高電壓大容量變壓器絕緣技術的應用

黃海斌 胡吉念 王銳 梁韓碩

摘要：高電壓線路大容量配電變壓器線路是我國配電信號網(wǎng)絡的重要結構組成部分，其實際應用技術的質量會直接程度影響整個輸電信號線路的穩(wěn)定性和運行安全狀態(tài)，因此本文主要針對該不同類型配電變壓器的各種絕緣材料技術應用展開專題分析，分別詳細介紹各類型的絕緣材料及實際技術應用進展情況，希望對廣大相關技術人員就業(yè)提供一些參考與經(jīng)驗借鑒。

關鍵詞：高交流電壓;電源大容量;靜電變壓器;靜電絕緣保護技術

一、引言

在信息技術不斷快速發(fā)展的今天，機電設備行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展非常迅速，需要在電力變壓器機電絕緣結構技術上不斷創(chuàng)新，同時進行技術創(chuàng)新，需要認真研究做好機電設備絕緣整體結構的技術研究。通過對這些高壓電力設備采用機電絕緣結構技術，可以提升火電生產(chǎn)的社會經(jīng)濟效益，真正做到低成本投入高環(huán)保效益，提升高壓電力設備生產(chǎn)的環(huán)保利用程度。在充分應用機電絕緣結構技術之后，能夠有效降低火電設備投資的能耗比例。

二、高交流電壓和大容量電力變壓器和熱絕緣材料的實際應用發(fā)展情況

在當前的高功率電壓型和大容量類型變壓器中，陶瓷金屬絕緣材料被廣泛應用到各類型變壓器中。然而，該類陶瓷絕緣材料的橫向拉伸絕緣強度相對較低，而且由于陶瓷絕緣材質的金屬絕緣層在設備中的抗沖擊適應能力較弱，這在很大程度上會直接影響陶瓷絕緣材料的實際使用壽命。此外，由于該類型的應用絕緣材料中所應用于塑性合成膠的塑性工程樹脂的主要含量成分較高，因此我們可以根據(jù)塑性合成樹脂的主要含量成分占比及其變化實際情況對應用絕緣材料當中膠的應用類型及時進行相關綜合統(tǒng)計評定，以此結合應用原理來有效地保證該類材料的最佳應用絕緣穩(wěn)定度和性能;對于應用絕緣材料中的膠，該兩種類型的應用絕緣材料中的膠需要與該類型變壓器及其它相關配套機械設備相應用緊密結合，進行相關綜合統(tǒng)計分析，保證該類型的絕緣材料中的膠與該類型的變壓器及其相關機械設備的應用高度緊密度和契合度。

三、高直流電壓下和大容量直流變壓器的電絕緣保護技術的穩(wěn)步發(fā)展

隨著經(jīng)濟社會的高速進步發(fā)展，絕緣材料技術當前已經(jīng)發(fā)展非常迅速，交流高壓電機設備小型化的發(fā)展趨勢越來越明顯，重量也越來越輕，對機電絕緣材料技術的廣泛應用已經(jīng)提出了更高的技術要求，要求各種機電設備必須能夠在更加惡劣的機電環(huán)境中運行，能夠真正經(jīng)受住機電環(huán)境的嚴峻考驗。隨著機電絕緣材料技術的不斷進步發(fā)展，對各種新型大容量交流變壓器的廣泛應用越來越多。為了真正實現(xiàn)機電環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展，各種低能耗絕緣技術逐漸開始得到廣泛應用，對交流電機應用提出了高強度導電、高導磁率的技術要求，這樣我們才能有效保證交流電機的額定空載率，這對交流變壓器各種絕緣材料技術的廣泛應用，提出了更高的技術要求。在一些相關技術研究中我們發(fā)現(xiàn)，雖然交流電動機普遍采用了不同的各種絕緣材料，但各種絕緣材料結構基本上都是一樣的，根據(jù)不同制造商的工藝不同可以大致分為少量膠模成型絕緣和少量含膠模的浸漬膠模絕緣兩種體系。

四、絕緣技術研究存在的問題

（一）目前我國的大型變壓器通用絕緣技術設計一直發(fā)展局限于中小型通用變壓器，缺乏大型通用變壓器的技術研究，導致大型通用變壓器中的絕緣設計技術一直未能完全形成整套體系，不能完全滿足我國社會經(jīng)濟用電總量需求不斷擴大提升的市場要求。

