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    干式和油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計策略

    2021-12-16 10:26:43楊波
    科海故事博覽·上旬刊 2021年12期
    關(guān)鍵詞:優(yōu)化設(shè)計

    楊波

    摘 要 現(xiàn)代電力工程設(shè)施中以變壓器為核心,起著穩(wěn)定全工程正常運行的作用,而現(xiàn)代電力工程建設(shè)要求滿足低碳生態(tài)環(huán)保的目標,所以技術(shù)人員更注重研發(fā)安全穩(wěn)定性更強的變壓器設(shè)備,其中干式與油浸式變壓器是最常見的變壓器形式,在現(xiàn)代電力工程中的應用也更加廣泛。然而技術(shù)人員要綜合考慮干式變壓器與油浸式變壓器的應用優(yōu)勢,結(jié)合現(xiàn)代電力工程的設(shè)計,給出更為具體的變壓器結(jié)構(gòu)特點,并對其中的關(guān)鍵技術(shù)加以分析,才能夠充分發(fā)揮干式與油浸式變壓器的優(yōu)化作用。本文從干式變壓器與油浸式變壓器的基本特征及優(yōu)劣進行分析,并詳細研究了干式與油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計的方案。

    關(guān)鍵詞 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計 現(xiàn)代電力工程 油浸式變壓器

    中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2021)12-0005-02

    隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的快速進步,電力行業(yè)的發(fā)展速度越來越快,以往的功能形式已經(jīng)難以滿足當下社會生產(chǎn)對電能的需求,所以供電企業(yè)也需要研發(fā)性能更強的變壓器,才能滿足現(xiàn)代電力工程的運行需求。尤其是近年來現(xiàn)代化城市的發(fā)展速度越來越快,高層房屋建筑的數(shù)量越來越多,也在一定程度上促進了電氣工程的發(fā)展,許多變壓器的生產(chǎn)廠家都在干式與油浸式變壓器的研發(fā)設(shè)計中投入了更多的資金,因其各有優(yōu)點和缺點,干式變壓器的檢修養(yǎng)護工作非常方便,具有較好的防火性,油浸式變壓器則在空載或負載的能源消耗上具有明顯的優(yōu)勢。因此,生產(chǎn)廠家在研發(fā)這兩種變壓器時,要考慮到二者的優(yōu)點與缺點,采取有效的措施,加強技術(shù)方面的改進,再探究有效的優(yōu)化措施,以加強技術(shù)方面的研究。

    1 干式變壓器和油浸式變壓器的基本特征與優(yōu)勢、劣勢

    1.1 干式變壓器的基本特征與優(yōu)缺點

    干式變壓器的特點非常明顯,具有較好的防潮隔熱性,能夠阻隔灰塵,部分區(qū)域中的放電量不高并且不易燃燒,所以干式變壓器的防火性非常好,可以消除火災隱患,減少供電企業(yè)在火災防范措施中的資金投入。因此并不需要企業(yè)對其進行過多的檢修維護,所以在日常維修工作中,干式變壓器也可以為企業(yè)減少一定的成本投入。在現(xiàn)代房屋建筑工程中應用干式變壓器,可以在施工作業(yè)階段采用無吊芯的方式安裝,不會占據(jù)太多的施工空間,能夠幫助建設(shè)方減少工程造價的支出。在地下室及多層建筑中,干式變壓器可以滿足其較高的耐火需求,比如近年來,生產(chǎn)商使用環(huán)氧樹脂材料研發(fā)生產(chǎn)的干式變壓器,就能夠在一定程度上解決變壓器的絕緣隔熱問題,可以防止生產(chǎn)材料過早出現(xiàn)老化的情況,其防火等級可以達到H級,得到施工企業(yè)的廣泛認可。然而使用環(huán)氧樹脂材料生產(chǎn)的干式變壓器在散熱方面并不理想,因為該類材料的熱傳導能力并不是非常優(yōu)秀,所以在溫度檢測中,溫度的基點并不會產(chǎn)生變化,事先預設(shè)的溫度傳感設(shè)施也不會使數(shù)值出現(xiàn)顯著的變化,如果有些部位的熱量存在集中的問題,也難以被傳感器準確識別,況且環(huán)氧樹脂屬于較好的絕緣材料,如果受到外力的破壞很難恢復原狀,而長年累月的運行積累的老舊破損等問題,也會使設(shè)備提前面臨報廢,而環(huán)氧樹脂材料一旦報廢是很難回收利用的,所以利用環(huán)氧樹脂材料生產(chǎn)的干式變壓器并不具有回收利用的價值,其經(jīng)濟性與環(huán)保性都不是非常理想[1]。

