問題作了剖析和比較，指出HJB應當是戶內llOkV變壓器的首選，而且應當加速推廣使用。

　　中圈分類號：TM412隨著UOkV的電力設備進到大型建筑群的內部，甚至進到戶內，防燃防爆便成為對變壓器運行安全的第一要求。GB50060?1992《3~110kV高壓配電裝置設計規范》第5.4.4條規定：“在高層民用主體建筑中，設置在首層或地下層的變壓器不宜選用油浸變壓器，設置在其他層的變壓器嚴禁選用油浸變壓器。”

　　為了提篼變壓器的防火性能，人們嘗試用各種不燃或難燃的液態介質代替變壓器油，但終因性能、價格、油源、環保等原因而未能找到合適的替代品。近幾年有一種名為電纜變壓器的瑞士ABB產品（dryfonner）已投人實驗運行，其繞組用交聯聚乙烯電纜繞制而成。據有些專家預言該產品將有可能成為變壓器家族中的新秀。但目前其價格高于油浸變壓器4~5倍。已有100多年歷史的浸潰式干式變壓器，由于電壓等級上不去，也很難在110kV電網中得到應用。

　　因此，從經濟技術統籌考慮，結合實際情況，至今只有二個選擇是現實的：SF6氣體變壓器和環氧澆注變壓器。按照國標GB6450?1986的定義，這二種變壓器都屬于干式變壓器。

　　1二種變壓器概況1.1SF8，體絕緣變壓器（GIT）SF6是一種惰性氣體，絕緣、絕熱性能居諸氣體之冠。GU的主要特點是用SF6氣體代替變壓器油。從20世紀60年代初國外就開始了這項嘗試。目前在日本，GIT的電壓已可達到500kV，單臺容量可以達到3MVA，技術上已經相當成熟。我國目前沒有GIT的制造廠，但在上世紀末，我國一些城市相繼引進了日本生產的110kVGIT并投人使用，積累了一定的運行經驗。

　　與油浸變壓器相比，GIT的防火性優勢是不言而喻的。但也有弱勢：①目前只能進口，價格較篼；②由于SF6氣體本身的絕緣強度，傳熱能力比變壓器油差得多，這使得在產品設計上不得不加大氣體密度（壓力），加大散熱通道的有效橫截面積，加大絕緣距離，加強冷卻介質的流動量等。使結構、運行維護變得復雜，造成了GIT在經濟技術上的劣勢；③SF6氣體是《京都國際議定書》認定的溫室氣體之一，且其某些分解物有毒。廠方保證年泄漏率<1%，即一臺110kVGIT的日泄漏量為1~2L.在環境保護越來越受關注的今天，國際社會將如何限制SF6氣體的使用尚不可知。

　　1.2環氧澆注變壓器（HJB）HJB問世也已近40年，比較早的產品出自于西德AEG和Simens公司。據統計，在歐美發達國家，HJB已占配電變壓器市場份額的40%以上。但直到上世紀末，電壓比較篼只達到了66kV.國內生產HJB的廠家有百余家，生產歷史比較長的也近30年。在研制llOkVHJB的過程中，針對電壓升高、容量加大，采取了若干有效的技術措施，達到了較好的效果，并順利通過了樣機的型式試驗。措施有：采用純樹脂浸潰式澆注、用無堿玻璃纖維增強、薄層絕緣技術根治開裂；采用圓簡式繞組，設置多層軸向散熱氣道，使每層導線兩面散熱，以降低熱點溫度；屏蔽高壓繞組的氣道等，降低局放。HJB單臺單相容量比較大也已作到了24MVA.但國內外至今只有一組31500/110的110kVHJB（由三臺單相組成）問世，是由山東金曼克集團公司研發的。該產品樣機1999年9月通過國家變壓器質檢中心的全面測試（含突發短路試驗），同年11月通過兩部技術鑒定，2000年11月在山東濟寧龍橋變電站投人電網運行。2002年通過國家機械聯和國家電力公司聯合組織的運行鑒定。結論是：經試驗和運行驗證，該產品抗短路能力強、過載能力篼、無污染、免維護、性能優良、結構合理，在世界上于首例，其技術水平國際領先。建議加快系列產品開發，抓緊進行批量生產和推廣使用。

