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电力变压器第11部分：干式变压器（平装） 引言 电力变压器作为电力系统中至关重要的组成部分，其作用是改变交流电压，实现电能的传输与分配。在众多变压器类型中，干式变压器因其独特的优势，在现代电力设施中扮演着越来越重要的角色。本书《电力变压器第11部分：干式变压器》将深度聚焦于这一类变压器，旨在为读者提供全面、详实的技术信息与实践指导。本书以平装形式出版，便于携带与查阅，是电力工程技术人员、设计人员、设备制造商、安装调试人员以及相关领域研究者不可或缺的参考资料。 干式变压器的定义与分类 本书首先将清晰地界定干式变压器的概念，阐述其与油浸式变压器在绝缘介质、散热方式、结构设计等方面的根本区别。干式变压器，顾名思义，其绕组和铁芯不浸渍在绝缘油中，而是依靠空气或其他绝缘材料进行绝缘和散热。这一特性赋予了干式变压器一系列显著的优势，也决定了其特定的应用领域。 随后，本书将对干式变压器进行系统性的分类。常见的分类方式包括： 按绝缘结构划分： 浇注式干式变压器： 采用环氧树脂等绝缘材料将绕组和铁芯整体浇注成型，绝缘性能优异，机械强度高，适用于对防火、防爆、防潮要求极高的场所，如高层建筑、地铁、隧道、石化厂等。 真空浸渍式（VPI）干式变压器： 绕组经过真空浸渍处理，再进行固化，绝缘性能稳定可靠，耐候性好，适用于一般工业及民用配电场所。 干式非包封式变压器： 绕组直接暴露在空气中，依靠绝缘材料和空气进行散热，结构简单，成本较低，但绝缘性能和耐潮性相对较弱，主要用于对环境要求不高的场合。 按冷却方式划分： 自然通风（AN）干式变压器： 依靠自然对流和辐射散热。 强迫通风（AF）干式变压器： 采用风扇强制空气循环，提高散热效果，增大容量。 其他特殊冷却方式： 如水冷等，虽然在干式变压器中不常见，但也会提及相关原理。 按电压等级划分： 从低压配电到中高压输电，覆盖不同电压等级的干式变压器。 按用途划分： 如电力变压器、整流变压器、电炉变压器等。 本书将详细阐述各种类型的结构特点、技术参数、优缺点以及适用的环境和场合，帮助读者根据实际需求选择最合适的干式变压器型号。 干式变压器的设计原理与技术要点 深入理解干式变压器的设计原理是掌握其性能与可靠性的关键。本书将系统性地剖析干式变压器的核心设计要素： 铁芯设计： 重点介绍优质硅钢片的选用，如冷轧取向硅钢片（CRGO）和无取向硅钢片（CRNGO），以及低损耗、低噪音的铁芯结构设计（如阶梯接缝、全斜接缝）。分析铁芯材料的损耗机理（磁滞损耗和涡流损耗）及其对变压器效率的影响。 绕组设计： 详细阐述绕组的材料选择（铜线、铝线），导线形式（漆包圆线、扁线、箔式绕组），以及绝缘结构设计。特别关注绕组的绝缘水平、耐热等级、机械强度以及防止短路时发生形变的措施。对于浇注式变压器，将深入探讨环氧树脂等浇注材料的性能要求、工艺控制以及对绝缘性能的影响。 绝缘系统： 这是干式变压器的核心。本书将详尽介绍干式变压器采用的各种绝缘材料，包括绝缘纸、绝缘漆、树脂、云母等，以及它们的介电性能、热稳定性和机械性能。分析不同绝缘结构（如绝缘层数、厚度、方式）对变压器整体绝缘水平的影响，以及绝缘老化与寿命的关系。 散热系统： 干式变压器最主要的挑战之一是如何有效地散热。本书将详细介绍自然通风和强迫通风的散热原理，风扇的选型与布置，散热片的结构设计，以及空气动力学在散热设计中的应用。分析空气流量、温升与变压器容量的关系。 结构设计： 包括器身（铁芯、绕组）的固定与支撑，引出线的结构设计，外壳（箱体）的设计，以及防潮、防尘、防鸟害等防护措施。 过载能力与短路强度： 分析干式变压器在不同负荷下的运行特性，以及在瞬态过载和短路时的承受能力。介绍相关的设计计算和验证方法。 干式变压器的制造工艺与质量控制 本书将全面介绍干式变压器的制造过程，并强调质量控制的重要性。 原材料检验： 对硅钢片、导线、绝缘材料、浇注树脂等关键原材料的性能进行严格检验，确保符合设计要求。 