目前市場上的干式變壓器有兩種：既環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器(SCB10系列)和H級(jí)絕緣非包封干浸漆型式變壓器(SGB10系列)當(dāng)前世界的干式變壓器市場中，前者以歐洲為代表(CRDT),后者以美國為代表(OVDT)這樣二大類型[1]。

與歐洲相似，我國及一些新興工業(yè)國家(如日、韓等)，由早期采用浸漆型干式變壓器發(fā)展到采用真空樹脂澆注干式變壓器,到近幾年以江蘇中電為代表的SGB10系列;而以美國為代表的北美市場，在引進(jìn)樹脂澆注干式變壓器技術(shù)的同時(shí)，其浸漆型干式變壓器也獲得了發(fā)展。

有關(guān)樹脂澆注干式變壓器和浸漆型干式變壓器這二類干式變壓器的比較，近年來有數(shù)篇文章發(fā)表[1][2][3]，市場上也希望更加深入了解這方面的情況。

我廠是國內(nèi)最早引進(jìn)歐洲先進(jìn)環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器技術(shù)的廠家之一。

根據(jù)參加2002年德國漢諾威電工博覽會(huì)的資料、2002年美國亞特蘭大IEEE輸變電設(shè)備展的內(nèi)容，以及自己的制造經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品運(yùn)行實(shí)踐，來談?wù)剬?duì)這二類干式變壓器性能比較的一些看法。

1、環(huán)氧澆注干式變壓器的優(yōu)點(diǎn)

環(huán)氧澆注干式變壓器有著下列一些主要優(yōu)點(diǎn)。

1.1　澆注線圈的整體機(jī)械強(qiáng)度好，耐受短路的能力強(qiáng)

由于環(huán)氧樹脂在一定溫度下的流動(dòng)性能很好，采用先進(jìn)的澆注工藝，在模具內(nèi)澆注并經(jīng)固化成形的線圈將形成一個(gè)完整的剛體。無論對(duì)突發(fā)短路時(shí)的軸向電動(dòng)力或幅向電動(dòng)力均有很強(qiáng)的耐受能力，由于沒有墊塊這類支撐點(diǎn)，所以導(dǎo)線不會(huì)承受彎曲應(yīng)力。因而機(jī)械強(qiáng)度高可以認(rèn)為是環(huán)氧澆注干式變壓器的最大優(yōu)點(diǎn)。

我廠10多年所生產(chǎn)的數(shù)萬臺(tái)產(chǎn)品中還從未發(fā)生過任何這方面的事故，另據(jù)國家變壓器檢測中心的介紹，環(huán)氧澆注式干式變壓器因不能耐受突發(fā)短路試驗(yàn)而損壞的例子也是極少的[4]。

相對(duì)來說，OVDT類干式變壓器采用與油變結(jié)構(gòu)基本相同的餅式線圈，餅間靠墊塊支撐，低壓導(dǎo)線與鐵心之間靠撐條支撐，其機(jī)械強(qiáng)度與耐受短路電動(dòng)力的能力就大大不如環(huán)氧澆注干式變壓器。

由于干式變壓器主要用于10～35kV的配電網(wǎng)中，而這種電網(wǎng)發(fā)生短路事故的機(jī)率較110kV以上電網(wǎng)要高得多，因而從運(yùn)行的角度來看，耐受短路能力強(qiáng)這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就十分突出了。

1.2　耐受沖擊過電壓的性能好，基準(zhǔn)沖擊水平(BIL)值高

當(dāng)同樣采用餅式線圈時(shí)，由于環(huán)氧樹脂的耐壓強(qiáng)度較之空氣要高出許多(約3.5～4倍〕，所以環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的餅間距離較之餅間絕緣采用空氣絕緣的OVDT干式變壓器要小;再加以介電常數(shù)值也是環(huán)氧樹脂高于空氣;因而環(huán)氧澆注干式變壓器的餅間等值電容較之OVDT類干式變壓器要高得多;它的等值縱向電容較大。

