①铁损低,这是硅钢片质量的最重要目标。各国都依据铁损值区分商标,铁损愈低,商标愈高。
②较强磁场下磁感应强度(磁感)高,这使电机和变压器的铁心体积与分量减小,节约硅钢片、铜线和绝缘资料等。
非晶合金资料是20世纪70年代面世的一种新式合金资料,它选用世界先进的超急冷技能将液态金属以106℃/S冷却速度直接冷却构成厚度0.02~0.03mm的固体薄带,在它还没来得及结晶时就现已固化。该合金资料与玻璃相似呈不规则原子摆放,没有金属表征的晶体结构,它的根底元素为铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、硅(Si)、硼(B)、碳(C)等。其资料具有以下长处:
a)非晶合金资料不存在晶体结构,是一种各向同性的软磁资料;磁化功率小,具有杰出的温度安稳性。因为非晶合金为无取向资料,故能够选用直接缝,使制造铁心的工艺比较简单;树上鸟教育电气规划视频教程
d)电阻率高,约为取向硅钢片的3倍;非晶合金资料的涡流损耗大大下降,因而单位损耗约为取向硅钢片的20%~30%;
e)退火温度低,约为取向硅钢片的1/2;非晶合金铁心空载功用优越,选用非晶合金铁心制造的变压器其空载损耗较惯例变压器下降70~80%,空载电流下降50%以上,节能效果杰出,现在电网公司在国家节能减排下降网络线损的意图下,国家电网和南方电网从2012年开端均大力进步了非晶合金变压器的收购份额,现在基本上非晶合金配变收购占比已达50%以上。
一般在1.56T左右,较惯例硅钢片1.9T的饱满磁密相差20%左右,故其变压器规划磁密也相同需求下降20%,非晶合金油变的规划磁密一般在1.35T以下,非晶合金干变的规划磁密一般在1.2T以下。
2)非晶算计铁心带材受应力影响灵敏,其铁心带材遭到应力后,空载功用简单劣化,故在结构上要特别注意,铁心应选用悬挂办法落在支撑结构和线圈上,全体仅接受自身重力,一起,安装进程中需特别注意,铁心不能受力,要削减击打等办法。
3)磁致弹性较惯例硅钢片大10%左右,故其噪声较难操控,这也是约束非晶合金变压器广泛推行的首要原因之一,现在,南网和国网投标中均对非晶合金变压器的噪声提出了较高要求,分为灵敏区和非灵敏区,并有针对性的提出了声级要求,这就要求更进一步下降铁心规划磁密。
4)非晶合金带材较薄,厚度只要0.03mm,故无法向惯例硅钢片那样做成叠片办法,只能制造成卷铁心办法,故其铁心结构惯例变压器厂家无法自行加工,一般需全体外购,对应于卷铁心带材的矩形截面,非晶合金变压器的线圈一般也做成矩形结构;
5)国产化程度不行,现在首要仍是进口日立金属的非晶合金带材为主,正在逐渐完成国产化,国内已有安泰科技和青岛云路等具有非晶合金宽带(213mm、170mm和142mm),且其功用较进口带材在安稳性上还存在必定距离。
6)最大带长约束,前期非晶合金带材最大外周带长因为退火炉尺度的约束,其长度也遭到了较大约束,不过现在已基本解决,可制造最大外周带长10m的非晶合金铁心框,可用于制造3150kVA及以下非晶合金干变和10000kVA及以下非晶合金油变。
依据非晶合金变压器的优异节能效果,再加上国家节能减排以及一系列方针的促进,非晶合金变压器市场占有率越来越大,并且,考虑到非晶合金带材(现在为26.5元/kg)价格是惯例硅钢片(30Q120或30Q130)的两倍左右,与铜距离相对较小,再考虑到电网产品的质量和投标要求,故,非晶合金变压器一般选用铜导体。与惯例硅钢片比较,非晶合金变压器本钱首要距离如下:
1)因为选用卷铁心结构,故变压器铁心型式宜选用三相五柱结构,这样能够削减单框铁心分量,减低安装难度,三相五柱结构和三相三柱结构从本钱上各有好坏,现在大部分厂家选用三相五柱结构。收购回来的单框铁心和拼装如图2所示:
2)因为心柱截面为矩形,故为了坚持绝缘距离上的共同,高低压线圈也对应的制造成矩形结构。
