摘要:在科技发展的今天,电力资源已经成为人类生产、生活必不可少的部分,所以电力企业能否安全、有效的保证供电正常,越来越受到人们的重视。在电力设备中,高电压大容量变压器是一类非常重要的设备,它能否正常运行直接关系到供电系统是否正常。对高电压大容量变压器的绝缘技术研究,在近几年,随着电力技术的发展,也越来越为研究人员所重视。一些高新绝缘技术的应用,不仅能够降低设备投资成本,同时大幅度提高电力企业效益,具有重要意义。
关键词:高电压;大容量;变压器;绝缘技术
我国经济取得了举世瞩目的成就,这不乏有粗放式发展的原因,从而造成了资源消耗和环境污染问题,现阶段,我国进入了经济结构调整和产业转型升级的变革时期。同时,随之而来的是人们对电力系统要求的提高,这对电力安全平稳运行和故障处理效率提出了新的挑战。所以,不论在发展理念上,还是绝缘技术的应用上都需要有所突破和创新,我们结合现阶段高电压大容量变压器绝缘技术的发展展开讨论。
一、概述
1.1变压器的工作原理和基本构成
1.1.1变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器,通常由铁芯或磁芯和线圈组成。线圈至少有两个绕组,部分特殊用途的变压器线圈绕组可能达到两个以上。接电源的绕组叫初级线圈,其他绕组叫次级线圈。在初级线圈一端加交流电后,铁心中的磁通变化,次级线圈一端流出经过变压处理的交流电,这就是变压器的基本原理。
1.1.2变压器的构成
变压器的主要工作内容是变换交流电压、电流和阻抗,以服务于不同需求的电力用户,最简单的变压器由一个软磁材料做成的铁心及两个线圈构成,线圈一般套在铁心上,从而利用铁心加强磁耦合。铁心由涂漆的硅钢片叠压而成,可以有效的减少铁内涡流和磁滞损耗,通常两个线圈之间是没有电的联系的,均由绝缘线绕成,材料一般是铜或者铁。连接交流电源的线圈被称为初级线圈,另一个线圈被称为次级线圈,通常用于连接用电器
1.2高电压绝缘技术的概念和研究范围
高电压绝缘技术,是指高电压下通过特殊材料或者技术手段使目标成为绝缘体的技术,通常应用于电工领域。他的研究内容很多,包括高电压与绝缘理论,绝缘结构、测试技术、防护技术、过电压和绝缘技术在电工领域和新兴科学技术领域中的应用等,该技术的发展是基于用电需求和科学技术的进步,目前来看,已经处于相对较成熟的层面,对电气工程等学科和相关技术的发展有一定的推动作用。
二、绝缘材料种类介绍
应用于变压器的绝缘材料品种较多,其中电工陶瓷作为最早的电工用绝缘材料,具有机械性能高的特点,为早期的研究人员所青睐。但是电工陶瓷又具有不抗冲击、拉伸性差且易碎的缺点,渐渐的被新型绝缘材料所取代。在国内,目前应用于高电压大容量变压器的绝缘材料多为复合材料,其中,主要有乙丙橡胶和硅橡胶,另外脂环族环氧树脂和聚四氟乙烯的应用也比较多,在国际上一些新型的材料也逐渐出现,并因为其各自的优良性能,逐渐被人们接受并应用,比如丁基橡胶、烯烃混合物和聚合物混凝土等。另外,具有高强抗氧化能力的硅胶,因为同时具有憎水性和迁移性,近些年来,也开始逐渐应用于高电压大容量变压器绝缘领域。除此之外,一些气体绝缘材料、电工塑料、电工绝缘胶和绝缘漆管等,也开始被人们广泛应用到绝缘领域。
三、高电压大容量变压器绝缘技术的应用
3.1少胶粉云母环氧VPI技术
在高电压大容量变压器绝缘技术中,少胶粉云母环氧VPI技术比较复杂,需要考虑材料的结构特点和性能,并根据实际需要来按照比例稀释,从而达到绝缘效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下,此项技术以VB2645树脂结构为基础,对其进行技术改造,可将树脂结构的性能充分的发挥出来。同时,需要利用VPI技术进行稀释,使其与实际需要相符合,当稀释完毕后要进行合成工作,通过添加固化剂等物质来使其成型,可有效起到保护作用。但需要注意的是,其稀释参数十分重要,参数的变化会改变其绝缘系数,对绝缘效果会产生严重的影响,甚至会对变压器造成损坏,加大电力企业的损失程度。