這樣在雷電沖擊(或操作沖擊)波作用下，其首端的電位梯度較小，從而對(duì)改善首端以及末端的電位梯度都十分有利。

對(duì)于采用層式線圈的環(huán)氧澆注干式變壓器，同樣是層間電容(縱向電容)較大，可以得出與上面相同的結(jié)論。

基于上述原因，目前國際上公認(rèn)的環(huán)氧澆注干式變壓器的BIL值為250kV，即最高可以制作66kV級(jí)的變壓器。

而OVDT類干式變壓器的BIL值最高僅為150kV，即使制作35kV級(jí)的干式變壓器也十分勉強(qiáng)[6]。

1.3　防潮及耐腐蝕性能特別好，尤其適合極端惡劣的環(huán)境條件下工作

對(duì)環(huán)氧澆注干式變壓器而言，由于整個(gè)線圈導(dǎo)體都被環(huán)氧樹脂的固體絕緣層所包封，因而不僅潮氣難于浸入，而且也完全阻斷了導(dǎo)體被各種有害氣體和腐蝕性化學(xué)成份侵害的可能，因而其防潮與防污的性能特別好，并可工作于極端惡劣的環(huán)境條件下。幾十年來國內(nèi)外的運(yùn)行實(shí)踐都證實(shí)了這點(diǎn)。

另外，從干式變壓器的發(fā)展歷史同樣可以證明這一點(diǎn)。20世紀(jì)60年代環(huán)氧澆注干式變壓器在歐洲的出現(xiàn)并迅速在全世界得以推廣，正是由于早年的開敞式浸漆型干式變壓器防潮性能差而不能保證運(yùn)行可靠性的緣故。

盡管目前的開敞式OVDT類干式變壓器采用了真空壓力浸漆(VPI)工藝，有的匝絕緣還采用性能優(yōu)良的NOMEX紙，但是其防潮性能也不如環(huán)氧澆注式。例如，在一些美國廠家的樣本中就公開標(biāo)明這種干式變壓器最高只能工作在90%的濕度的條件中，而不能在100%濕度的環(huán)境下使用。

此外，由于OVDT類干式變壓器一般都采用餅式線圈，并且大多數(shù)為非包封式，而餅式線圈積塵后較難清理，所以較之環(huán)氧澆注干式變壓器而言，其日常維護(hù)工作量較大，即使采用包封式的結(jié)構(gòu)(又稱VPE或VDT)[3]，其根本性的缺點(diǎn)仍難于克服。

1.4　可制造大容量的干式變壓器

由于OVDT類干式變壓器的抗短路能力較差以及一些結(jié)構(gòu)方面的原因，據(jù)美國的經(jīng)驗(yàn)，最大僅個(gè)別能制造到容量為8～10MVA，其最高電壓為33kV。絕大多數(shù)產(chǎn)品均為6～10kV，容量一般為2500kVA及以下，個(gè)別的可制造到4000kVA。而對(duì)VPE即包封式干式變壓器(又稱VDT)，由于散熱較OVDT要差，有的最大容量還僅能生產(chǎn)到1600kVA。

但是，對(duì)于環(huán)氧澆注干式變壓器而言，國際上公認(rèn)其最大容量可達(dá)20MVA，且國內(nèi)外均已有這樣的產(chǎn)品在安全可靠地運(yùn)行中。我廠在1996年成功制造了我國首臺(tái)16MVA/35kV的環(huán)氧澆注干式變壓器，后來又陸續(xù)生產(chǎn)了多臺(tái)這種容量的產(chǎn)品，目前均安全可靠地運(yùn)行著。

1.5　局放小，運(yùn)行壽命長

由于線圈經(jīng)過真空處理和澆注成型，匝間和層間無氣泡，在同類產(chǎn)品中，其局部放電最低;此外環(huán)氧澆注式干式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度高，在短路電動(dòng)力的作用下不會(huì)變形，且防塵、防污性能好。

根據(jù)國外的報(bào)導(dǎo)，其運(yùn)行壽命較之OVDT類干式變壓器要長。

以往影響環(huán)氧澆注變壓器運(yùn)行可靠性與壽命的主要問題，是澆注線圈的開裂。但是隨著薄絕緣玻璃纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的采用以及原材料的進(jìn)步和澆注工藝的改進(jìn)，目前這一問題已得到很好的解決，從我廠產(chǎn)品通過KEMA氣候試驗(yàn)-25℃熱沖擊驗(yàn)證及多年來的運(yùn)行實(shí)踐就充分證實(shí)了這點(diǎn)。

1.6　可以立即從備用狀態(tài)下投入運(yùn)行而無需預(yù)熱去潮
如前所述，由于OVDT類干式變壓器的線圈表面是靠真空壓力浸漆(VPI)后薄的覆蓋絕緣層來絕緣的，所以這種變壓器在停運(yùn)狀態(tài)下，就容易因吸潮而降低其絕緣水平，在投入運(yùn)后可能引起局放增大甚至發(fā)生絕緣擊穿等嚴(yán)重事故。

