干式和油浸式變壓器優(yōu)化設計分析

魏義強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)化設計分析

魏義強
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，在變壓器設備的生產(chǎn)研發(fā)中，能源消耗和電力設備運轉的安全穩(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用空間也變得越來越廣泛，這就給這兩種類型變壓設備的設計提出了新的更高的要求。本文結合干式和油浸式變壓器的結構特點和程序要求，對在設計中應當把握的關鍵技術環(huán)節(jié)進行了分析和闡述。

變壓器設備；干式；油浸式；優(yōu)化設計

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展速度的不斷加快，電力行業(yè)也得到了蓬勃的興起，供電能力和裝機容量都得到了不斷的增強，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。特別是近年來城市化建設進程的不斷加快，很多大型房屋建筑物的施工建設數(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備的研發(fā)設計，并且日益在電氣設施中廣泛地應用。但是干式和油浸式變壓器各有優(yōu)缺點，干式變壓器在檢修養(yǎng)護上非常簡便，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，加強技術改進。筆者試就干式和油浸式變壓器的優(yōu)化設計，進行粗淺的研究探討。

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)缺點分析

干式變壓器通常具有無油、防潮、隔熱、阻塵的特點，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，有效地防范了火災隱患，降低了火災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)常對其進行檢修維護，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格的大型房屋建筑工程的電氣設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)氧樹脂材料設計生產(chǎn)的干式變壓器，散熱效果不是很好，熱量傳導的能力不是很強，通常在進行溫度檢測的時候，主要是基于事先預設的溫度傳感設施，基點不是經(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原狀，當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，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)缺點分析

油浸式變壓器在研發(fā)設計的時候，主要利用了變壓器油的散熱功能，結構類型不是很復雜，設計制造非常簡便適用，運行起來也比較安全穩(wěn)定，所以近年來應用的已經(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造進行傳遞，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，因而在設計研發(fā)以及后期建筑工作施工應用的時候，一定要充分考慮上述特征，嚴格遵循防火規(guī)范的相關規(guī)定，科學設置防火級次標準和配備油料撲火設施，妥善處理發(fā)生火災時候的油料流動增加蔓延趨勢的問題，對于可能發(fā)生老化質變的絕緣油料，要安裝檢測設施并且定期檢查更換，促進油料的再生利用。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備得到了快速的研發(fā)設計和使用，通過油料自身冷熱調控性能的發(fā)揮，阻隔外部的空氣流通，防止了出現(xiàn)漏油的情況，而且這種變壓設備由于不使用呼吸設施，避免了氧化隱患，增加了使用年限，同時，在設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，所以只要在設計的時候，優(yōu)化技術措施，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)化設計中應當把握的關鍵環(huán)節(jié)

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

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

二是要科學地監(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備有所差別，所以考慮到優(yōu)化設計的實際需要，在研發(fā)測試的時候，就要對溫度進行科學地監(jiān)測，通常需要控制在40℃以內，并且對所有數(shù)據(jù)都要詳細記載，以便總結規(guī)律，確保在投入使用的時候，不因溫度散發(fā)不當而出現(xiàn)保護裝置的誤動作故障，降低變壓設備的使用壽命，或者因油浸式變壓器內部的高溫散發(fā)不出去，而引起油料自燃，損壞設備。一般在優(yōu)化設計的時候，也可以采取降容的措施，準確地測算額定開關設施的保護定值，防止定值的過大造成電氣設施的損壞，同時也要避免在設計的時候，根據(jù)溫度的變化情況對定值進行人為地調節(jié)，增加人力操作頻率，給變壓器的正常運行造成不良影響。

三是要科學地控制空間高度。油浸式變壓設備在使用的時候，由于采取了吊芯操作方式，放置的空間比較開闊，風流進出部位的高度存在著很大的差別，以增強空氣的流動性，所以在對油浸式變壓器優(yōu)化設計的時候，要預先考慮到存放空間的高度問題，增強散熱和空氣對流效果。對于干式變壓設備來說，由于不用考慮空間的高度情況，在進行優(yōu)化設計的時候，需要考慮設置單獨通風設施，應當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真地把握，科學地設計風道設施，確保干式變壓設備的高溫及時散發(fā)，避免影響設備運轉。比如，可以配置墻壁結構的通風系統(tǒng)，增加空氣流動，確保變壓器室的溫度在合理區(qū)間。

3 結論

無論是干式變壓器還是油浸式變壓器，在進行優(yōu)化設計的時候，往往需要人工計算的技術處理，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，所以一定要嚴格遵循規(guī)范標準的要求，并且結合變電站的實際需求，根據(jù)以往設計中總結的經(jīng)驗教訓，確保設計方案的最優(yōu)化，確保變壓器設備運行的安全可靠。

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1674-6708（2016）168-0179-01

魏義強，國家新聞出版廣電總局七五一臺。