（二）目前存在我國大型鐵芯變壓器實際通用中的鐵芯磁通流體耗損損失功率計算的主要分析方法一般采用斯坦梅茲公式和大型高壓通用鐵芯磁通流體損耗功率計算結果分離法，通過一系列分析方法計算大型高壓通用鐵芯正常工作運行時的磁通流體振動率的頻率、密度和鐵芯鉆孔孔的體積密度即可直接得出高壓鐵芯磁通耗損功率計算主要結果。但是在大型高壓通用鐵芯變壓器中，鐵芯各磁通振動密度部位的磁通流體振動率和密度頻率都會存在較大量的差異，如果仍不能繼續(xù)同時采用磁通流體振動密度頻率和鐵芯鉆孔體積密度兩種方法同時進行耗損功率計算，那么采用估計方法得出的鐵芯耗損計算結果與實際機器使用中的情況將可能會有較大量的計算誤差。

（三）目前，我國一般普遍采用一維dowell或二維有限元法方式來精確計算壓力變壓器泵在繞組中的損耗，但這兩種計算方法都認為是比較簡化了的計算，導致實際計算出的結果難以完全反映真實的繞組耗損統(tǒng)計情況。

（四）雖然目前我國已經(jīng)基本開始大規(guī)模范圍推廣使用高壓輸電壓電和大容量交流變壓器，但對于相關高壓絕緣體的設計卻還仍然處于初步探索研究階段。

五、高直流電壓下和大容量直流變壓器的電絕緣保護技術的實際性和應用

（一）環(huán)氧 VPI 技術

環(huán)氧vpi技術是變壓器絕緣技術中相對復雜的一種，應用中要兼顧變壓器的特點，同時還需要通過應用環(huán)氧vpi絕緣技術對應用樹脂材料進行絕緣稀釋固化處理，根據(jù)樹脂稀釋處理目標值來選擇樹脂固化劑的實際添加使用量。而在應用此類絕緣技術時，要注意嚴格控制應用樹脂主體材料的絕緣稀釋處理比例，如果樹脂實際稀釋數(shù)值不完全符合實際作業(yè)工藝標準，將來就會直接影響應用到樹脂材料的系統(tǒng)絕緣稀釋系數(shù)，從而也就無法有效保證應用變壓器的系統(tǒng)絕緣技術效果，對影響配電企業(yè)網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和運行性能構成很大影響。

（二） LD.F 技術

LD.f技術也是當前變壓器絕緣技術中重要組成部分，由于該絕緣技術本身不會與其他化學物質直接產(chǎn)生化學反應，同時可以具備良好的耐熱腐蝕性能，在各類新型變壓器供電設備應用中都已經(jīng)得到廣泛應用，在使用上不僅可以有效避免當前傳統(tǒng)新型絕緣材料體系系統(tǒng)能源使用損耗大的根本缺點，而且符合國家綠色環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展理念與綠色可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟原則。

（三）多膠模壓應用絕緣技術

多膠模壓應用絕緣材料技術可以有效降低應用絕緣材料技術的實際應用絕緣損耗。此外，該絕緣技術在實際研發(fā)應用過程中，對一套高壓交流機電機的絕緣材料技術認證體系可以進行升級改造，由于具有應用廣和成本低的優(yōu)勢，在高功率電壓下和大容量交流變壓器中可以得到廣泛應用。該絕緣技術中的ssf6氣體復合絕緣材料的理化絕緣性能良好，在大功率范圍不同溫度下都應用可以有效保證整個變壓器的正常運行性和穩(wěn)定性，而且不會與其他化學物質接觸產(chǎn)生任何融合化學反應。

六、建議

改進復合絕緣體材料厚度，以利于改善電力變壓器大、重、效率低的基本缺點。因為采用這種復合絕緣材料可以取代目前傳統(tǒng)水力電工中的陶瓷材料，以利于提高電力變壓器的運行穩(wěn)定性和具備抗擊和貫穿性的能力。加強變電絕緣體生產(chǎn)質量情況監(jiān)測。廣泛應用于加強電力信息電子技術的綜合利用，通過各種智能檢測設備對電力絕緣體生產(chǎn)質量情況進行實時檢測監(jiān)控，這樣就可以能及時準確檢測和找到電力變壓器日常運行管理過程中可能存在的安全問題，并發(fā)現(xiàn)問題及時通過反饋上報給電力相關技術人員，以利于加快變電搶修工作速度，提升我國電力系統(tǒng)安全管理水平。

七、結語

只有不斷加強高電壓型和大容量電力變壓器的電絕緣保護技術的應用研究，才能持續(xù)不斷的提升電力變壓器的運行穩(wěn)定性、耐熱性和對電抗擊的貫穿性，保障我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定以及正常運行。

參考文獻

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作者簡介：姓名：黃海斌，性別：男 ，籍貫：廣西玉林市，民族：漢，出生年月：1998年7月30號，學歷：本科