因此，為可靠起見，當(dāng)停運(yùn)一段時(shí)間后再重新投運(yùn)時(shí)必須先行預(yù)熱去潮后，才能投運(yùn)帶負(fù)荷，這樣勢必造成停電后投運(yùn)時(shí)間的延長，對(duì)可靠性造成一定影響。

但是，對(duì)環(huán)氧澆注式干式變壓器而言，由于它的防潮、防塵性能好，因而完全沒有這種預(yù)熱的必要，對(duì)停運(yùn)中的干式變壓器可以根據(jù)電網(wǎng)的需要，立即投運(yùn)并帶負(fù)荷運(yùn)行。

1.7　損耗低，過負(fù)荷能力強(qiáng)

對(duì)環(huán)氧澆注式干式變壓器而言，環(huán)氧樹脂的耐電壓強(qiáng)度較之空氣要高出許多(約3.5～4倍)，其線圈包封為2mm樹脂層，在同等絕緣水平條件下，OVDT干式變壓器線圈的段絕緣距離、主風(fēng)道距離和餅間絕緣距離較環(huán)氧澆注式干式變壓器大15%。

因而在同等耐電壓絕緣水平和尺寸條件下，根據(jù)我廠SC9、SC10二個(gè)系列與OVDT干式變壓器系列對(duì)比計(jì)算分析和制造試驗(yàn)驗(yàn)證，OVDT系列干式變壓器的損耗較環(huán)氧澆注式干式變壓器大15%～20%?！×硪环矫?，在同等絕緣水平和尺寸條件下，相同的絕緣等級(jí)(H級(jí))，由于環(huán)氧澆注干式變壓器的額定損耗和額定溫升低，具有節(jié)約能源、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于額定溫升低，其過負(fù)荷能力強(qiáng)。

1.8　在我國，環(huán)氧澆注干式變壓器的制造經(jīng)驗(yàn)最豐富，運(yùn)行業(yè)績最好

由于我國從上世紀(jì)80年代末期起，陸續(xù)從歐洲(主要是德國)引進(jìn)了先進(jìn)的薄絕緣環(huán)氧澆注干式變壓器技術(shù)，我廠并對(duì)這些引進(jìn)技術(shù)作了很多改進(jìn)與發(fā)展，迄今已積累了豐富的制造經(jīng)驗(yàn)。目前，各式各樣的環(huán)氧澆注式干式變壓器遍布全國各地，尤其是一些重點(diǎn)工程與重要部門的應(yīng)用很多。

因而環(huán)氧澆注式干式變壓器早已為廣大用戶所接受，并取得了很好的運(yùn)行業(yè)績。迄今，在一些重大工程(如三峽工程，京、滬、穗的地鐵等)項(xiàng)目中，

都是采用我廠或國內(nèi)外著名廠家(如德國西門子等)的環(huán)氧澆注式干式變壓器。另外，從運(yùn)行部門來說，他們對(duì)環(huán)氧澆注式干式變壓器也已確立了一整套的運(yùn)行管理體制。

2、二種類型干式變壓器的熱點(diǎn)問題

2.1　關(guān)于“過載能力”

在許多有關(guān)OVDT類干式變壓器的宣傳中均提到了“過載能力”是這類變壓器的突出優(yōu)點(diǎn)。在有的廠家的產(chǎn)品樣本中更具體到了“可以長期過負(fù)荷20%連續(xù)運(yùn)行”。我們知道過載能力與損耗、額定溫升、額定工作點(diǎn)、容量裕度、散熱面積、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、絕緣等級(jí)等因素相關(guān)。

如前所述，OVDT這類變壓器在相同尺寸和絕緣耐壓條件下，比真空樹脂澆注干式變壓器損耗大15%～20%,且額定溫升高，而額定溫升高也將降低過載能力;因此我們認(rèn)為，損耗低、額定溫升低，采用高耐熱絕緣材料(NOMEX)導(dǎo)線的樹脂澆注干式變壓器具有過載能力強(qiáng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。

此外過載能力強(qiáng)的前提是線圈的匝絕緣以及墊塊、撐條等部件都必須采用屬于C級(jí)絕緣的NOMEX紙制品。這種情況下，它之所以“過載能力強(qiáng)”究其原因，正如文獻(xiàn)[3]中所說“是由于它利用了從C級(jí)絕緣材料(220 ℃)到H級(jí)(180℃)產(chǎn)品之間的熱裕度”。

