氣體絕緣變壓器是為了滿足供電質量和減少線路損耗的需求而出現的一種新型防災變壓器。通常設置在高層建筑的底層，以確保變電設備靠近用戶。這種變壓器不僅具備良好的防火防爆特性，而且能夠適應高濕度、多灰塵的環境條件。經過三十年的發展，氣體絕緣變壓器的制造技術日益成熟，目前已實現商業化批量生產。
分類
氣體絕緣變壓器分為干式和濕式兩類。干式變壓器采用六氟化硫氣體作為絕緣和冷卻介質，而濕式變壓器則主要采用SF6氣體作為絕緣介質，同時采用液-氣兩相氟化物如FC-75（C8F16O）、氟利昂R-113（C2Cl3F3）作為冷卻介質，通過物質狀態的變化來冷卻變壓器。
工作原理
氣體絕緣變壓器的工作原理與其絕緣冷卻介質和冷卻機理有關。對于自冷式變壓器，絕緣冷卻介質為SF6氣體，器身置于充滿SF6氣體的箱體中，鐵芯和繞組的熱量通過氣體的自然對流和輻射作用傳遞出去。為了改善散熱，可以通過增加氣體的熱浮力或減少總流動阻力。然而，由于六氟化硫氣體的散熱系數較小，自冷式變壓器的容量通常不超過5000kVA。對于強氣循環變壓器，可通過增加氣體流速來提高對流系數，必要時還可采用風冷卻器強制空氣冷卻。而對于蒸發冷卻變壓器，其冷卻機理不同于其他類型，采用的是液-氣兩相絕緣材料，這些材料在高溫下氣化并吸收大量熱量，具有出色的冷卻效果。此類變壓器可根據具體需求分為浸體式、隔離式和噴霧式三種形式。
結構特點
箱體結構
氣體絕緣變壓器的箱體結構為長方形壓力容器，能夠承受多種應力，包括器身驅潮干燥時的大氣應力、箱體強度試驗時的應力以及檢漏考核時的應力。
冷卻方式及裝置
氣體絕緣變壓器的冷卻方式包括GNAN、GFAN和GFAF，其中GFAN為氣泵運轉空氣自冷方式，GFAF為氣泵和風扇均運轉的內外強循環方式。冷卻裝置包括散熱器和六氟化硫氣體循環通道，后者由氣泵和氣流管道組成，形成氣流循環路徑。
高低壓出線
10kV側采用常規套管出線，110kV側采用XLPE電纜出線，類似于GIS的電纜出線。
有載調壓裝置
氣體絕緣變壓器的有載調壓裝置位于中性點，采用VSG III 550 -110S/D -12193G DM2型號，最大級電壓為3000V，額定電流550A。調壓范圍為110kV±12%，對地絕緣水平為110kV，絕緣介質為SF6氣體。切換裝置為單電阻、三真空開關式，具有真空斷路器的特點，包括剪切導線和氧化鋅可變電阻器，以保護分接頭免受過電壓影響。
優點
1. 防火、防爆性能良好，六氟化硫氣體不易燃且穩定性高，固體和液體材料也均為非易燃材質。
2. 能夠耐受潮濕環境，變壓器內部密封，不受外部水分、潮氣和灰塵影響。
3. 維護量小，由于內部密封，絕緣材料不易劣化，不需要復雜的油處理維護工作。
4. 占地面積小，重量輕，SF6氣體的絕緣和散熱性能優異，使得氣體絕緣變壓器的體積和重量相對較小。
5. 使用范圍廣泛，適用于各種環境，尤其適合大型項目和超高壓領域。
前景展望
1. 研究更優的絕緣和冷卻材料，以降低成本。
2. 發展新概念的氣體絕緣變壓器，采用新的冷卻技術和結構設計，提升競爭力。
3. 推進大容量、高電壓等級的氣體絕緣變壓器的研發，繼續采用噴射式和隔離式蒸發冷卻技術。
4. 開發結合超導技術的氣體絕緣變壓器，探索未來發展方向。
參考資料 >
電力GIS基礎知識.CSDN博客.2024-09-15
電力百科|什么是GIL?和GIS相比有何不同?.北極星電力新聞網.2024-09-15
變壓器絕緣油的溶解氣體分析-詳細介紹，什么是色譜分析?.嗶哩嗶哩.2024-09-15