魏義強(qiáng)國家新聞出版廣電總局七五一臺，福建南平 354000

干式和油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計分析

魏義強(qiáng)
國家新聞出版廣電總局七五一臺，福建南平 354000

目前，在整個電力設(shè)施中，變壓器發(fā)揮著重要作用。近年來，隨著低碳生態(tài)環(huán)保要求的逐漸增強(qiáng)，在變壓器設(shè)備的生產(chǎn)研發(fā)中，能源消耗和電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全穩(wěn)定性能，正日益成為需要考慮的重要因素，干式和油浸式變壓器的應(yīng)用空間也變得越來越廣泛，這就給這兩種類型變壓設(shè)備的設(shè)計提出了新的更高的要求。本文結(jié)合干式和油浸式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和程序要求，對在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)把握的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析和闡述。

變壓器設(shè)備；干式；油浸式；優(yōu)化設(shè)計

隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展速度的不斷加快，電力行業(yè)也得到了蓬勃的興起，供電能力和裝機(jī)容量都得到了不斷的增強(qiáng)，這就給變壓器的生產(chǎn)研發(fā)使用提供了廣闊的發(fā)展空間，需求數(shù)量也在持續(xù)地加強(qiáng)。特別是近年來城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，很多大型房屋建筑物的施工建設(shè)數(shù)量與日俱增，一定程度上也帶動了電氣工程的明顯增多。為了確保電氣工程和建設(shè)項目投入使用的安全性和穩(wěn)定性，很多變壓器生產(chǎn)廠家都開始增加了干式和油浸式變壓設(shè)備的研發(fā)設(shè)計，并且日益在電氣設(shè)施中廣泛地應(yīng)用。但是干式和油浸式變壓器各有優(yōu)缺點(diǎn)，干式變壓器在檢修養(yǎng)護(hù)上非常簡便，防火性能也非常好，使用起來非常安全，但是油浸式變壓器，與傳統(tǒng)的干式變壓器相比，空載和負(fù)載的能源消耗上具有明顯的優(yōu)勢，在農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中，更是得到了較高的應(yīng)用，唯一美中不足的是絕緣油料易于燃燒，同時也不利于低碳環(huán)保要求。因此，在研發(fā)設(shè)計的時候，就要充分考慮到二者的缺陷問題，及時采取有效的措施，加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)。筆者試就干式和油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)行粗淺的研究探討。

1 干式變壓器和油浸式變壓器的基本特征及優(yōu)劣分析

1.1 干式變壓器的基本特征和優(yōu)缺點(diǎn)分析

干式變壓器通常具有無油、防潮、隔熱、阻塵的特點(diǎn)，部分區(qū)域放電量不是很高，又不宜燃燒，具有良好的防火優(yōu)勢，有效地防范了火災(zāi)隱患，降低了火災(zāi)防范和處置的資金投入支出，并且這種干式變壓器不存在漏油的現(xiàn)象，無需經(jīng)常對其進(jìn)行檢修維護(hù)，也降低了經(jīng)常性檢查處理的人力投入，另外，這種干式變壓器在房屋建筑物中配備，在作業(yè)施工的時候，采用的是無吊芯方式，不必占用太大的空間，還節(jié)省了工程造價支出，目前在很多人防下室以及多層、高層等耐火需求比較嚴(yán)格的大型房屋建筑工程的電氣設(shè)施中使用的非常普遍。特別是近年來使用環(huán)氧樹脂材料研發(fā)生產(chǎn)的干式變壓器，由于較好地解決了生產(chǎn)材料的絕緣阻熱性能，防止了過早地出現(xiàn)老化破損情況，防火級次已經(jīng)達(dá)到了H級，更是得到了很多使用者的廣泛青睞。

但是使用這種環(huán)氧樹脂材料設(shè)計生產(chǎn)的干式變壓器，散熱效果不是很好，熱量傳導(dǎo)的能力不是很強(qiáng)，通常在進(jìn)行溫度檢測的時候，主要是基于事先預(yù)設(shè)的溫度傳感設(shè)施，基點(diǎn)不是經(jīng)常變化的，一般溫度的數(shù)值不會出現(xiàn)顯著變化，而且即使有的部位熱量發(fā)生了較大的集中，也無法準(zhǔn)確地識別，存在著很大的誤差，況且這種絕緣材料，一旦破壞也無法恢復(fù)原狀，當(dāng)老舊破損積累到一定程度的時候，如果出現(xiàn)了安全隱患，變壓器就無法及時修復(fù)，而不得不提前報廢，環(huán)氧樹脂一旦報廢掉，也無法完整的回收利用，所以經(jīng)濟(jì)效果通常不是很好。