　　盡管專家評價篼，運行反映好，但110kV的HJB制造和運行經驗不足，疑慮不少。本文擬就有關GIT和HJB的主要技術、經濟問題作一剖析和比較。

　　2GIT與HJB的主要技術參數二種干式變壓器技術參數比較見表1.表1二種干式變壓器技術參數表SF6氣體變壓器（三相共體式）樹脂澆注固體變壓器（三單相組合式）序號型號（日本東芝）（三菱）（山東金曼克）例號額定容量/MVA 63（強迫導向冷卻GDAF下）20（自冷GNAN下）5（內外強冷GFAF下）37.5（內強外自冷GFAN下）25（全自冷下）63（強迫風冷下）以上50（自冷下〉40（強迫風冷下）以h31.5（自冷下）電壓組合雙繞組絕緣水平/kv繞組絕緣耐熱等及S升/K級：75上層氣體：67.3級：75線圈：鐵心：線：鐵心：空栽損耗AW負載損耗/kW空電流阻抗電壓阻抗供金Z*輸機損ft/kw嗓聲/dB 63.07（自冷時）局部放電量/pC 1下：10外形尺寸/mm（長x寬X商）備注1現在北京慈云寺變電站運行現在深圳供電局運行現在濟寧電業局大橋變電站運行注表中方括號內表示的是設計保證值，圓括號內表示的是前提條件。括號外的值是實際（測）值。注2t表中的數痂均為M造廠供。

　　3主要經濟技術參數和指標的分析與比較3.1容置變壓器的允許負荷與冷卻方式是直接相關的，然而在標注額定容量時，氣體變壓器（GIT）與固體變壓器（HJB）不同。東芝GIT的額定容量是內部強迫導向循環，外加強迫風冷，即GDAF下的容量，為63MVA，而自冷容童不到1/3；而金曼克HJB的額定容量是完全自冷下的容量，為50MVA，啟動通風冷卻后，容量可增加30%以上。這在二者比較時應特別注意。

　　3.2灄升變壓器的允許溫升（與環境溫度之差）受其絕緣的耐熱等級制約。GIT是E級絕緣，允許溫升75K.實測為67.3K，這是變壓器箱殼內上層氣體的溫升。HJB是F級絕緣，允許溫升100K.實測的結果是：繞組平均溫升61.3K，鐵心76.1K.很明顯，GIT的繞組和鐵心的實際溫升比HJB的高，至少要高十幾開，而其絕緣的耐熱溫升限額卻低25K.還須指出GIT繞組用的主縱絕緣的固體材料是交聯聚乙烯（XLPE）膜，它比通常的環氧材料容易熱老化。所以，在同樣的負荷率和環境溫度下，如果沒有意外事故，HJB絕緣的熱壽命會比GIT長許多。

　　3.3絕緣水平從技術參數對照表可以看到GIT的絕緣水平比HJB的要篼。顯然是絕緣裕度大。但這里有如下三點應說明。

　　3.3.1過電壓保護如今110kV配電裝置必配氧化鋅避雷器（MOA）。這時，避雷器的殘壓是絕緣配合的基礎。

　　國標GB 11032?2000《交流無間隙金氧化物避雷器》規定的可供110kV系統選用的MOA的雷電沖擊電流殘壓比較大為281kV，比較小為235kV.很明顯，即使選用雷電沖擊殘壓比較大的MOA.HJB的雷電耐受電壓U450和GIS的U550的配合因數分別達1.6和1.96，都完全滿足我國國標GB311.1?1997《高壓輸變電設備的絕緣配合》的“4. 7.3配合因數Kc”中3=1.4的要求的。

