高低压绕组间、高压绕组相间距离、高压绕组对地拥有足够的绝缘距离,这对干变的局部放电控制有很大的帮助。

2、高压绕组纵绝缘距离应留有一定的裕度,绕组层间和段间绝缘距离是控制整个绕组场强的关键因素;同时需要充分考虑到雷电冲击对绕组的影响,绕组的首末几段的层间和段间绝缘要适当加强;绕组的分段数量也是很重要的,段数尽量多一点,可以有效降低绕组内部场强,如35KV产品高压绕组段数一般应取8段以上。

3、高压绕组内壁绝缘可适当增加,可有效地降低外部场强,从而降低其局部放电量。

4、高压出线方式,一般情况下,外绕组通过凸台引出,此技术比较成熟,高压出头凸台的位置是关键,跨段不要太大,否则容易出问题。但内绕组是高电压时,要特别注意绕组的出头方式,否则很容量由于绝缘不够引起局部放电,如带病长时间运行,容易造成变压器放电,影响变压器安全运行。

5、铁芯夹件等金属结构件设计,尽量倒圆角,避免尖角。

6、屏蔽措施,采用有效的屏蔽,可以使尖角、毛刺及气隙均包在屏蔽层内,能有效地排除尖端和气隙放电,减少局部放电量,对于一些特种变压器和高压产品,此方法非常有效。屏蔽筒过去通常都是制作成软的屏蔽,在装配过程中,容易造成变形或损坏,从而给局部放电带来影响。如采用硬的屏蔽筒,不容易产生变形和受外界影响,可以有效控制好其对局部放电的影响。

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三、绕组、装模、真空浇注固化的工艺控制措施

真空浇注的质量对干式变压器的局部放电的影响至关重要,哪怕是微小的气穴都影响到变压器的局部放电,因此绕组的制作和浇注、固化等工艺必须严格控制。主要措施如下:

1、在绕制线圈时必须熟悉图纸和工艺,各层的匝数和层数、层间绝缘的张数和厚度要符合图纸要求,不能随意更改,绕制时必须保证所有的材料清洁。

2、层间绝缘的材料必须根据不同的树脂选用不同的材料,如树脂是填料的,粘稠度比较大,层间绝缘必须充分考虑树脂的流动性能,确保树脂能充分渗透。线圈内部绝缘材料还须充分考虑与树脂的融合性,有些绝缘材料不容易与树脂充分融合,容易造成分层,产生气穴等缺陷,从而影响放电量。

3、装模引线端子焊接时,注意高温破坏绕组的绝缘,焊接线必须打磨尖角,毛刺等。所有引线需包扎绝缘并保证引线之间有足够的绝缘距离。并让环氧树脂充分填充,整个装配过程保持清洁,不能有金属异物流入绕组内部。

4、装好的带模绕组严格按干燥工艺执行烘干,确保绝缘材料吸收的水分能得到充分干燥,干燥的温度与时间是取决于水分排出的重要条件。环氧树脂与脱气,配料过程中应严格遵守工艺守则,如材料的配比、温度、真空度及脱气的时间,如带填料环氧树脂,须考虑填料的颗粒度对粘稠度的影响。

整个浇注、固化过程中应密切跟踪各自的粘度,真空度,温度及气泡现象,混料罐的温度及真空度,绕组温度的控制在指定的范围内,温度尽肯能接近树脂的温度,如温度过高,容易造成树脂在局部开始先凝胶,造成流动性差,从而影响浇注质量。

浇注速度不易过快二产生气泡,树脂的浇注入口也要同步考虑气泡的及时排除,动态浇注时应注意配料后到浇注完成的时间,密切关注凝胶时间,防止树脂开始凝胶而粘度过大。

环氧树脂配料与脱气,配料过程中应严格遵守工艺守则,如材料的配比,温度,真空度及脱气的时间。

在有条件的情况下,浇注完成后,可以适当加正压,让环氧树脂充分渗透,特别对大型干式变压器绕组非常有效。环氧树脂固化时,有一定的体积收缩,固化工艺不良很容易因树脂收缩造成绕组内部有空隙,固化烘箱的温度均匀性、固化的温度和时间等都是十分关键的因素。对于大型变压器的绕组,中间部分的固化可能不充分,采取二次固化工艺是有必要的。

四、装配工艺的控制措施

1、干式变压器装配时须保证高、低压绕组的同心度,高压线圈对上、下铁轭的距离、引线之间的距离等符合图纸要求。

2、干式变压器装配过程中,尽可能减少尖角、毛刺等外围因素的影响。对35KV及以上的干变,对金属结构件的尖角进行屏蔽处理是很重要的。

3、附件的质量,电气的可靠性接地等也是控制好局部放电的一个重要环节。

五、原材料的原则和控制措施

1、电磁线的选择,最好选择漆包绝缘导线,较其他绝缘导线具有明显的优势,膜包线很难保证树脂能渗透到里面,变压器在运行时,由于热胀冷缩,很容易造成导线与树脂之间产生气穴;要求供应商在生产电磁线的时候尽量采用挤压工艺,减少毛刺。

2、选用漆包绝缘导线,对漆膜和环氧树脂的相容性试验是十分必要的,在绕组浇注固化过程中,环氧树脂有可能会将漆膜腐蚀掉,造成短路情况。

3、环氧树脂材料的选择,不同的环氧树脂,其特性也不相同,对产品的局部放电量影响也很大,应选择粘度小,绝缘强度高的树脂。

4、线圈中的绝缘材料控制,干式变压器的层间绝缘材料质量的优劣直接关系到局部放电的大小,应该选用介电常数接近的绝缘材料,这样可以保证电场强度的一致性。

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