油浸式變壓器線圈及線圈組裝中冷卻油道分析

尹永勝?丁毓晗

摘要：為保持油浸式變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)散熱能力、油流阻力等參數(shù)的有效控制，文章以冷卻油道設(shè)計(jì)作為研究對象，通過系統(tǒng)性探討線圈組裝環(huán)節(jié)冷卻油道的設(shè)計(jì)方法與構(gòu)建路徑，充分發(fā)揮冷卻油道的作用。

關(guān)鍵詞：油浸式變壓器;線圈組裝;冷卻油道;設(shè)計(jì)方案

0前言

電力網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中，基于差異化的使用需求，往往需要在特定的位置進(jìn)行油浸式變壓器等設(shè)備的安裝，旨在通過油浸式變壓器設(shè)備優(yōu)勢的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓、電流的有效調(diào)控。為保持油浸式變壓器等設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)，往往需要對變壓器結(jié)構(gòu)組成、設(shè)備參數(shù)等作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保油浸式變壓器等設(shè)備的安全、高效與穩(wěn)定運(yùn)行。

1 油浸式變壓器概述

在進(jìn)行冷卻油道設(shè)計(jì)工作前，通過梳理油浸式變壓器的結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)特點(diǎn)，使得技術(shù)人員可以思維認(rèn)知的角度出發(fā)，明確油浸式變壓器對于冷卻油管道布局的相關(guān)要求，提升了后續(xù)設(shè)計(jì)、優(yōu)化工作的針對性與有效性。

油浸式變壓器作為目前常用的變壓器類型，其廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)與居民建筑之中。經(jīng)過多年的發(fā)展，油浸式變壓器結(jié)構(gòu)形式更為多元，例如根據(jù)繞組的不同，可以分為雙繞組變壓器和三繞組變壓器兩種，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器兩種。盡管油浸式變壓器為了滿足不同場景下的使用需求，對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)做出了細(xì)微的調(diào)整，但是其整體結(jié)構(gòu)類型仍舊由鐵芯、繞組、油箱、油枕、絕緣套管、繼電器以及開關(guān)等結(jié)構(gòu)組成。在實(shí)際使用過程中，油浸式變壓器對于溫度、海拔高度等環(huán)境條件提要求相對較高，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，油浸式變壓器所處環(huán)境的氣溫應(yīng)當(dāng)在—25攝氏度到40攝氏度的范之內(nèi)，相對濕度不應(yīng)當(dāng)超過90%，海拔高度不應(yīng)當(dāng)超過1000米。考慮到油浸式變壓器對于溫度因素較為敏感，為延長其使用壽命，提升對環(huán)境適應(yīng)能力，需要有針對性地做好溫控結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2 油浸式變壓器線圈冷卻油道作用分析

油浸式變壓器線圈冷卻油道作用分析，技術(shù)人員從整體上掌握冷卻油道的使用場景，全面掌握冷卻油道布局設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，為后續(xù)冷卻油道設(shè)計(jì)工作的開展提供方向性引導(dǎo)。

考慮到油浸式變壓器對于設(shè)備溫度的要求較高，目前多數(shù)技術(shù)團(tuán)隊(duì)與生產(chǎn)廠家采取冷卻油道的設(shè)計(jì)方式，在油浸式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中的靜電板、絕緣端圈、角環(huán)、擋油板等零件區(qū)域增設(shè)冷卻油道，通過冷卻油道來提升整個(gè)變壓器線圈的散熱能力。冷卻油道的結(jié)構(gòu)布局的目的在于，通過擋油板、軸向油道的合理規(guī)劃與布局，充分發(fā)揮冷卻油道的溫度調(diào)節(jié)作用，最大程度地?cái)U(kuò)大冷卻油道的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)對油浸式變壓器線圈全覆蓋，避免出現(xiàn)溫度調(diào)控的盲區(qū)。同時(shí)借助結(jié)構(gòu)的合理化調(diào)整，確保冷卻油道內(nèi)油體可以快速回流，管控油體流動(dòng)的阻力，實(shí)現(xiàn)油浸式變壓器線圈冷卻效果的穩(wěn)步提升[1]。但是也需要認(rèn)識(shí)到，受到已有定式思維等因素的影響，技術(shù)人員在對油浸式變壓器線圈冷卻要到擋油板設(shè)計(jì)、軸向油道設(shè)計(jì)的過程中，在相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，沒有準(zhǔn)確把握油浸式變壓器線圈冷卻油道設(shè)計(jì)要求，這種情況如果沒有得到有效地解決與妥善的處理，勢必造成冷卻油道設(shè)計(jì)效果達(dá)不到預(yù)期的散熱要求，引發(fā)油浸式變壓器設(shè)備故障，造成電力網(wǎng)絡(luò)中斷。為保證油浸式變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性，不斷提升其散熱能力，需要針對地開展冷卻油道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等系列工作，旨在通過冷卻油道結(jié)構(gòu)的重塑，促進(jìn)其冷卻能力的有效提升。

