谈干式变压器在海上石油工程选型及应用

论文导读：
一、概述
为了适用海洋运输及石油开发的需要，干式变压器已经走上了海船及采油钻井平台。产品额定容量30～10000kVA，电压等级0.38～35kV。海上油气田开发工程设施上的发电机组一般使用的是3.3KV以上的电压，而平台上只有一小部分的大容量的电动机使用的是3.3KV以上的电压，绝大多数的工艺和公用系统的用电设备使用是380V的电压。海上油气田开发工程设施上的电力变压器的作用就是将主发电机的输出电压变换成用电设备可以使用的电压。另外，为了减少向各井口平台长距离输送电能所造成的线路电压降损失，需要使用升压变压器提高主发电机的电压互感器；或作为隔离单相接地电容对电力系统造成危害的隔离变压器。除此以外，还有为230V照明系统供电的照明变压器以及为230V电伴热系统供电的电伴热变压器。产品需获得中国船用产品形式认可证书。

二、干式变压器的主要特性

1、干式变压器的温度制约系统

干式变压器的安全运转和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要理由之一，因此对变压器的运转温度的监测及其报警制约是十分重要的，现以TTC-300系列温控系统简介。
（1）风机自动制约：通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运转温度上升，当绕组温度达110℃时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至90℃时，系统自动停止风机。
（2）超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高，若达到155℃时，系统输出干式变压器在海上石油工程的选型及应用相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.超温报警信号；若温度继续上升达170℃，变压器已不能继续运转，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器迅速跳闸。
（3）温度显示系统：通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度变化值，直接显示各相绕组温度（三相巡检及最大值显示，并可记录历史最高温度），可将最高温度以4～20mA模拟量输出，若需传输至远方（距离可达1200m）计算机，可加配计算机接口，1只变送器，最多可同时监测31台变压器。系统的超温报警、跳闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作，进一步提高温控保护系统的可靠性。

2、干式变压器的防护方式

根据使用环境特征及防护要求，干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP20防护外壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降，选用时要注意其运转容量的降低。

3、干式变压器的冷却方式

干式变压器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转。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转，或应急事故过负荷运转；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运转状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运转。

4、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、过载前的负载情况（起始负载）、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关，若有需要，可向生产厂索取干变的过负荷曲线。 提高干式变压器的过载能力可通过以下两种方式：
（1）选择计算变压器容量时可适当减小：对某些不均匀负荷的场所，如供夜间照明等为主的区域以及空调和白天照明为主的区域等，可充分利用其过载能力，适当减小变压器容量，使其主运转时间处于满载或短时过载。
（2）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。变压器处于过载运转时，一定要注意监测其运转温度：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。

5、干式变压器低压出线方式及其接口配合

干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等理由，故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的SC（B）9系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。
（1）低压标准封闭母线：工程配线若选用封闭母线（也称插接式母线或密集型母线槽），相应之变压器可提供标准封闭母线端子，方便与外部母排的联接。
带外壳（IP20）产品，在外壳顶盖上配套提供封闭母线法兰；不带外壳（IP00）产品，只提供封闭母排接线端子。
（2）低压标准横排侧出线：当变压器与低压配电屏并排放置时，为方便其端子间的联接，变压器可提供低压横排侧出线，通常与GGD、GCK、MNS等低压屏相配，变压器厂与开关厂要签署接口配合纪要，确认配合接口详尽尺寸，保证现场安装顺利。
（3）低压标准立排侧出线：与横排侧出线相似，当选用多米诺屏等母排为竖向布置的低压配电屏时，变压器可提供低压立排侧出线。

三、未来发展与应用

目前，我国树脂绝缘干式变压器年产量已达10000MVA，成为世界上干式变压器产销量最大的国家之一。随着低噪（2500kVA以下配电变压器噪声已制约在50dB以内）、节能（空载损耗降低达25%）的SC（B）9系列的推广应用，使得我国干式变压器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。
随着干式变压器的推广应用，其生产制造技术也获得长足发展，可以预测，未来的干式变压器将在如下几方面获得进一步发展。
（1）节能低噪：随着新的低耗硅钢片，箔式绕组结构，阶梯铁心接缝，环境保护要求，噪声研究的深入，以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入，将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。
（2）高可靠性：提高产品质量和可靠性，将是人们的论文导读：
不懈追求。在电磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系及可靠性工程等方面进行大量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高干式变压器的可靠性和使用寿命。
（3）环保特性认证：以欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的耐气候（C0、C

1、C2）、耐环境（E0、EE2）及耐火（F0、FF2）特性的研究与认证。

（4）大容量：从50～2500kVA配电变压器为主的干式变压器，向10000～20000kVA/35kV电力变压器拓展，随着城市用电负荷不断增加，城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心，35kV大容量的小区中心供电电力变压器将获广泛应用。
（5）多功能组合：从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式变压器发展。
（6）多领域发展：从以配电变压器为主，向发电站厂用变压器、励磁变压器、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。
可以预言，21世纪的配电变压器将属于性能优越、低噪声及节能的树脂绝缘干式变压器