3.2多胶模压技术
多胶模压技术原理与少胶粉云母环氧VPI技术有很多的相似之处,需要使用多胶粉云母来进行烧包、模压成型,可有效保障成型质量,实现其绝缘效果。现阶段,多胶模压技术已渐趋成熟,可广泛应用于各个电力系统之中,能对设备起到良好的保护作用。其中,将其应用在高电压大容量变压器绝缘保护中,可使用环氧多胶粉云母带技术,保证其安全、稳定的运行。在世界经济一体化的趋势下,使各国之间的贸易往来日益密切,我国与很多国家都开展了战略合作计划,以高电压大容量变压器绝缘技术为基础展开了研究,现已取得了显著的成就,不断对多胶模压技术进行改进和完善,并逐渐将树脂材料加入进来,可有效提高其绝缘性能,有利于保障变压器设备的质量,实现其经济效益和社会效益。
3.3LD.F绝缘技术的应用
LD.F绝缘技术发展经历了较长一段时间,实现的绝缘体系相对完善,其类型繁多。通常有低压机电绝缘技术,使用频率最高的是低压机电绝缘代表包括变频电机、同步电动机。在高电压大容量变压器绝缘应用中,LD.F绝缘体系的优势是比较明显的,其优势不仅具备较好的电器性能,而且稳定性较好,耐热性能较好,并且绝缘厚度比较薄。在实践应用中,可发现,LD.F绝缘技术优点很多,比如工艺比较简单,可靠性强,节能减排等等。当前,在我国大力倡导节能减排、绿色环保战略的今天,LD.F绝缘技术的应用不仅很广泛,而且具备很大的优势。该技术在实践应用中得到了革新和改进,未来的发展方向是6kV、10kV的高电压且绝缘厚度越来越薄的方向发展。LD.F绝缘体系对于高电压大容量变压器的绝缘需求能够充分满足,其体系得到了持续改善,在绝缘领域的发展与应用前景是非常广阔的。
四、高电压大容量变压器绝缘技术的未来发展
4.1材料的更新换代
正如电工陶瓷被种种复合材料代替,可以预见的是,在未来的绝缘技术中,很可能还会出现更好的材料。目前来看,对材料的基本要求是不变的,在绝缘的前提下,稳定性高、耐热、抗击穿强度高的新材料很可能在未来被应用于高电压大容量变压器的绝缘技术中。
4.2技术的进步
技术的进步是时代发展的要求,同样,持续进步的技术又推动了时代的发展,在未来的绝缘技术中,很可能利用到包括信息化技术在内的高端技术,智能化的进行管理和工作,对问题的反应和处理能力也势必大大加快。
4.3加强质量监控
我国在绝缘体质量检测方面还存在明显的不足,不能及时发现存在的问题,加大了安全隐患。对此,应加大信息技术的利用率,对绝缘体的质量进行实时监控,有利于及时处理问题,从而提高电力系统的管理水平。
结语
总之,经济的快速发展要求机电行业适时的转变发展模式,摒弃不合时宜的高能源生产模式以顺应时代发展的要求。在此背景下,绝缘技术从理论到具体的机电绝缘结构均得到了较大的发展与进步。绝缘技术的改进降低了火电投资比例,有助于低投入高效益的生产,进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献:
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[3]高峰.探析高电压大容量变压器绝缘技术的应用[J/OL].科技展望,2015.
论文作者:马乐
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
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