3)因为铁心规划磁密较惯例硅钢片变压器低约25%,且其铁心叠片系数大约在0.87左右,较惯例硅钢片的0.97要低许多,故其规划截面积需求较惯例硅钢片变压器要大25%以上,对应的其高低压线圈周长也要随之添加,一起,还需求考虑高低压线圈线匝长度的添加,若要确保线圈的负载损耗不产生改变,其导线截面积则需求对应的有所添加,故,非晶合金变压器的铜用量较惯例变压器要多约20%。
铜和铝均是导电功用较好的金属资料,是制造变压器线圈的常用导体,其在物理功用上的差异如下表所示:
1)铜导体的电阻率仅仅是铝导体的60%左右,为了到达相同的损耗和温升要求,所需运用的铝导体截面积要较铜导体大60%以上,所以相同容量和相同参数状况下,铝导体变压器体积一般要较铜导体变压器大,不过此刻变压器的散热面积也有所添加,所以其对油温升较低;
2)铝的密度仅为铜的30%左右,所以铝导体配电变压器要较铜导体配电变压器要轻;
3)铝导体的熔点较铜导体低许多,所以其在短路电流的温升限值为250℃,较铜导体的350℃低,所以其规划电密要较铜导体低,变压器导线截面积要大,故体积也较铜导体变压器大;
4)铝导体硬度较低,故其外表毛刺较易消除,故制成变压器后,其因为毛刺产生的匝间或层间短路的概率削减;
5)因为铝导体的抗拉、抗压强度较低,机械强度差,故铝导体变压器接受短路才干不如铜导体变压器,在进举动安稳核算时,铝导体的应力应小于450kg/cm2,而铜导体的应力限值为1600kg/cm2,接受才干大幅进步;
6)铝导体与铜导体之间的焊接工艺较差,接头焊接质量不易确保,必定程度上影响了铝导体的可靠性。
7)铝导体的比热为铜导体的239%,可是考虑到二者密度和规划电密的差异,实践二者的热时间常数相差并不如比热差值表现的那么大,故对其制成干式变压器的短时过载才干影响并不大。
绝缘资料在变压器中用以将导电部分彼此之间的导电部分对地(零电位)之间的绝缘阻隔,用于各种支承件时,还应具有杰出的力学功用。别的,绝缘资料还起到其它的效果,如散热冷却、固定、储能、灭弧、改进电位梯度、防潮、防霉和维护导体等效果。
1)气体绝缘资料:常温常压下,一般的枯燥气体具有较好的绝缘功用,如空气、氮气、氢气、二氧化碳、六氟化硫等,其间,空气和六氟化硫在变压器中运用比较广泛;
2)液体绝缘资料:液体绝缘资料一般以油状存在,又称绝缘油。如矿物质油、植物油、组成酯等;
3)固态绝缘资料:如绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纸板、瓦楞纸板、电工塑料及薄膜、电工层压板(棒、管)、浇注成型的环氧树脂、电瓷、橡胶、云母制品等。
绝缘油其特色是电气强度高、闪电高、凝固点低,在氧、高温、强电场效果下功用温度,无毒、无腐蚀性,粘度小,活动性好等特色。其在变压器、油开关、电容器和电缆等电工产品中广泛运用,起绝缘、冷却、浸渍及填充效果,别的,在油开关中还起灭弧效果,在电容器中还起储能效果。
环氧树脂是一种高分子化合物。树脂特色是一种固体、半固体或准固体有机资料,分子质量不确定(一般是较高),接受应力时有活动倾向,一般有一个软化或熔化规模,且固体断面常呈现贝壳状,其具有以下基本特征:
3)大分子的分子间总力往往超越分子内原子间的化学键力,从而使高分子化合物呈现一系列特性:例如没有气态聚合物、聚合物溶解进程很慢等,若分子间有交联,则该特色更为彪炳。
环氧树脂是指含有环氧官能团的低聚物,1891年开端呈现环氧树脂,1947后美国、瑞士多个公司相继工业化组成成功双酚A环氧树脂。我国于1956年开端出产。