铁芯制造： 包括硅钢片的剪切、叠装、紧固等工艺，以及铁芯噪音的控制。 绕组制造： 详细介绍绕线、绝缘处理、引线连接等工艺。对于浇注式变压器，将深入讲解真空加压浸渍（VPI）的工艺流程，包括预处理、浸渍、固化等关键环节，以及温度、压力、时间等工艺参数的控制。 器身组装： 将绕组与铁芯进行精确组装，确保其稳固性和绝缘性能。 绝缘处理与测试： 各种绝缘处理的工艺细节，以及出厂前的绝缘电阻、介电强度等各项电气性能测试。 成品检验： 对变压器的外观、尺寸、铭牌信息、空载损耗、短路损耗、负载损耗、阻抗电压、温升等关键参数进行全面检测，确保产品符合国家标准和客户要求。 质量管理体系： 介绍ISO9001等质量管理体系在干式变压器制造中的应用。 干式变压器的运行、维护与故障诊断 掌握干式变压器的正确运行、维护方法以及故障诊断技巧，是保障其长期稳定运行的关键。 安装与调试： 详细说明干式变压器的安装环境要求（通风、防潮、防尘、承重等），安装步骤，以及投运前的检查与试运行。 运行操作： 介绍日常运行中的巡视检查项目，包括温度、声音、振动、绝缘状态等。讲解正常负载下的运行参数监测。 维护保养： 清洁： 定期清洁变压器表面、散热器和风扇，防止积尘影响散热。 紧固： 检查并紧固所有连接螺栓，防止松动引起接触不良或噪音。 绝缘检查： 定期测量绝缘电阻，监测绝缘状态。 风扇维护： 检查风扇电机运行是否正常，叶片是否完好。 环境监测： 关注运行环境的湿度、温度等变化，及时采取防护措施。 定期试验： 根据运行时间和重要性，安排定期的绝缘电阻、介电强度、空载/短路参数等试验。 故障诊断： 常见故障现象： 如过温、异响、漏气（对于密封式）、容量下降、绝缘击穿等。 故障原因分析： 结合运行记录和现场检查，分析可能导致故障的原因，如设计缺陷、制造问题、安装不当、运行不当、环境恶劣、老化等。 诊断方法： 听音法： 通过听取变压器的运行声音判断是否存在异常。 测温法： 监测绕组、铁芯、箱体等关键部位的温度。 绝缘电阻测量： 判断绝缘劣化程度。 空载/短路试验： 诊断铁芯或绕组是否存在问题。 局部放电检测： 尤其对于高压干式变压器，用于检测内部绝缘缺陷。 红外热成像： 快速查找发热点。 维修与应急处理： 介绍一些常见故障的简易处理方法，以及需要专业维修人员处理的情况。 干式变压器的应用领域与发展趋势 本书将梳理干式变压器在不同领域的广泛应用，并展望其未来的发展方向。 应用领域： 城市电网： 作为配电变压器，在商业中心、住宅小区、公共建筑等场所广泛应用。 工业领域： 石油化工、冶金、机械制造、轨道交通等，对防火、防爆、环保要求高的场所。 新能源领域： 风力发电、太阳能发电等，变电站及升压站。 特种用途： 电梯、港口起重机械、煤矿等。 发展趋势： 高可靠性与长寿命： 通过优化设计、改进材料和制造工艺，提升变压器的可靠性和使用寿命。 节能降耗： 采用低损耗材料和高效设计，进一步降低空载损耗和负载损耗，提高能源利用效率。 智能化与数字化： 集成传感器、通信模块，实现状态监测、故障预警和远程诊断，向“智能变压器”发展。 环保与绿色制造： 采用环保型材料，优化生产工艺，减少环境污染。 小型化与集成化： 随着技术的进步，实现变压器的小型化和与其他电力设备（如开关柜）的集成。 耐受恶劣环境能力： 针对特定应用场景，开发耐高温、耐高湿、耐腐蚀等特殊性能的干式变压器。 标准规范与相关法规 本书还将提供与干式变压器相关的国家标准、行业标准以及国际标准，帮助读者了解最新的技术规范和法规要求，确保设计、制造、安装和运行都符合相关规定。 结语 《电力变压器第11部分：干式变压器（平装）》力求内容全面、结构清晰、语言准确，既有理论深度，又不乏实践指导。通过对本书的学习，读者将能深刻理解干式变压器的设计原理、制造工艺、运行维护及发展趋势，从而在实际工作中更好地应用和推广干式变压器技术，为构建安全、可靠、高效的电力系统贡献力量。
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