干式和油浸式變壓器優化設計分析

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，變壓器發揮著重要作用。近年來，隨著低碳生態環保要求的逐漸增強，在變壓器設備的生產研發中，能源消耗和電力設備運轉的安全穩定性能，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節進行了分析和闡述。

變壓器設備；干式；油浸式；優化設計

隨著經濟社會發展速度的不斷加快，電力行業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研發使用提供了廣闊的發展空間，需求數量也在持續地加強。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定性，很多變壓器生產廠家都開始增加了干式和油浸式變壓設備的研發設計，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缺點，干式變壓器在檢修養護上非常簡便，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勢，在農村電網系統中，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保要求。因此，在研發設計的時候，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劣分析

1.1 干式變壓器的基本特征和優缺點分析

干式變壓器通常具有無油、防潮、隔熱、阻塵的特點，部分區域放電量不是很高，又不宜燃燒，具有良好的防火優勢，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象，無需經常對其進行檢修維護，也降低了經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氧樹脂材料研發生產的干式變壓器，由于較好地解決了生產材料的絕緣阻熱性能，防止了過早地出現老化破損情況，防火級次已經達到了H級，更是得到了很多使用者的廣泛青睞。

但是使用這種環氧樹脂材料設計生產的干式變壓器，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，基點不是經常變化的，一般溫度的數值不會出現顯著變化，而且即使有的部位熱量發生了較大的集中，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，如果出現了安全隱患，變壓器就無法及時修復，而不得不提前報廢，環氧樹脂一旦報廢掉，也無法完整的回收利用，所以經濟效果通常不是很好。

1.2 油浸式變壓器的基本特征和優缺點分析

油浸式變壓器在研發設計的時候，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定，所以近年來應用的已經越來越廣泛，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，老化現象比較突出，因而在設計研發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，嚴格遵循防火規范的相關規定，科學設置防火級次標準和配備油料撲火設施，妥善處理發生火災時候的油料流動增加蔓延趨勢的問題，對于可能發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設計和使用，通過油料自身冷熱調控性能的發揮，阻隔外部的空氣流通，防止了出現漏油的情況，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化設計中應當把握的關鍵環節

一是要科學地計算負荷系數。由于干式變壓器熱量散發效果不是很好，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倍額定數值以內，以防止變壓設備出現故障。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。

二是要科學地監測溫度數值。由于干式變壓器在使用的時候熱量散發不好，就會始終處于高溫狀態，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，所以考慮到優化設計的實際需要，在研發測試的時候，就要對溫度進行科學地監測，通常需要控制在40℃以內，并且對所有數據都要詳細記載，以便總結規律，確保在投入使用的時候，不因溫度散發不當而出現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不出去，而引起油料自燃，損壞設備。一般在優化設計的時候，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，根據溫度的變化情況對定值進行人為地調節，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，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，避免影響設備運轉。比如，可以配置墻壁結構的通風系統，增加空氣流動，確保變壓器室的溫度在合理區間。

3 結論

無論是干式變壓器還是油浸式變壓器，在進行優化設計的時候，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、繞組匝數、電磁系數等情況，所以一定要嚴格遵循規范標準的要求，并且結合變電站的實際需求，根據以往設計中總結的經驗教訓，確保設計方案的最優化，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。