环氧资料的电气绝缘功用特别杰出,不加填料时,固化物的EB高于16MV/m,pV高于1011Ωm,εr为3~4,工频下tanδ约0.002,因而,20%环氧树脂都用于电气电子绝缘,例如环氧浸渍漆作为B级绝缘漆,浸渍中小型电机定子绕组;环氧无溶剂漆用于大电机定子绕组的真空浸渍;层限制品(板、管、棒)用作电机的槽楔和垫块、高压开关操作杆;粘结剂用于高压电瓷套管的粘结;浇注料用于六氟化硫全封闭组合电器(GIS)中的盘形阻隔绝缘子、互感器和高压陶瓷电容器等的部件。现在国内出产的环氧树脂或改性环氧树脂的商标命名暂时仍不很一致。全球不同环氧树脂制造商的命名也各不相同,需求依据商标辨认。
环氧树脂仅仅低聚物,固化后才干运用。固化剂能与环氧树脂反响,使树脂分子从线型结构交联成体型结构。促进剂/催化剂能下降反响活化能的助剂,能促进/调整浇注料凝胶反响进程。固化剂运用其所含的生动氢与树脂中生动的环氧基进行开环加成反响完成固化,生动氢便是固化剂或促进剂中-NH2、-NH-、-C00H、-OH和-SH中的氢。常用的固化剂有胺类和酸酐两类。固化剂中有的需求促进剂/催化剂,有的需求高温条件,有的在低温下即可剧烈反响。固化剂的不同也会导致固化产品功用差异悬殊,对产品终究功用有严重影响。因而,在环氧树脂配方系统中规划和挑选固化剂是十分重要的。
环氧绝缘用于干式变压器,是近40年的新发展。变压器线年,耐热等级到达F级,一般资料难以到达要求。
为此,要对对所用资料及其配方系统和工艺有必要进行规划、优选、实验和验证,才干取得抱负效果的话。在树脂绝缘干式变压器中,环氧树脂系统经过浇注或浸渍成型,再经过热固化构成线圈绝缘(即纵绝缘),在干式变压器整个运转期间,环氧树脂绝缘要一起确保线圈的电气绝缘和机械强度,并经过热传导办法发出线圈内部的热量。
其最大缺点是树脂绝缘缺点和损害(一般在制造进程中产生缺点,在运转进程中产生损害)的不行康复和不行修复性。因而,防止固体绝缘开裂、防止浇注缺点、防止部分放电(即局放)就显得分外重要,并成为固体绝缘制造技能的要害,是制造商间相互竞争的焦点。
因为变压器运转中损耗带来的较高温升,使树脂绝缘长时间在高温作业(比方F级变压器,规划的最高作业温度一般在140℃左右),而变压器在投运前和检修期间又或许处在低温(比方-30℃),并且,变压器随时会遭到雷电高压冲击或短路时的巨大电动力冲击。树脂绝缘的线圈应能习惯这些改变,并能抵挡或接受极点高低温下的短路电动力冲击,因而对环氧绝缘系统的热、机、电功用提出了极端严苛的要求。
树脂浇注变压器的绝缘资料系统现在有两种,一种是“纯树脂浇注+高填充率玻璃纤维增强”,另一种是“树脂石英粉浇注+预浸玻璃网格部分加强”。
而绝缘系统(即习称绝缘结构)所包含的范畴比绝缘资料系统更广,它指电气设备(或其独立部件)的绝缘全体,不只包含绝缘资料及其组合办法,还应考虑绝缘与导体或磁体间的联系、与电场的联系、绝缘与周围环境(气体或液体及其状况、外表污秽、散热条件、机械力或辐射效果等)的联系等,它与电力系统运转参数间的习惯性便是绝缘合作。干式变压器中气流和散热状况、绝缘受力状况等,都在绝缘系统要考虑的规模之中。
植物纤维纸分为木质纤维、棉纤维和麻纤维,其间最常用的为纯硫酸盐木浆纤维纸,其质料为木材,常用的是软木中的松杉科木材,如黄松、白松、红毛杉和红松等木材,首要成分为纤维素,是一种天然的高分子化合物。绝缘纸制造办法选用化学法,如硫酸盐法,该办法中蒸煮液首要成分为硫化钠(Na2S),硫化钠水解,生成硫化氢钠和氢氧化钠,硫化氢钠能和纤维素以外的木质素产生反响,将其溶于碱液中,该蒸煮液比较温文,故纤维素的分子量下降很少。变压器中常用的植物纤维素绝缘纸有:电力电缆纸,高压电缆纸和变压器匝间绝缘纸等。