1.2 油浸式變壓器的基本特征和優(yōu)缺點(diǎn)分析

油浸式變壓器在研發(fā)設(shè)計的時候，主要利用了變壓器油的散熱功能，結(jié)構(gòu)類型不是很復(fù)雜，設(shè)計制造非常簡便適用，運(yùn)行起來也比較安全穩(wěn)定，所以近年來應(yīng)用的已經(jīng)越來越廣泛，很多電氣工程中都配備地采用這種油浸式的變壓設(shè)備。由于在散熱上使用的是變壓器油，尤其將熱量向外部的金屬構(gòu)造進(jìn)行傳遞，所以在熱量的散發(fā)上比較均衡、快捷，絕緣效果也能及時快速地復(fù)原。只不過這種變壓器油自身非常容易燃燒，在抗熱性上存在著不足，老化現(xiàn)象比較突出，因而在設(shè)計研發(fā)以及后期建筑工作施工應(yīng)用的時候，一定要充分考慮上述特征，嚴(yán)格遵循防火規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，科學(xué)設(shè)置防火級次標(biāo)準(zhǔn)和配備油料撲火設(shè)施，妥善處理發(fā)生火災(zāi)時候的油料流動增加蔓延趨勢的問題，對于可能發(fā)生老化質(zhì)變的絕緣油料，要安裝檢測設(shè)施并且定期檢查更換，促進(jìn)油料的再生利用。近年來，在科技發(fā)展日新月異的背景下，全封閉油浸式變壓設(shè)備得到了快速的研發(fā)設(shè)計和使用，通過油料自身冷熱調(diào)控性能的發(fā)揮，阻隔外部的空氣流通，防止了出現(xiàn)漏油的情況，而且這種變壓設(shè)備由于不使用呼吸設(shè)施，避免了氧化隱患，增加了使用年限，同時，在設(shè)計安裝的時候不用太大的空間，能源消耗比較小，空載時候能耗量減少了30%以上，電流的損耗減少了50%多，噪聲下降了幾乎8分貝，所以只要在設(shè)計的時候，優(yōu)化技術(shù)措施，克服油料燃燒的不利影響，將會獲得極大的利用空間。

2 干式變壓器和油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)當(dāng)把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

一是要科學(xué)地計算負(fù)荷系數(shù)。由于干式變壓器熱量散發(fā)效果不是很好，所以過負(fù)荷的性能就不是很強(qiáng)，電

流通過的極限應(yīng)當(dāng)控制在1.5倍額定數(shù)值以內(nèi)，以防止變壓設(shè)備出現(xiàn)故障。而油浸式變壓器如果過負(fù)荷達(dá)到了160%，使用的時候就需要控制在15分鐘之內(nèi)。所以在對這兩種變壓器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的時候，就要事先想到上述特征要求，科學(xué)地測算負(fù)荷的核定系數(shù)。

二是要科學(xué)地監(jiān)測溫度數(shù)值。由于干式變壓器在使用的時候熱量散發(fā)不好，就會始終處于高溫狀態(tài)，降低使用年限，而油浸式變壓器油料的溫度同干式變壓設(shè)備有所差別，所以考慮到優(yōu)化設(shè)計的實際需要，在研發(fā)測試的時候，就要對溫度進(jìn)行科學(xué)地監(jiān)測，通常需要控制在40℃以內(nèi)，并且對所有數(shù)據(jù)都要詳細(xì)記載，以便總結(jié)規(guī)律，確保在投入使用的時候，不因溫度散發(fā)不當(dāng)而出現(xiàn)保護(hù)裝置的誤動作故障，降低變壓設(shè)備的使用壽命，或者因油浸式變壓器內(nèi)部的高溫散發(fā)不出去，而引起油料自燃，損壞設(shè)備。一般在優(yōu)化設(shè)計的時候，也可以采取降容的措施，準(zhǔn)確地測算額定開關(guān)設(shè)施的保護(hù)定值，防止定值的過大造成電氣設(shè)施的損壞，同時也要避免在設(shè)計的時候，根據(jù)溫度的變化情況對定值進(jìn)行人為地調(diào)節(jié)，增加人力操作頻率，給變壓器的正常運(yùn)行造成不良影響。

三是要科學(xué)地控制空間高度。油浸式變壓設(shè)備在使用的時候，由于采取了吊芯操作方式，放置的空間比較開闊，風(fēng)流進(jìn)出部位的高度存在著很大的差別，以增強(qiáng)空氣的流動性，所以在對油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計的時候，要預(yù)先考慮到存放空間的高度問題，增強(qiáng)散熱和空氣對流效果。對于干式變壓設(shè)備來說，由于不用考慮空間的高度情況，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的時候，需要考慮設(shè)置單獨(dú)通風(fēng)設(shè)施，應(yīng)當(dāng)采取繞組的方式增加溫度控制系統(tǒng)，所以變壓器室的空氣流通一定要認(rèn)真地把握，科學(xué)地設(shè)計風(fēng)道設(shè)施，確保干式變壓設(shè)備的高溫及時散發(fā)，避免影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。比如，可以配置墻壁結(jié)構(gòu)的通風(fēng)系統(tǒng)，增加空氣流動，確保變壓器室的溫度在合理區(qū)間。

3 結(jié)論

無論是干式變壓器還是油浸式變壓器，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的時候，往往需要人工計算的技術(shù)處理，以確定包括額定電流電壓、荷載系數(shù)、繞組匝數(shù)、電磁系數(shù)等情況，所以一定要嚴(yán)格遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且結(jié)合變電站的實際需求，根據(jù)以往設(shè)計中總結(jié)的經(jīng)驗教訓(xùn)，確保設(shè)計方案的最優(yōu)化，確保變壓器設(shè)備運(yùn)行的安全可靠。

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1674-6708（2016）168-0179-01

魏義強(qiáng)，國家新聞出版廣電總局七五一臺。