    1.2 油浸式變壓器的基本特征與優(yōu)缺點

    設(shè)備生產(chǎn)商在研發(fā)油浸式變壓器時,更多地會考慮到油浸式變壓器的散熱功能,所以油浸式變壓器的結(jié)構(gòu)并不是非常復雜。而且設(shè)計師考慮到設(shè)備的簡單適用性,為使其運行狀態(tài)更加穩(wěn)定,設(shè)計師在油浸式變壓器中使用了變壓器油,由內(nèi)部向外部傳遞熱量,而熱量的散發(fā)是比較均衡的,并且油浸式變壓器的絕緣效果非常理想,能夠快速地復原。但是油浸式變壓器自身非常容易燃燒,設(shè)備的抗熱性并不好,尤其是應用到建筑工地上時,技術(shù)人員要考慮到油浸式變壓器的顯著特征,嚴格遵守建筑消防安全的施工規(guī)范,科學地設(shè)計防火級次標準及撲火設(shè)施,能夠?qū)馂臅r油料流動的問題進行有效的處理??紤]油浸式變壓器可能會出現(xiàn)設(shè)備老化的問題,技術(shù)部門要定期檢查更換變壓器,促進油料的再生利用。

    當今時代油浸式變壓器的應用范圍已經(jīng)非常廣,設(shè)備可以通過油料來調(diào)節(jié)自身的冷熱性能,對外部的空氣流通予以阻隔,最大程度防止油浸式變壓器出現(xiàn)漏油的情況。這種設(shè)備并沒有設(shè)置呼吸設(shè)施,所以可以有效地避免氧化的問題,使設(shè)備的運行壽命得以延長,并且油浸式變壓器的能耗量比較小,電流損耗量也有所降低,不會在運行時出現(xiàn)過多的噪音。設(shè)計師利用了多種優(yōu)化技術(shù),可以克服油料在燃燒過程中產(chǎn)生的諸多不利因素,能夠使油浸式變壓器的利用空間更大,更適合現(xiàn)代建筑施工中的應用[2]。

    2 干式變壓器與油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計

    2.1 把握優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

    技術(shù)人員要科學的計算負荷系數(shù),考慮到干式變壓器的散熱性能不夠理想,所以不能讓干式變壓器承擔過多的負荷,要使電流通過的極限值處于1.5倍額定數(shù)值以下,可以有效地防止干式變壓設(shè)備出現(xiàn)故障,而油浸式變壓器所承擔的負荷要低于160%,使用時間要控制在15分鐘以內(nèi),所以技術(shù)人員在設(shè)計兩種變壓器時,要考慮到上述特征的需求,對電力系統(tǒng)中變壓器的核定系數(shù)做出科學的測算。技術(shù)人員對干式變壓器與油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計要基于兩種變壓器的基本特點,充分考慮兩種變壓器的優(yōu)勢與劣勢,把握優(yōu)化設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因為兩種變壓器都有其顯著的劣勢所在,如果技術(shù)人員沒有將劣勢作為優(yōu)化設(shè)計的底線,就容易使變壓器在運行中承受較大的負荷。比如干式變壓器的劣勢在于散熱性能不好,那么技術(shù)人員在設(shè)計中就要先考慮到干式變壓器的散熱問題,給出具體的優(yōu)化方案以后再考慮設(shè)備的其他方面問題,優(yōu)化設(shè)計就是要減少設(shè)備劣勢的影響,以免設(shè)備的劣勢會作用于整體電力工程的運行。技術(shù)人員還要考慮到設(shè)計中的環(huán)保性要求,比如干式變壓器的環(huán)保性價值較低,所以在優(yōu)化設(shè)計過程中,技術(shù)人員就可以考慮如何提升干式變壓器的環(huán)保性價值,所謂優(yōu)化就是要彌補設(shè)備的不足之處,使其優(yōu)勢更優(yōu)、劣勢降低,才能夠提升電氣設(shè)備的綜合性能[3]。

