(重庆市电力公司江北供电分公司重庆市401147)
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
一、变压器的工作原理和基本构成
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。
1.2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。
二、高电压大容量变压器绝缘材料
在高压绝缘技术中,电工陶瓷技术是一项最迟开发的技术。电工陶瓷的优良性能很多,比如机械性能往往比较高,自备环境性能比较稳定。它的缺点是拉伸强度不够高,抗冲击能力较弱,且易碎。最新研制的复合绝缘材料是一种有机材料,具备优良的性能,它将逐渐取代电工陶瓷,在国内,比较常见的绝缘材料有气体绝缘材料、绝缘漆管、电工用塑料、绝缘胶等。下面对这几种绝缘材料进行详细的介绍。
2.1气体绝缘材料
气体绝缘材料的一个优点就是绝缘,在一定的场合下,它可以起到灭弧和冷却的作用。对于气体绝缘材料而言,基本要求是绝缘强度高、热导率高、资源丰富和价格实惠。
2.2绝缘漆管
绝缘漆管底材一般分为两种,一种是面纱,另一种是玻璃纤维。树脂的种类一般有下面几种:油性绝缘清漆、改性聚氯乙烯树脂、硅橡胶浆等。漆管需要注意浸渍均匀,漆膜应保持完整性。常态时漆管的击穿电压要大于5000V,缠绕后要大于2000V,受潮后应大于1500V。
2.3电工用塑料
电工用塑料的状态一般有三种形式,即粉末、粒状和纤维材料。电工用塑料的成分有这几种:合成树脂、填料和相关添加剂。当电工用塑料的温度和压力各不相同时,其可以被加工成为跟电工设备绝缘零部件相符合的绝缘保护材料。在塑料的特性影响因素中,合成树脂的作用是比较大的。塑料根据树脂的类型划分,可分为热固性塑料和热塑性塑料这两种。前者在成型后,其树脂分子结构会变化,通常其结构从线性变为网状。
2.4绝缘胶
绝缘胶的种类很多。在变压器上所用的绝缘胶主要有聚醋酸乙烯酯(白乳胶)、酚醛树脂(电木胶)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和环氧树脂胶等。
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。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技术
LD.F技术自发明以来,一直在进行改进和完善,在漫长的时间里,其技术理念越来越成熟,已经形成了较为完善的绝缘体系,其种类比较多,可适用于各种变压器当中。例如,以低电压绝缘技术为例,可对变频电机等设备进行绝缘保护,使其保持安全、稳定的运行状态。同时,在高电压大容量变压器绝缘技术中也得到了广泛的运用。LD.F具备较强的优势性,其稳定性能比较强,不易与其他物质发生反应,同时,具备良好的耐热性能,在一定温度下可保持结构的稳定,不易发生形变等问题。另外,LD.F绝缘体比较薄,可应用于大多数电子设备中,避免对设备的性能造成影响。现阶段,我国的资源危机与能源危机不断加剧,使人们的节能减排意识不断增强,开始倡导“绿色经济”。传统绝缘体材料的浪费问题比较严重,部分材质属于高毒、高污染材料,在此背景下,要求相关人员进行技术革新,使其符合节能环保的需求。而LD.F材料的制造工艺比较简单,在制作过程中几乎不会造成环境污染、资源浪费等问题,在应用上具备很强的优势,具有广阔的发展前景。
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。
五、结论
综上所述,绝缘技术的发展和应用是保障高电压大容量变压器正常运行,从而保障电力系统的平稳安全运行的关键,是关系人民能否正常生产、生活的关键。所以,作为相关研究人员,应该不断进行技术创新,开发更多的绝缘材料和应用技术,不断提高高电压电容量变压器的安全性能和稳定性,从而推进我国的电力企业不断向前发展。
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