SG系列三相干式(隔离)变压器对比
变压器作为电力系统重的重要电气设备之一,变压器在电能的传输,分配以及转换中担负着核心任务.因变压器故障造成的非计划停电可能导致能量传输的中断,从而影响整个系统的运行稳定性,并带来较大经济损失,其绝缘结构设计是变压器结构设计中一项重要而复杂的工程,我司现在生产的光伏/储能专用三相干式(隔离)变压器与之前生产的以及我司见到的其他厂的产品做个对比分析,变压器均为800V变400V额定电压Dyn11接法,从以下几点分析和说明我司现在生产的SG系列三相干式(隔离)变压器在光伏/风电/储能等领域表现出更优越的性能,更能适应各种高海拔环境和使用场景:
1、接线端安全耐压和爬电距离对比
2、绕组绝缘处理和风道作为空气绝缘隔离与散热工艺对比
3、真空浸漆工艺的区别
4、绝缘材料对比
5、引出线绝缘套管对比
注:下图左侧变压器图为我厂生产的光伏/风电/储能专用变压器,下图右侧为之前产品做分析对比。
1、接线端安全耐压和爬电距离对比
1.1、①号标注点 左一图变压器使用H级绝缘水绿色阻燃电工板+铜螺丝接线,我司在测试时初级-次级-接地均为3500V以上。
1.2、②号标注点 左一图变压器800V接线端距离两侧接线端和顶部支架与铁芯距离大于40mm,
右一图变压器800V端子安全距离较小,储能/光伏产品多用于海拔较高地方,增大爬电距离,绝缘性会加强。
注1: 绝缘等级是指变压器中使用的绝缘材料的耐热等级,A级绝缘的耐温为105℃,E级绝缘的耐温为120℃,B级绝缘的耐温为130℃,F级绝缘的耐温为155℃,H级绝缘的耐温为180℃,C级绝缘的耐温超过180℃,这些等级反映了绝缘材料能承受的最高温度限制,超过这个温度,绝缘材料会加速老化,降低其绝缘性能,甚至可能引起设备损坏和安全事故。因此,在选择变压器的绝缘材料时,需要根据其具体工作条件和要求来确定合适的绝缘等级。
注2:储能/光伏变压器多用于海拔较高地方,绝缘性需加强以克服空气稀薄、气压低对变压器绝缘稳定性带来的影响,干式变压器1000米以上,每高500米为一级,需要加大工频耐压6.25%,干式自冷温升2.5%,干式风冷降低5%,我厂对储能/光伏专用变压器出厂耐压为3500V一分钟。
2、绕组绝缘处理和风道作为空气绝缘隔离与散热工艺对比
2.1、①号标注点,上图为我厂变压器800V初级,下图①号点为浙江某厂800V初级(初级在内层还是外层只是设计不同,无特殊区别),上图变压器800V初级每层绕线都是用了H级绝缘纸NMN(杜邦Nomex)材料覆盖,且使用了上下端圈工艺,电磁线在里面离上下顶部有一段绝缘距离;
下图①号800V初级绕线并没有加强绝缘,仅依靠漆包线自身的绝缘耐压,这也是很多客户在使用一段时间后800V高压线圈烧毁的主要原因,绝缘耐压会随时间老化,也会根据海拔高度、现场潮湿环境降低。
②号标注点,上图我司使用了绝缘撑条来做风道,用风道做绝缘把高低压测线圈隔开,二是以空气流通能降低线圈内部温度,否则线圈内部比外部温度高很多,会加快绝缘老化,但加了风道会使外层线圈的半径增大,绕线长度增加,成本增加;
2.2、③号标注点为外层线圈绝缘,上图使用了5层H级NMN绝缘材料,下图为1层F级DMD包裹2层更便宜的B级青稞纸,后面有拆开绝缘层对比。
3、真空浸漆工艺的区别
4.1 上面1、2两图为我厂真空浸漆过后的变压器,真空浸漆后155℃烘干240分钟会在平面堆积较厚,固化后能明显看到淡黄色透明类似玻璃层,使用的是H级绝缘环保漆,浸漆环境气味小无特殊刺激性,烘干固化出厂后用户使用无刺激性气味,下面3、4图为其他厂没有真空浸漆工艺,铁芯刷铁本漆防锈处理,仅能遮掩表面锈迹,而真空浸漆有如下优点:
①:提高机械强度
变压器是由各种配件组成的一个松散体,如脚架、线圈、各种垫条垫纸、端部垫块,以及线圈本身各线匝等都是松散的,如果不经浸渍处理,变压器运行时在电磁应力和电磁振动以及热胀冷缩产生的机械应力作用下,很容易使各线匝磨损和松散,各部绝缘遭到损伤,尤其电流大、损坏更快,因而造成短路现象。但用绝缘漆浸渍处理后,将变压器所有材料粘结成一个整体,使绕组机械强度提高,可增加绕组耐各种应力的作用,从而提高变压器的使用寿命。
②:提高绝缘强度
变压器通常是处于有潮湿、碱、盐以及其他有害气体环境中运行,导致绝缘性能加速劣化,甚至发生绝缘击穿现象。
变压器绕组经浸渍处理后就能够减缓外界环境的侵蚀速度的程度,保证了变压器整体结构的稳定性,使得变压器在不同环境下
长久可靠运行。
4、绝缘材料对比
4.1、①号标注点,左图为我厂生产使用的H级NMN绝缘材料最外层有五层,高压线圈层数由线圈层数而定,右图为其他厂生产使用外面一层为F级DMD绝缘材料+2层B级绝缘的青稞纸,中间为数层青稞纸作绝缘,高压层无额外绝缘纸提供绝缘。
4.2、②号标注点,左图为我厂生产使用的H级尼龙骨架,右图为其他厂使用的B级绝缘黄色电工板骨架。
5、引出线绝缘套管对比
①号标注上图变压器使用的是H级绝缘阻燃自熄管 耐压2500V,参照JB/T 7093-2015标准
下图变压器使用的是黄腊管,参照JB/T 8151.2-1999标准;2715-Ⅲ A级绝缘耐温105℃,耐压2000V。