    2.2 科學監(jiān)測變壓器溫度數(shù)值

    干式變壓器的散熱性不好已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)眾所周知的特征,所以干式變壓器容易在運行中始終處于高溫的狀態(tài),那么該類設(shè)備的使用年限就會大大降低,并且會因為常年的高溫作業(yè)而影響設(shè)備的正常性能。但油浸式變壓器則不同,因為油浸式變壓器中有油料,所以會與干式變壓器中的溫度存在不同之處,技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計中要考慮到兩者之間的區(qū)別,再根據(jù)實際設(shè)計的需要對變壓器運行的溫度加以嚴格的控制。比如將溫度控制在40℃之內(nèi),詳細記載實驗過程中出現(xiàn)的所有數(shù)字記錄,總結(jié)出不同設(shè)備在優(yōu)化運行中的不同規(guī)律,那么就可以在優(yōu)化設(shè)計中借助規(guī)律降低動作故障的情況,使設(shè)備不會因為保護不當而出現(xiàn)縮短運行壽命的問題。油浸式變壓器的內(nèi)部如果高溫難以散發(fā),則可能會影響油料的狀態(tài),比如引起油料自燃致使設(shè)備損壞,所以技術(shù)人員可以采用兼容的方式進行優(yōu)化設(shè)計,測算出開關(guān)設(shè)施的保護值以后,根據(jù)溫度的變化來調(diào)節(jié)定值,以增加人為操作的頻率,以免對變壓器的正常運行造成不利影響,而科學監(jiān)測變壓器的溫度數(shù)值已經(jīng)成為優(yōu)化設(shè)計中的基礎(chǔ)項目,是設(shè)計人員必須要做的準備工作。

    2.3 科學控制變壓器空間高度

    油浸式變壓器是采用了吊芯操作的方式,所以放置油浸式變壓器的位置要比較開闊,風流進出的部位也存在著較大的差別,在對油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計中,技術(shù)人員要考慮到空氣流通性對油浸式變壓器運行溫度的影響,所以可以將其放置在空氣流通速度較好的位置,用于增強油浸式變壓器的散熱性,利用空氣流通的效果來調(diào)整油浸式變壓器的運行狀態(tài)。如果是干式變壓器設(shè)備,則技術(shù)人員不需要考慮太多空間高度的因素,只需要在優(yōu)化設(shè)計的階段考慮單獨形式的通風設(shè)施,比如采取繞組的方式增加溫度控制系統(tǒng),可以對干式變壓器放置的空間進行空氣流通速度的測量,科學設(shè)施風道設(shè)施以后,保證干式變壓器的高溫狀況能夠及時地散發(fā)、不會影響干式變壓器的正常運轉(zhuǎn)即可。比如設(shè)計師可以搭配干式變壓器,安裝以墻壁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的通風系統(tǒng),持續(xù)增加空間內(nèi)的空氣流通,以此能夠保證干式變壓器存放空間的溫度處于合理的狀態(tài)。因此,科學的控制變壓器空間高度也是一種有效的優(yōu)化方法,可以為設(shè)計師帶來更多的優(yōu)化思路,而不是局限于某一方面的優(yōu)化,考慮到兩種變壓器都需要在散熱方面加以優(yōu)化,設(shè)計師就要在客觀運行條件方案上進行有效的控制[4]。

    3 結(jié)語

    在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行中,無論是干式變壓器還是油浸式變壓器,都要技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計中以人工計算的方式進行技術(shù)處理,其中要對變壓器的額定電流、荷載系數(shù)及繞組匝數(shù)等參數(shù)進行控制,并且要嚴格地按照技術(shù)規(guī)范來迎合變壓器的實際需求,在以往的設(shè)計經(jīng)驗中總結(jié)方法,使優(yōu)化方案能夠符合技術(shù)標準,則變壓器設(shè)備的運行也能更加可靠和安全。

    參考文獻:

    [1] 陳軍,趙小玲.制漿造紙企業(yè)配電變壓器的選擇和節(jié)能探討[J].中國造紙,2020,39(11):48-52.

    [2] 趙祥光,李春霞,盧金鐸,辛勇.電力變壓器標準體系概況[J].河南科技,2019(26):120-122.

    [3] 蔡楊,柴寅博.綜合管廊中干式變壓器的應用與研究[J].智能城市,2018,04(24):74-75.

    [4] 魏義強.干式和油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計分析[J].科技傳播,2016,08(15):179,198.

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