但據(jù)我們所知，目前的OVDT類H級(jí)干式變壓器，廠家為了減少NOMEX紙用量以降低成本，除導(dǎo)線匝絕緣采用NOMEX紙之外，線圈的其他絕緣件都是采用了其他種類的H級(jí)絕緣材料。因此，這種產(chǎn)品如要特別強(qiáng)調(diào)“過載能力強(qiáng)”，就極其勉強(qiáng)了。

其次，在認(rèn)為這類產(chǎn)品“過載能力強(qiáng)”的文章中，另一個(gè)理由是“它的絕緣層較薄，在采用餅式線圈時(shí)，可以直接朝外散熱，因而其最高溫升與平均溫升的差值較小”。根據(jù)我們參加國標(biāo)GB/T 17211—1998《干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)制定過程的體會(huì)，干式變壓器的熱點(diǎn)溫升與平均溫升的比值Z的確定對(duì)其過載能力有較大的影響[7]。

由于上述國標(biāo)是等效采用IEC-726標(biāo)準(zhǔn)，Z的取值按IEC規(guī)定取為1.25。為了驗(yàn)證該值是否與我廠的產(chǎn)品一致，我們?cè)谠搰鴺?biāo)制定的過程中曾進(jìn)行過大量試驗(yàn)研究，結(jié)論是我廠的環(huán)氧澆注干式變壓器的Z值一般在1.2上下，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Z=1.25而言，還是有裕度的。

由于IEC-726標(biāo)準(zhǔn)是1987年發(fā)布的，它更多地是反映了1982年以前世界上干式變壓器的技術(shù)水平，而在當(dāng)時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)就是按照開敞通風(fēng)式的數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)的。由此可見在Z值的大小方面，先進(jìn)的環(huán)氧澆注干式變壓器與開敞通風(fēng)式之間并沒有多大的差別。電工技術(shù)之家

另外，有關(guān)這一點(diǎn)已為我廠產(chǎn)品的運(yùn)行實(shí)踐所證實(shí)。這一方面是由于薄絕緣的澆注結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線的熱量很容量傳向線圈外表面。另一方面，根據(jù)變壓器容量的大小還可以在線圈內(nèi)層設(shè)置能雙向散熱的軸向散熱風(fēng)道，從而大大增強(qiáng)了散熱能力。

不難設(shè)想，環(huán)氧澆注干式變壓器要是沒有良好的散熱能力，就不可能制造出20MVA的大容量產(chǎn)品。

反過來說，OVDT類干式變壓器由于其線圈結(jié)構(gòu)采用了與油變壓器相類似的餅式線圈，但對(duì)流散熱的介質(zhì)卻是空氣，相對(duì)而言，絕緣油由于熱容量大，其散熱能力較空氣要強(qiáng)得多。所以對(duì)容量不大的OVDT類H級(jí)干式變壓器還可以認(rèn)為其Z值不超過1.25;至于容量在2500kVA以上的這類干式變壓器，據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，其Z值將超過1.5，甚至更大。這時(shí)，就更不能認(rèn)為它的散熱能力及其相應(yīng)的過載能力將一定優(yōu)于環(huán)氧澆注干式變壓器了。

2.2　關(guān)于“環(huán)保特性”

目前，圍繞著這二種類型干式變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)的討論中，另一個(gè)熱點(diǎn)就是“環(huán)保特性”。針對(duì)這樣一個(gè)原則性問題，我們認(rèn)為特別需要說明一下自己的觀點(diǎn)，并對(duì)某些問題加以澄清。

(1) 從材料的環(huán)保特性到產(chǎn)品制造與運(yùn)行的環(huán)保特性。

首先，NOMEX紙作為已有多年使用業(yè)績并經(jīng)認(rèn)證的一種材料，其環(huán)保特性是獲得認(rèn)可的。至于其他一些H級(jí)材料及浸漆生產(chǎn)過程，在環(huán)保特性方面的優(yōu)越性如何，我們感到仍缺乏足夠的依據(jù)。

對(duì)環(huán)氧樹脂材料而言，本身既是無毒的且在制造過程中也不污染環(huán)境，在運(yùn)行中也不會(huì)對(duì)人員和環(huán)境有任何危害，即使燃燒，也不會(huì)放出有害氣體，無論在使用時(shí)間、使用總量及環(huán)保特性等方面都是被廣泛贊許的。

注意，薄絕緣環(huán)氧樹脂澆注式干式變壓器，在燃燒時(shí)所釋放的能量與NOMEX紙及用其他H級(jí)絕緣材料制造的OVDT類干式變壓器相比，也是較小的。我廠于2000年將一臺(tái)630kVA的產(chǎn)品在法國順利通過F1級(jí)的燃燒