1)电缆纸:电缆纸是由硫酸盐纸浆制造,商标为DL08、DL12、DL17,厚度分别为0.08mm、0.12mm和0.17mm,成卷供给,电缆纸经变压器油浸渍后,其机械强度和电气强度均会有明显进步,如在空气中电力电缆纸电气强度为6~9×103kV/m,而枯燥浸渍变压器油后其电气强度到达70~90×103kV/m,电缆纸在变压器的运转中有满足的热安稳性,一般用作环绕绝缘和层间绝缘。电缆纸又包含高压电缆纸、低压电缆纸、高密度电缆纸及绝缘皱纹纸。高压电缆纸适用于110~330kV变压器、互感器,介质损耗角正切值低;低压电缆纸用于35kV及以下的电力电缆和变压器或其它电气产品的绝缘;绝缘皱纹纸是由电工绝缘纸经起皱加工而制成,沿其横向有皱纹,拉伸时被摆开,常用于油浸式变压器的绕包绝缘,如线圈出面、引线及静电屏蔽设备的绝缘包扎;高密度电缆纸,也是绝缘皱纹纸的一种,比一般的皱纹纸的电气强度要高100%~150%,机械强度高50%,电气强度高,耐油功用好,弹性好,便于拉伸,可替代漆布带用作引线以及导线衔接和曲折部位的绝缘。
2)电话纸:电话纸也是用硫酸盐纸浆制造,常用与电话电缆,它的机械强度较差,一般作为导线的匝绝缘、层绝缘或导体的掩盖绝缘。
3)电容器纸:电容器纸按运用要求分为A类和B类,A类电容器纸用于电子工业金属化纸介电电容器上。B类首要用作电力电容器的极间介质。电容器纸的特色是紧度大,厚度薄。一般电流互感器常选用电容器纸,变压器用得较少。
4)卷缠绝缘纸:卷缠绝缘纸用作上胶纸的底纸,上胶纸用来卷绕绝缘筒(管)和电容式套管,其特色是吸水高度高于电缆纸低于浸渍纸。上胶纸分为单面或双面涂胶(酚醛或环氧树脂),经低温固化而成,用上胶纸卷制纸筒或限制层限制品时再经加温加压时胶最终固化,卷筒一般用单面胶纸,限制胶纸板用双面胶纸。此外,还有菱格点胶纸(网格局点涂胶纸),用于油浸式箔绕线圈的层间绝缘,固化后即确保绝缘之间及绝缘与箔之间的粘合,增强了强度又有较好的透油性。
惯例的变压器绝缘纸中运用较多的是电缆纸、皱纹纸和菱格点胶纸,用在变压器中作为匝间绝缘、层间绝缘、引线绑扎等,一般,各类绝缘纸价格相差并不会太大,大约均在20元/kg左右。
电工薄膜和电工复合资料具有优秀的介电功用,都归于薄片绝缘资料。电工薄膜有聚酯薄膜和聚酰亚胺薄膜,在变压器中也可用作导线绝缘、层间绝缘等。电工复合资料是由薄膜的一面或双面粘合纤维资料而制成的复合制品,在变压器中可用作层间绝缘,特别是在干变的箔绕线圈中,低压线圈一般选用复合资料预浸树脂后作为层间绝缘。常用的复合资料有DMD、GHG等。
DMD全名为聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合资料,分为预浸树脂DMD和非预浸DMD,它是在一层聚酯薄膜(M)两边张贴聚酯纤维非织布(D)制成的三层柔软复合资料。DMD具有优异的电绝缘性、耐热性和机械强度以及优异的浸渍性。非预浸DMD可用作油浸式变压器的层间绝缘,预浸DMD可用作F级干式变压器的低压箔绕线圈层间绝缘。其详细功用目标如下表所示:
GHG全名为聚酰亚胺薄膜预浸H级树脂玻璃纤维柔软复合资料,它是在一层聚酰亚胺薄膜(H)两边张贴玻璃纤维布(G)制成的三层柔软复合资料。相较于DMD其具有较好的耐热性,可用于H级绝缘干式变压器的低压箔绕线圈层间绝缘。
NHN全名为聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合资料,是聚酰亚胺薄膜双面用H级粘合剂粘合聚芳酰胺纤维纸(Nomex)而成。NHN是现在最高级的薄层绝缘资料,具有优异的耐热性、较好的介电功用、较小的吸水性及优秀的防潮功用。它归于H级绝缘资料,可用于H级干式变压器的层间绝缘。其详细功用参数如下表所示:
绝缘纸板是用纯硫酸盐木浆抄纸制成,可用于饼式绕组的油隙垫块、油隙撑条、隔板、纸板筒、瓦楞纸、铁轭绝缘、夹件绝缘和端绝缘绕组压板等,其常用厚度为1.0mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、6mm,绝缘纸板按密度分为低密度纸板、中密度纸板和高密度纸板,低密度纸一般称为T3软纸板,密度在0.75g/cm3~0.9g/cm3之间,强度较低,常用于折弯件或经潮湿今后制造拉伸件,如成型角环、环状件和软纸筒等。低密度纸板吸油率高,成型性好,但力学功用较差;中密度板一般称为T1纸板,密度为0.95g/cm3~1.15g/cm3之间,用作撑条垫块等;高密度纸板一般称为T4硬纸板,密度为1.15g/cm3~1.3g/cm3,用作绝缘纸板筒、绝缘压板和端圈等。在高压线圈多层纸筒组成的油-板距离结构中,也可用瓦楞纸板替代纸板撑条构成油隙,这样能够在确保绝缘功用的根底上节约资料。
聚丙烯薄膜是由聚丙烯树脂(PP)挤出厚片,经定向拉伸而成,其特色是:1)密度小,可拉伸成0.06mm乃至更薄,其密度为0.89g/cm3~0.92g/cm3。2)具有较好的电气功用和化学安稳性,相对介电系数为2~2.2,击穿镇压大于150MV/m;3)具有很好的机械功用,其抗张强度大于100MPa;4)可在125℃长时间运用,归于E级绝缘;5)具有疏水性,防吸水的才干很强,可用于油浸式变压器的导线其它绝缘资料
变压器油、绝缘纸是油浸式变压器线圈的的首要绝缘资料,树脂、绝缘纸、复合资料是干式变压器线圈的首要绝缘资料,除了这些资料外,在变压器中还常用到以下一些绝缘资料:(层压木、层压板、绝缘漆、绝缘胶、棉布带、紧缩带、无纬带等
1)层压板:电工层限制品是由纸、布及木质单板作底材,浸(或涂)以不同的胶粘剂,经热压(或卷制)而制成的层状结构的绝缘资料。依据运用要求,层限制品可制成具有优秀电气、机械功用和耐热、耐油、耐霉、耐电弧及耐电晕等特性的制品。层限制品首要包含层压板、层压木、层压管、棒、电容套管芯和其它特种型材等。层限制品的功用取决于底材和胶粘剂的性质及其成型工艺。层压板依照原资料和粘合剂的不同,分为绝缘层压板(纸板,用于油变)、酚醛层压纸板(通称电木板,纸板浸渍酚醛树脂,用于油变)、酚醛层压布板(棉布浸以酚醛树脂,常用于油变)、环氧玻璃布板(玻璃纤维布以环氧树脂为粘合剂,可用于F级干变或油变)、改性二苯醚玻璃布板(玻璃纤维布以改性二苯醚树脂为粘合剂,可用于H级干变)、双马来酰亚胺玻璃布板(玻璃纤维布以双马来酰亚胺树脂为粘合剂,可用于H级干变)。层压板一般具有较好的机械强度和绝缘功用,在变压器中常用作铁心夹件绝缘、外部支承件等。
2)绝缘筒(管):变压器中的绝缘筒首要用于表里线圈间、线圈与铁心之间,用于线圈内衬骨架,导线直接绕制在绝缘筒上,一起,绝缘筒还可用于主绝缘,添加主绝缘油隙数量,增强绝缘。绝缘筒依据资料的不同,通产共分为酚醛纸筒(常用于油变)、环氧玻璃布筒(常用于油变或F级干变)、改性二苯醚玻璃布筒(常用于H级干变)、玻璃钢筒(常用于H级干变)、双马来酰亚胺玻璃布筒(常用于H级干变)等。
3)层压木:电工层压木选用优质的硬木,如白桦木、山毛榉等,经70℃~80℃两次蒸煮,去掉木材自身的木质酸和油脂后,切为1~3mm的单板,枯燥后再涂以树脂胶黏剂,经预固化处理后,经重复组坯叠装而成,具有杰出的绝缘强度和机械强度,在油变中可用作垫块、角环等的。
4)绑扎带:变压器用绑扎带有棉布带、紧缩带、网状半干无纬带、玻璃布带、聚酯带等,用于铁心、线圈的绑扎、收紧等。
在变压器中,还有结构资料和附件,结构资料首要起到变压器支承、磁路、电路加固、变压器绝缘液封装等功用,包含夹件、油箱、散热器、储油柜等,其首要资料为Q235钢材,关于油箱箱盖的出线套管方位常选用无磁钢以削减涡流,此外变压器器身内部有时也会在选用无磁钢或高商标钢材。
变压器附件首要其功用监测和维护功用,干变中包含温控器、风机、互感器等,油变中包含气体继电器、温控器、压力开释阀、分接开关等,部分附件需求是由客户提出。
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