电力检修|SF6气体绝缘变压器在我国的应用前景探讨(1)

   更新日期:2017-03-29     来源:建材之家    作者:安防之家    浏览:28    评论:0    
核心提示:摘要:SF6气体变压器(GIT)的分类,将GIT与传统的油浸式变压器特性进行了比较,在论述了GIT优势的基础上,最后探讨了GIT在我国的应用前景。关键词:GIT;发展;优势;应用前景目前,变压器主要向两个方面发展:一是向特大型超高压方面发展,另一是向节能化、小型化、低噪声、高阻抗、防爆型发展。前者一般都用在大型电站或电力输送上,后者,主要以中小型产品为主。随着中国的城市化发展,大城市人口更加密集,

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安防之家讯:SF6气体变压器(GIT)的分类,将GIT与传统的油浸式变压器特性进行了比较,在论述了GIT优势的基础上,最后探讨了GIT在我国的应用前景。
关键词:GIT;发展;优势;应用前景

目前,变压器主要向两个方面发展:一是向特大型超高压方面发展,另一是向节能化、小型化、低噪声、高阻抗、防爆型发展。前者一般都用在大型电站或电力输送上,后者,主要以中小型产品为主。随着中国的城市化发展,大城市人口更加密集,高层建筑林立,用电量急剧增加,变压器数量也在不断增加,传统的大容量油浸式变压器油量大,一旦因故障着火,将对高层建筑和人们的生命财产安全构成严重的威胁。因此,人们对不燃变压器的研究和应用也日益重视。不燃变压器按其绝缘介质不同,可以分为硅变压器、环氧树脂浇注变压器、复敏绝缘液介质变压器和SF6气体绝缘变压器(gas—insulatedtransformer,GIT),其中GIT以其独有的优势受到了人们的关注,自20世纪60年代以来在日本、欧洲应用和开发较为广泛。

1 GIT分类

GIT根据其冷却介质不同,可以分为气体绝缘、气体冷却和气体绝缘、液体冷却两大类型。容量小于60MVA的GIT,其热损耗小,一般采用SF6气体循环冷却的散热方式,这种类型的GIT与传统的油浸式变压器在结构上有不少类似之处,在设计中可以借鉴。而容量大于60MVA的GIT,大多数采用液体(C8F16O或C8F18)冷却和SF6气体绝缘分离式结构,这类产品的结构和油浸式变压器有很大差异,通常为分层冷却、箔式绕组的GIT。

2 GIT与普通油浸式变压器比较

中大容量的变压器基本上为油浸式变压器。随着大城市用电负荷的增加和集中,变电站的数量不断增加,变压器的容量和数量也相应增加。在这一过程中,一些地区油浸式变压器逐渐被GIT所取代。GIT与传统油浸式变压器相比,根本区别在于GIT采用的是SF6气体进行绝缘和冷却,因而二者在结构特征既有相似之处,但也有所区别。

对于GIT来说,罐内压力越大,冷却特性和绝缘性能也越好。但是较高的压力同时对变压器器身的压力承受强度提出更高的要求,这样就会增加变压器的重量和对形状的要求。

在冷却系统方面,GIT与油浸式变压器主要不同之处在于冷却介质和冷却处理方面的差异。GIT采用SP6或C8F16O作为冷却介质,而油浸式变压器则采用变压器油作为冷却介质。三种冷却介质的物理特性中以C8F16O特性最好,它黏度小,比热大,且沸点接近变压器器身的运行温度,汽化热高,因而冷却效果也好。为了获得与油浸式变压器同样的冷却特性,GIT使用了空气压缩机,其循环率比强制式油冷型油浸式变压器的循环率大几十倍。在另一方面,一些小型的自动冷却式GIT也得到了广泛使用。而在中国,一种既可以采用无噪声的自然冷却法也可以获得强制式气冷类型的双模式的GIT也已经投入使用。

在绝缘结构方面,根据工作电压和容量不同,GIT选用各种饼式绕组和箔式绕组。高低压绕组间、绕组对地之间的主绝缘的绝缘强度主要决定于SF6气体的绝缘强度,而SF6对电场的均匀性依赖程度很高,因此在设计中要严格控制气体中的电场强度。而在绝缘材料方面,油浸式变压器采用的绝缘纸,GIT则采用具有很高机械强度和绝缘能力的高密闭性的塑料薄膜作为铜线的绝缘包布。

保护方面,GIT取消了气体继电器,装设了与气体继电器等效的突发压力继电器,该继电器测量气体压力的上升速度以确定内部故障的发生并给出一个跳闸信号。由于GIT的气体容量很大,除非故障能量非常大和故障时间特别长,内部故障造成的本体压力不会上升到危险状态,因此,GIT也不需要油浸式变压器安装有的压力释放设备。

油浸式变压器中有一个油枕,其作用是当变压器油的体积随着温度变化时进行储油和补油,从而保证油箱内充满油。GIT则不需要这么一个庞然大物SF6气体也会随着温度变化膨胀和收缩,但是这些体积的变化会直接转变为压力的变化,从而不需要一个附加的油枕,这样就降低了变压器高度和占地成本,而且杜绝了由于呼吸器硅胶受潮更换不及时可能引起变压器受潮的隐患,提高了安全性和可靠性。

GIT采用SF6气体绝缘的真空有载分接开关,它采用真空开关切断有载开关切换机构的电流,并采用滚柱式触头系统和无润滑轴承,以防止由于电弧引起的SF6分解气体对变压器本体的影响。油浸式变压器则在变压器油中切断电流,并采用滑动接触。

3GIT的优势

与普通油浸式变压器的相比,GIT有着以下优势:

3.1 绝缘性能和冷却效果好
SF6有着很好的电气特性,主要表现在其绝缘特性和电弧熄灭特性上。由于SF6的负电性(即吸附电子的能力),使其具有极好的介电绝缘性能。在均匀电场中,SF6绝缘强度约为空气的2.5倍;当气体压力为0.2MPa时,SF6气体的绝缘强度与绝缘油相当。同时SF6在熄灭电弧和瞬时放电的温度范围内(1500~5000K)有着优异的热交换特性。因此,GIT有着很好的绝缘性能和冷却效果。

3.2不易燃易爆

SF6气体属于惰性气体,五色、无味、无毒和不可燃,其分子结构非常稳定,室温条件下,它不会和与之接触的物质发生化学变化,从而大大简化了灭火设施的配置;当GIT与GIS(gasinsulatedswitchgear)相结合时,整个变电站处于气体绝缘的环境中,这样就增强了整个变电站的不易燃性。在防爆性方面,当变压器内部发生电弧现象时,内部升高的压力会被SF6气体体积的变化而抵消,因而GIT不需要附加压力释放设备。
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