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級絕緣非包封干浸漆型式變壓器(SGB10系列)當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，在引進樹脂澆注干式變壓器技術(shù)的同時，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)最早引進歐洲先進環(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)驗及產(chǎn)品運行實踐，來談?wù)剬@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

環(huán)氧澆注干式變壓器有著下列一些主要優(yōu)點。

1.1　澆注線圈的整體機械強度好，耐受短路的能力強

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

我廠10多年所生產(chǎn)的數(shù)萬臺產(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)短路試驗而損壞的例子也是極少的[4]。

相對來說，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，其機械強度與耐受短路電動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)生短路事故的機率較110kV以上電網(wǎng)要高得多，因而從運行的角度來看，耐受短路能力強這個優(yōu)點就十分突出了。

1.2　耐受沖擊過電壓的性能好，基準沖擊水平(BIL)值高

當同樣采用餅式線圈時，由于環(huán)氧樹脂的耐壓強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，從而對改善首端以及末端的電位梯度都十分有利。

對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級的干式變壓器也十分勉強[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

對環(huán)氧澆注干式變壓器而言，由于整個線圈導(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)外的運行實踐都證實了這點。

另外，從干式變壓器的發(fā)展歷史同樣可以證明這一點。20世紀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，最大僅個別能制造到容量為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，個別的可制造到4000kVA。而對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，對于環(huán)氧澆注干式變壓器而言，國際上公認其最大容量可達20MVA，且國內(nèi)外均已有這樣的產(chǎn)品在安全可靠地運行中。我廠在1996年成功制造了我國首臺16MVA/35kV的環(huán)氧澆注干式變壓器，后來又陸續(xù)生產(chǎn)了多臺這種容量的產(chǎn)品，目前均安全可靠地運行著。

1.5　局放小，運行壽命長

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械強度高，在短路電動力的作用下不會變形，且防塵、防污性能好。

根據(jù)國外的報導(dǎo)，其運行壽命較之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結(jié)構(gòu)的采用以及原材料的進步和澆注工藝的改進，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-25℃熱沖擊驗證及多年來的運行實踐就充分證實了這點。

1.6　可以立即從備用狀態(tài)下投入運行而無需預(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狀態(tài)下，就容易因吸潮而降低其絕緣水平，在投入運后可能引起局放增大甚至發(fā)生絕緣擊穿等嚴重事故。

因此，為可靠起見，當停運一段時間后再重新投運時必須先行預(yù)熱去潮后，才能投運帶負荷，這樣勢必造成停電后投運時間的延長，對可靠性造成一定影響。

但是，對環(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，對停運中的干式變壓器可以根據(jù)電網(wǎng)的需要，立即投運并帶負荷運行。

1.7　損耗低，過負荷能力強

對環(huán)氧澆注式干式變壓器而言，環(huán)氧樹脂的耐電壓強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、SC10二個系列與OVDT干式變壓器系列對比計算分析和制造試驗驗證，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%?！×硪环矫妫谕冉^緣水平和尺寸條件下，相同的絕緣等級(H級)，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，同時由于額定溫升低，其過負荷能力強。

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

由于我國從上世紀80年代末期起，陸續(xù)從歐洲(主要是德國)引進了先進的薄絕緣環(huán)氧澆注干式變壓器技術(shù)，我廠并對這些引進技術(shù)作了很多改進與發(fā)展，迄今已積累了豐富的制造經(jīng)驗。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，從運行部門來說，他們對環(huán)氧澆注式干式變壓器也已確立了一整套的運行管理體制。

2、二種類型干式變壓器的熱點問題

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。在有的廠家的產(chǎn)品樣本中更具體到了“可以長期過負荷20%連續(xù)運行”。我們知道過載能力與損耗、額定溫升、額定工作點、容量裕度、散熱面積、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、絕緣等級等因素相關(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的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)點。

此外過載能力強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級絕緣的NOMEX紙制品。這種情況下，它之所以“過載能力強”究其原因，正如文獻[3]中所說“是由于它利用了從C級絕緣材料(220 ℃)到H級(180℃)產(chǎn)品之間的熱裕度”。

但據(jù)我們所知，目前的OVDT類H級干式變壓器，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級絕緣材料。因此，這種產(chǎn)品如要特別強調(diào)“過載能力強”，就極其勉強了。

其次，在認為這類產(chǎn)品“過載能力強”的文章中，另一個理由是“它的絕緣層較薄，在采用餅式線圈時，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GB/T 17211—1998《干式電力變壓器負載導(dǎo)則》標準制定過程的體會，干式變壓器的熱點溫升與平均溫升的比值Z的確定對其過載能力有較大的影響[7]。

由于上述國標是等效采用IEC-726標準，Z的取值按IEC規(guī)定取為1.25。為了驗證該值是否與我廠的產(chǎn)品一致，我們在該國標制定的過程中曾進行過大量試驗研究，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，相對于標準規(guī)定的Z=1.25而言，還是有裕度的。

由于IEC-726標準是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，而在當時該標準制定的依據(jù)就是按照開敞通風式的數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)的。由此可見在Z值的大小方面，先進的環(huán)氧澆注干式變壓器與開敞通風式之間并沒有多大的差別。電工技術(shù)之家

另外，有關(guān)這一點已為我廠產(chǎn)品的運行實踐所證實。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道，從而大大增強了散熱能力。

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，但對流散熱的介質(zhì)卻是空氣，相對而言，絕緣油由于熱容量大，其散熱能力較空氣要強得多。所以對容量不大的OVDT類H級干式變壓器還可以認為其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，其Z值將超過1.5，甚至更大。這時，就更不能認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)缺點的討論中，另一個熱點就是“環(huán)保特性”。針對這樣一個原則性問題，我們認為特別需要說明一下自己的觀點，并對某些問題加以澄清。

(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)認證的一種材料，其環(huán)保特性是獲得認可的。至于其他一些H級材料及浸漆生產(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，在運行中也不會對人員和環(huán)境有任何危害，即使燃燒，也不會放出有害氣體，無論在使用時間、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，在燃燒時所釋放的能量與NOMEX紙及用其他H級絕緣材料制造的OVDT類干式變壓器相比，也是較小的。我廠于2000年將一臺630kVA的產(chǎn)品在法國順利通過F1級的燃燒