摘要：干式变压器是依靠空气对流进行冷却的变压器，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器，一般用于局部照明、电子线路。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。
关键词：干式变压器；现状；发展趋势
中图分类号：TM4
1干式变压器特点及现状
1.1特点
干式变压器在运行中发生故障而引发火灾或有外来火源，也不会使火灾的灾情扩大。干式变压器绝缘介质为空气，不存在渗漏油问题，干式变压器运行维护简单，甚至可以免维修。
1.2现状
在一些发达国家，已明文规定户内安装的变压器不准采用油浸式变压器。在我国干式变压器产量占配电变压器的百分比也在逐年上升。特别是在一些特殊领域，如变频移相整流变压器、光伏发电用变压器等。按制造工艺可分为非包封空气绝缘干式变压器和树脂绝缘干式变压器。在全世界，两者是平行发展的。在我国，两者比例相差悬殊，据统计我国干式变压器的年需求量为20万台左右，非包封空气绝缘干式变压器占比4%。一是树脂浇注技术较早引入，且引入的厂家多；二是众多变压器厂家竞争，产品成本不断下降，加之绝缘耐热等级低，材料成本低；三是非包封空气绝缘干式变压器技术在我国引进的厂家不多，变压器整体技术水平没有相应提高。
2发展趋势
随着时代的进步，节能环保引起越来越高的重视。对于变压器制造行业，我国在2013年6月颁布了GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》。除了能效标准，在环境噪音等级，二氧化碳排放量等各项指标均给出了限定值。可见，安全、可靠、节能、环保、成本成为产品制造的五大要素。
油浸式变压器在安全、环保方面不具备条件。树脂绝缘干式变压器通过半个世纪的不懈努力，各项技术已经成熟，但有几个问题一直困扰着变压器制造企业，一是局部放电问题没有得到彻底解决；二是燃烧问题，事实表明目前市场上的大部分产品能燃烧，且燃烧时产生大量有毒气体和浓烟；三是环保问题，被环氧树脂包封的导体很难回收再利用。
鉴于此，有必要对非包封空气绝缘干式变压器进行更深入地分析。非包封空气绝缘干式变压器诞生于20世纪60年代，在国外生产此种变压器的厂家有加拿大西屋、通用电气等几十个厂家。在我国第一台产品为20世纪70年代末安装于北京地铁的SG型干式变压器。后期引入美国杜邦技术，生产了SG10系列浸渍式干式变压器，该产品采用Nomex纸作为导线绝缘，绝缘耐热等级为H级，敞开式通风冷却。当时的试验结果表明，该产品防潮，防盐雾性能良好，耐冷热冲击，无局部放电现象。如今，绝缘材料各项性能大大提高，产品的安全性和可靠性进一步提升，同时为变压器在更恶劣环境下运行提供了保证。
本文将从以下几个方面详细论述非包封空气绝缘干式变压器与树脂绝缘干式变压器的优势和劣势。
2.1散热与过载能力
2.1.1 散热能力
干式变压器的电磁载体，如铁心、绕组以及漏磁场所能交链的结构件等，均为发热体，其中铁心和绕组为主要的发热体。其产生的热量通过热传导、对流和辐射形式直接散于周围的冷却介质（空气）中去。
如图1所示，非包封空气绝缘干式变压器绕组可设置轴向和幅向散热气道，且绕组直接与空气接触，其产生的热量可迅速散发到空气中去。树脂绝缘干式变压器绕组被环氧树脂层所包封，只能设置轴向散热气道，且环氧树脂形成附加热阻，导致其散热能力下降。非包封空气绝缘干式变压器可直接探测绕组各点温度，控制热点温度。树脂绝缘干式变压器绕组被环氧树脂层所包封，绕组各点温度不便于直接探测，热点温度不易控制。
图 1
2.1.2 过载能力
通过散热能力分析，非包封空气绝缘干式变压器具有显著优势，良好的散热能力是高过载能力的一个必备条件。非包封空气绝缘干式变压器最高耐热等级为R级，树脂绝缘干式变压器最高耐热等级为H级。依据国家标准，同样制造H级干式变压器，非包封空气绝缘干式变压器约有20%的过载能力。目前，国家电网公司已发布了Q/GDW11190-2014《农网高过载能力配电变压器技术导则》，随着高过载能力配电变压器的逐步应用，非包封空气绝缘干式变压器在未来将具有更大的发展空间。
2.2干式变压器的过载能力
干式变压器的过载能力与环境温度、过载前负荷（初始负荷）、变压器的绝缘散热量和加热时间常数有关。
和变压器容量的选择计算可以减少一些轧钢的考虑，焊接等设备的冲击过载的可能性，充分利用干式变压器的过载能力强，降低变压器的容量；在一些地方，如不平衡负荷，夜间照明的主要住宅区、文化娱乐设施、空调和照明白天。商场内，可充分利用过载能力，降低变压器容量，主运行时间全部或短期过载。
可减少备用容量或台数：在某些场所，对变压器的备用系数要求较高，使得工程选配的变压器容量大、台数多。而利用干变的过载能力，在考虑其备用容量时可予以压缩；在确定备用台数时亦可减少。变压器处于过载运行时，一定要注意监测其运行温度：若温度上升达155℃（有报警发出）即应采取减载措施（减去某些次要负荷），以确保对主要负荷的安全供电。
2.3干式变压器低压出线方式
短接变压器的“输入”与“输出”接线端子用兆欧表测试其与地线的绝缘电阻。1000V兆欧表测量时，阻值大于2M欧姆。变压器输入、输出电源线截面配线应满足其电流值大小的要求；按照2-2.5A/min2电流密度配置为宜。输入、输出三相电源线应按变压器接线板母线颜色黄、绿、红分别接A相、B相、C相，零线应与变压器
压器中性零线相接，接地线、变压器外壳以及变压器中心点相连接.平常我们说的地线与零线都是从变压器中性点引出的。（如变压器有机箱应与箱体地线标志对应相连接）。检查输入输出线，确认正确无误。先空载通电，观察测试输入输出电压符合要求。同时观察机器内部是否有异响、打火、异味等非正常现象，若有异常，请立即断开输入电源。当空载测试完成且正常后，方可接入负载。
3结论
干式变压器有着节能降噪、大容量、便于维护等诸多优点，在各个领域有着广泛的发展前景。本文分析了干式变压器的现状，介绍了非包封空气绝缘干式变压器和树脂绝缘干式变压器的特点，多方面对比了两种绝缘系统干式变压器的优缺点，非包封空气绝缘干式变压器符合未来发展趋势。
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论文作者:肖阳华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
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