　　3.3.2絕緣老化配合》的“4絕緣配合基本原則”中規定：“考慮所采用的過電壓保護措施后，決定設備上可能的作用電壓，并根據設備的絕緣特性及可能影響絕緣特性的因素，從安全運行和技術經濟合理性兩方面確定設備的絕緣水平。”考慮到GIT中主縱絕緣中的XLPE的熱老化性能相對（油紙）較差，要求GIT降低溫升設計值和提篼絕緣的沖擊電壓耐受水平是必要的。

　　3.3.3絕緣污染HJB和GIT比較明顯的區別是有無密封的殼罩。HJB的心體完全裸露在環境大氣中，防污染就需加強。這需要從設計上對環境的凈化和通風給予更大重視。通風包括變壓器室的通風和變壓器內外表面的吹風。后者至少是應當定期進行的。吹風機兼作冷卻器，一身兩任。戶內GIS也需室內通風，而且配置的容童因總損耗較大而稍大于HJB. 3.4冷卻GIT的冷卻方式比較復雜。一臺110kV、63MVA的變壓器，配置了強迫內循環及導向，外部是強迫吹風，而且幾乎需要常年運行，否則容童只能達到額定的30%左右。運行經驗顯示：GIT冷卻系統的故障率較高，維護工作童大。而HJB只需要幾臺風機即可達到冷卻效果。

　　3.5抽耗損耗是電力變壓器比較重要的經濟技術指標，也是用戶比較關注的指標之一。由于鐵心原材料在單耗和單價上均已有很大的選用范圍，于是損耗主要是個在經濟上一次初投資和終生總投資的優化問題。

　　上述二種變壓器的損耗應有三項：空載損耗、負載損耗、輔機損耗。在其目前的價格水平下：三項損耗加起來，同樣出力63MVA時，二者的設計保證值，例3的HJB比例1的GIT低10%以上，參見表1. 3.6電壓組合和分接開關由于目前只能選用真空觸點的有載分接開關使得干式變壓器的調壓范圍可能受到一些限制。如：MR的型，級電壓1000V，13級，500/5000A.其調壓范圍為±6x1.5%，短路電流5kA，對地絕緣水平是LI250AC80，盡管稍低于變壓器高壓中性點的絕緣水平，但安裝在高壓繞組的接地端，并配以MOA運行，是沒有問題的。日本東芝和三菱都稱用他們母廠的有載開關，調壓范圍可達±8x1.25%.如果采用停電調壓，HJB連分接開關也不需要，只需調換分接頭，而且分接頭還可以增多。

　　3.7短路強度變壓器的短路強度問題是近10年來比較受關注的安全問題。HJB在此方面較有優勢。澆注良好且固化了的環氧繞組的抗拉抗彎強度比繞組在運行中可能經受的應力大十幾倍。HJB的突發短路試驗都是一次通過的，只有個別墊塊移位，而繞組本身并無形變或位移。不僅35kV及以下的HJB久經考驗，110kV的HJB樣機也順利通過了突發短路的沖擊試驗。關于GIT的耐短路沖擊強度，廠方稱：雖沒有作過試驗，但強度可以保證。然而氣體變壓器要作到與油浸變壓器同樣的動穩定水平就有些難度，作到HJB的動穩定水平就更難了。

　　3.8反映工藝質置的四個參數3.8.1空栽電流空載電流的設計保證值是設計人員對材質和裁片、迭片工藝的比較低要求的反映；實測值是材質和裁片、迭片工藝的實際質量的反映。影響空載電流比較顯著的因素是鐵心的矽鋼片的搭接縫隙。二者相比，HJB好些，受益于其多步級迭片工藝。

　　3.8.2阻抗電壓偏差阻抗電壓偏差有兩重內涵：一是實測值與設計值的偏差，主要反映設計計算的成熟程度；二是三個單相彼此間的偏差，是工藝質量控制的直接反映。三相六繞組，同心度、圓度、高低壓繞組的高度，彼此間的間隙都會反映到阻抗電壓的差別上來。表1中HJB明顯優于GIT. 3.8.3局部放電隨著變壓器技術的發展，局部放電測試主要是考核制作工藝是否精良（含制作環境）和有無意外缺陷。近20多年，變壓器的局部放電童已由以前普遍的幾千PC，降到了目前的100~200PC及以下。

