分體變壓器在戶內變電站設計中的應用

何寧+鄭家波

摘 要：隨著城市戶內變電站建設的加快，其自身的散熱問題和影響周邊環境的噪聲問題受到了社會各界的高度關注。在傳統的變壓器布置方案中，散熱與降噪成為了難以調和的矛盾點。簡要介紹了一種主變散熱器與主變本體分離的布置形式，而實際的變電站設計方案證明了該變壓器布置方案能有效提高設備的散熱效率，隔絕噪聲，為戶內變電站設計提供新思路。

關鍵詞：分體變壓器；戶內變電站；散熱器；降噪

中圖分類號：TM632+.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.156

1 分體變壓器的應用背景

隨著廣州城區規劃的擴大和人們生活水平的不斷提高，城區的用電負荷也在快速增加，所以，必須在市區內建設變電站。從20世紀80年代中后期開始，廣州110 kV變電站和220 kV變電站基本以戶內變電站的形式存在。

戶內變電站占地面積小，與環境親和，與城市發展規劃相契合。但是，由于設備布置空間狹小，所以，散熱困難的問題尤為突出。主變壓器是變電站內最重要的設備之一，其運行特點是發熱量大、噪聲衰減困難。對于戶內變電站，為了便于變壓器散熱，可以采取安裝大功率的排氣扇，增大變壓器室進、排氣口等措施。變壓器發出的低頻噪聲會隨著距離的增加而衰減，并且衰減速度比較慢。由此可知，采取這些措施會直接影響主變室對噪聲的隔絕效果。

為了解決市區變電站的噪聲、散熱等問題，北京、上海、蘇州等大城市開始應用分體式變壓器，并取得了良好的效果。這種變壓器將主變本體埋于地下或密封在隔音房間內，將散熱器布置在容易散熱的地方，利用油管將本體與散熱器連接。因為變壓器的噪聲主要來自器身本體，所以，散熱的任務主要是由散熱器完成的。采取這種方案能有效降低噪聲，并兼顧變壓器散熱與降噪的問題。

2 分體變壓器的概念

分體式變壓器是指將主變本體和散熱部件分開布置在不同的房間，并利用熱管連接的一種變壓器。其特征是，將儲油柜與散熱器安裝在一起，與變壓器本體分離；變壓器本體通過導油管和匯流槽與散熱器連接，變壓器本體通過儲油柜聯管與儲油柜連接，以實現分體散熱。按照散熱器與主變分離的相對位置，可將其分為垂直布置和水平布置。

2.1 垂直分體布置

變壓器本體布置在獨立的變壓器室內，散熱器布置在變壓器室斜上方或者上方。采用垂直分體布置后，不僅可以節省散熱器部分的占地面積，還能充分利用變壓器室的上方空間。

2.2 水平分體布置

散熱器通過熱管與本體相連，本體一般被封閉在單獨的房間中，以隔絕噪聲。由于散熱器、本體處于同一水平面上，相對于重置，布置本體時油壓比較小，制造和維護成本也會相對減少。

3 利用分體變壓器改善變電站的運行狀況

該設計方案主要應用于1座110 kV的戶內變電站中。采用冷卻裝置與主變本體分離，將主變壓器室與散熱器設置為磚封閉結構，并利用建筑物將主變本體與外界隔離，達到聲隔離的效果，降低噪聲的影響。

3.1 本體的布置和安裝

根據主變器身本體的外形尺寸，將它布置于戶內7 800 mm×9 000 mm 的獨立小室中?？紤]到本體油箱的實際散熱量，小室采用門下百頁窗進風、上方排風的通風方式。根據器身本體軌距和質量設置長條型的土建基礎，并將本體安裝在基礎之上。

3.2 散熱器的布置和安裝

散熱器與本體室一墻之隔，連同匯流管一起為半戶外式布置。其上方有屋面和氣樓，一側面全敞開，以增大散熱面積。而戶外新鮮空氣流經散熱器后，由氣樓排風。

敞開的進風側面選用裝飾性的花格柵作護網。這樣，既能裝飾整個變電站的外觀，又能保證其通風條件。

3.3 本體與散熱器的連接

上、下各有3根油管穿墻連接本體與散熱器匯流管。根據油管管徑和位置，在隔墻上預留圓孔，油管安裝后將縫隙封堵。

3.4 事故油池

將變壓器的放油閥門設置在本體下側，本體下方設有事故蓄油池，蓄油池上層有格柵并敷有卵石層。當變壓器發生故障時，事故油經卵石流入蓄油池。

3.5 通風散熱條件比較

對于常規形式的變電站，主變全戶內布置。散熱器掛壁安裝在本體上，全部發熱量均在室內，采用主變室下側百葉窗進風、上方氣樓排風的方式通風散熱，效果不夠理想。所以，將分體變壓器的散熱器置于戶外，明顯改善了其散熱效果。

4 結論與展望

將變壓器的散熱器置于戶外，明顯改善了其散熱效果。鑒于此，可以增加變壓器的輸出效率，提高其實際運行能力；減少變壓器長時間過度發熱造成的絕緣破壞，提高設備的安全性，并延長變壓器的使用壽命。

與直掛式變壓器相比，分體式變壓器占地面積比較大。在設計變電站時，需注意布置散熱器的風路，盡可能使其合理。同時，也對變壓器的設計、生產工藝、絕緣材料、質量管理和試驗等環節提出了新要求。因此，在應用分體變壓器時，需要考慮實際情況，合理配置。

應用分體式低損耗變壓器可以完善變壓器室的通風系統，使戶內變電站的變壓器運行條件優于常規變電站，從而增加主變壓器的運行可靠性、過載能力和抗風險能力。它的應用體現了變電站設計“以人為本”的理念，為今后城市變電站規劃選址、設備選型和布局等提供了新的設計思路。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