3 油浸式變壓器線圈冷卻油道設(shè)計(jì)方案

油浸式變壓器線圈冷卻油道設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為充分發(fā)揮冷卻油道在散熱方面的優(yōu)勢，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整思路，著眼于油浸式變壓器整體構(gòu)成以及線圈布局特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，綜合分析，統(tǒng)籌考量，采取針對性的技術(shù)舉措，有序完成油浸式變壓器線圈冷卻油道的設(shè)計(jì)工作。

3.1油浸式變壓器線圈擋油板設(shè)計(jì)策略

擋油板的作用在于限制線圈內(nèi)油流的走向，根據(jù)這一功能定位，可以采用全擋油板以及半擋油板結(jié)構(gòu)，或者帶外撐條、外副撐條與帶外鎖撐條等多元化的擋油板技術(shù)方案。借助針對性的線圈擋油板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，可以在較短的時(shí)間內(nèi)，完成必要的導(dǎo)油處理，更好地解決油溫的冷卻處理問題。實(shí)際處理環(huán)節(jié)，考慮到冷卻油管布局要求，技術(shù)人員將變壓器線圈在電抗高度的方向上，借助擋油板設(shè)立一定數(shù)量的油區(qū)，油區(qū)數(shù)量的多少與電抗高度成正相關(guān)關(guān)系，即電抗高度越高，使用的擋油板數(shù)量越多，劃分的油區(qū)數(shù)量越多，現(xiàn)階段往往采用6油區(qū)、8油區(qū)以及10油區(qū)的線圈設(shè)置方案。油區(qū)劃分工作完成后，針對于強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，在變壓器線圈的上端、下端的位置安裝擋油板，實(shí)現(xiàn)油流的速率;對于非導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的變壓器，線圈的上端安裝擋油板，下端則不安裝擋油板，確保變壓器下部以及兩側(cè)進(jìn)油，上部出油，以保證油體的快速流動(dòng)，提升油浸式變壓器的整體散熱能力。

3.2油浸式變壓器線圈軸向油道設(shè)計(jì)策略

油浸式變壓器線圈軸向油道設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)規(guī)避變壓器屏線的布局區(qū)域，通過多根并繞的方式，將軸向油道布局在線圈匝間，為減少磨損程度，還需要在匝間的相關(guān)位置放置紙墊條，通過這種處理手段，最大程度地提升軸向油道的耐久度。對于非強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的軸向油道設(shè)計(jì)，技術(shù)人員需要采取對齊放置的方式，將線圈輻向均勻分布的方式，以保證整個(gè)軸向油道分布的科學(xué)性與有效性，這種布局方式保證了油浸式變壓器的線圈空間布局的有效性與合理性，減少了冷卻油道對于油浸式變壓器線圈結(jié)構(gòu)布局的影響，從結(jié)構(gòu)層面保證了油浸式變壓器的溫度調(diào)控能力。對于強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，則需要將兩個(gè)軸向油道進(jìn)行對齊放置，將強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的第一根線的外側(cè)與線圈第一根線內(nèi)側(cè)進(jìn)行連接，形成強(qiáng)油導(dǎo)向的連接通路，以保證油浸式變壓器線圈冷卻油管可以更好地服務(wù)散熱功能的使用需求。

結(jié)語

冷卻油道設(shè)計(jì)對于油浸式變壓器性能的提升有著深遠(yuǎn)的影響，是保證設(shè)備連續(xù)性、穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)的重要成效。在油浸式變壓器線圈及線圈組裝中冷卻油道分析中，需從實(shí)踐角度出發(fā)，綜合各類因素，優(yōu)化冷卻油道設(shè)計(jì)的思路與方法，搭建起科學(xué)的冷卻油道空間布局結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李永光，王新程，姜益民.基于蒸發(fā)冷卻技術(shù)的油浸式變壓器的試驗(yàn)研究[J].變壓器，2019（10）：114-114.