　　表1中變壓器的局部放電量都很小，從實測數值看HJB的局部放電量是GIT的2.4倍，但HJB的試驗電壓是GIT的1.7倍。HJB高壓繞組的散熱氣道設置了電屏蔽，已顯著降低了局部放電量。

　　噪聲的主要來源是冷卻系統。其大小既取決于選用的技術參數，也受制于各生產環節的工藝質量控制水平；既是個經濟技術指標，又是個質量指標。表1中例1和例3的保證值分別為75dB和69dB.后者（HJB）赤裸心體，前者（GIT）有厚密（不低于6mm）的彈性金屬遮蔽，不計這個因素，GIT的噪聲能童（由電能轉化為聲能的功率）是HJB的2~3倍左右，由于有罩，這個倍數還會大一些。另外，測試點離設備輪廓線的距離，GIT是是1m，導致這個倍數還會更大些。HJB的噪聲明顯低于GIT. 3.9安裝的兩個要素??質置和外形尺寸同容量的雙繞組110kV變壓器相比，GIT比油浸變壓器輕10%左右，而HJB（三個單相之和）比油浸變壓器重20%~25%.從運輸考慮，HJB是三個單相的組合，每臺單相的運輸質量不到GIT的一半。運輸障礙和費用可能稍少些。

　　外形尺寸設備的外形尺寸涉及到用地和建筑面積。GIT和HJB的安裝平面尺寸都比油浸變壓器大。GIT本體由于前面所述的原因就需略大于油浸變壓器；而HJB是三個單相組成，雖三相之間無須防火隔離，但需巡檢通道。占地也比油浸變壓器大。如果用套管出線，GIT的安裝高度與油浸變壓器差別不大；如果用電纜出線，那就與HJB差不多。GIT的冷卻系統復雜，在總的安裝篼度或平面尺寸上還需有所增加。實際上，GIS占地比HJB大10% 3.10運行監測眾所周知，監測油浸式變壓器并對油中氣體進行色譜分析是檢出其內部缺陷比較有力的手段。干式變壓器沒有了油，誰來為變壓器的安全運行保駕護航。

　　對于GIT，這將是一個一時難以解決的問題；而HJB，由于其塍身完全裸露，為檢缺功能強大的紅外熱像檢測提供了施展功能的條件。當然在設計安裝場合必須預留從上、下、左、右、前、后六個方位的檢測位置，定期進行帶電檢測或剛停電檢測（當然這需要有一個規定），并有把握檢出HJB的大多數熱異常。而GIT則只能更多地仰仗制造廠的技術質量。

　　3.11價格經詢價：東芝報的容量為50/16MVA的110kVGIT的到站（離工地比較近的火車站）價為60萬美元，63/20MVA110kVGIT為70萬美元。金曼克報的額定容量為50MVA的110kVHJB的到站價為420萬人民幣（含MR有載分接開關），僅為前者的80%左右，并承諾，安全運行二年后付款，質保期內的所有損失由廠方投保。

　　4結論從上述分析看，HJB在容量與價格比、運行維護、短路強度、環保、壽命等五方面占有優勢，但在絕緣裕度、制造、運行經驗等三方面則是GIT占優。

　　其他幾項的優劣程度相差不大，如：占地、對安裝環境的要求、損耗和局部放電量、電壓可調整的范圍等。

　　歸納而言，國產的110kV樹脂澆注干式變壓器在主要的經濟技術指標上明顯地優于從日本進口（歐美國家不生產）的SF6氣體（干式）變壓器。該產品經運行實踐檢驗，并兩次通過國家頂級權威質檢機構的測試和國家級專家群的鑒定認優。為了積累制造、運行經驗，更有必要把這一領先于國際技術水平的新品作為戶內110kV變壓器的首選。通過大量使用，促其優化成熟，助其走向世界。