6气体绝缘变压器特点、应用及前景'> SF6气体绝缘变压器特点、应用及前景
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【摘要】本文分析了SF6气体绝缘变压器的特点、发展应用及前景。
中图分类号：TM415
1. SF6气体绝缘变压器特点
SF6气体绝缘变压器为一种独特的高新技术产品，是一种防火、安全、用电可靠性高的防爆环保型变压器。气体绝缘变压器挂网运行实现了不燃变电所这一梦想，而且不再需要对于油浸式变压器必须的诸如灭火器、防火墙、油坑等附属设施。SF6气体绝缘变压器以其自身优势，广泛应用于地下变电所、高层建筑、飞机场、地铁车站、石油化工企业等场合。 与普通油浸式变压器的相比，SF6气体绝缘变压器有着以下优势：
绝缘性能和冷却效果好
SF6有着很好的电气特性，主要表现在其绝缘特性和电弧熄灭特性上。由于SF6的负电性（即吸附电子的能力），使其具有极好的介电绝缘性能。在均匀电场中，SF6绝缘强度约为空气的1.5倍；当气体压力为0.2MPa时，SF6气体的绝缘强度与绝缘油相当。同时SF6在熄灭电弧和瞬时放电的温度范围内（1500～5000K）有着优异的热交换特性。因此，气体绝缘变压器有着很好的绝缘性能和冷却效果。
不易燃易爆
SF6气体属于惰性气体，五色、无味、无毒和不可燃，其分子结构非常稳定，室温条件下，它不会和与之接触的物质发生化学变化，从而大大简化了灭火设施的配置；当气体绝缘变压器与气体绝缘开关电器相结合时，整个变电站处于气体绝缘的环境中，这样就增强了整个变电站的不易燃性。在防爆性方面，当变压器内部发生电弧现象时，内部升高的压力会被SF6气体体积的变化而抵消，因而气体绝缘变压器不需要压力释放装置。
安装方便，布局灵活
气体绝缘变压器在出厂时完整组装，SF6气体也注入其中，在安装现场无需抽真空，且SF6气体由气罐直接输入到变压罐中，基本上不需要任何工具，因此装料时清洁、迅速。同时，由于SF6气体的密度仅为绝缘油密度的1/60，且黏性较低，因此在冷却管中压力降很小，这样冷却器可以水平安装，也可以脱离变压器垂直安装，从而使其布局相当灵活。
简洁、轻巧
气体绝缘变压器不需要油枕和压力释放设备这些附文无需隔离墙，同时SF6气体密度比变压器油密多，从而显得简洁、轻巧。
噪声低
SF6气体密度比变压器油密度小，声音通传送比较慢，中间铁心发出的声音很少能够传到罐体，这样，气体绝缘变压器产生的噪声比油浸式变压器的要小。
易于维护检查
同样的环境下，SF6气体比油浸式变压器的变压油消耗慢得多。气体绝缘变压器无需使用有载调压开关的在线滤油装置，同时也无需配备储油柜和压力释放设备，给维护检查带来了方便。
占地面积少
气体绝缘变压器本身的结构简洁、轻巧，高度降低，相应的地下变电所的棚顶也降低，且无需隔离墙，安装占地面积少，整个空间得到了充分利用，相应降低了变电所的建设成本。尤其当气体绝缘变压器与气体绝缘开关电器配合使用时，这些优势更加明显。
2. SF6气体绝缘变压器的应用
以1956年美国GE和WH公司率先形成的SF6气体绝缘变压器为契机，日本各公司开始着手研制气体绝缘变压器，实现工业化生产是在1967年，当时是将这项技术应用于63.5kV/3MVA变压器上的。自此以后，气体绝缘变压器在日本投运的数量逐年增加，并从1983年开始激增，进而形成了各种电压等级的系列产品。主要产品是1979年的66kV/10MVA，1985年的77kV/30MVA，1989年的154kV/200MVA，1991年的275kV/300MVA变压器。目前日本已经研制出了500kV/300MVA气体绝缘变压器。
世界各有关国家均在研制SF6气体绝缘变压器，而日本三菱、大板、东芝、富士等公司的气体绝缘变压器制造水平代表了东方乃至当今世界的最高制造水平，日本因为国土窄小、人口稠密，选用占地小、噪音低、防火性好的SF6气体绝缘变压器，可以说是明智之举，目前，日本已经将气体绝缘变压器广泛应用于各类输变电领域。
我国香港地区因地价昂贵，高楼林立，对防火要求较高，因此SF6气体绝缘变压器使用也较多。香港的输配电系统已经基本实现输变电线路电缆化，并已采用SF6气体绝缘开关和SF6气体绝缘变压器，尤其是配电变压器，其中SF6气体绝缘变压器占总变压器数量的77%有余。
我国内地随着经济及城市化的高速发展，已陆续开发出系列10/0.4kV自冷式SF6气体绝缘配电变压器、系列110/10kV强气循环风冷式SF6气体绝缘变压器， 整体技术性能达到国际同类产品先进水平。气体绝缘变压器生产厂家主要包括保定保菱变压器有限公司、常州东芝变压器有限公司、重庆三江变压器企业有限公司等，其中保定保菱变压器有限公司于2008年通过了110kV气体绝缘变压器系列产品的技术鉴定。目前我国内地约有近百台气体绝缘变压器挂网运行，主要包括北京、上海、重庆、深圳、广州、南宁、呼和浩特等城市。另外，我国引进的德国MWB公司1000kV气体绝缘变压器已运行多年，这足以证明，即使百万伏级SF6气体绝缘变压器在我国也可以安全可靠地运行。
SF6气体绝缘变压器的运行经验表明，只要认真监测气体绝缘变压器的气体压力、气体温度、绕组温度，定期测量SF6气体的纯度、水分，以及对消耗品进行定期更换，就能确保气体绝缘变压器安全运行，与油浸式变压器相比，气体绝缘变压器挂网后维护工作量很少，使用效果较为理想。
国际电工委员会（IEC）已根据日本的建议制订了气体绝缘变压器的IEC标准即IEC 60076-15，此举为国内制定相应标准奠定了基础，目前全国变压器标准化技术委员会正在组织业界人士进行气体绝缘变压器标准的编撰工作。
3. SF6气体绝缘变压器的发展前景
随着社会生活的进步，人们对供电安全性的要求越来越高，SF6气体绝缘变压器在不易燃性、绝缘性和安全性方面的优势， 为其广泛的应用前景打下了基础。另外，SF6 气体绝缘变压器和气体绝缘开关电器的组合就可以成为SF6 气体绝缘变电站，SF6气体绝缘变电站具有更加安全、可靠的特性，同时可以节约大量空间。纵观国内外城网规模的迅速发展和实际需要，SF6气体绝缘变压器必将成为未来发展的趋势。