本文摘要：1引言 隨著變壓器技術(shù)的不斷發(fā)展，變壓器容量的不斷增加和電壓等級不斷升高，這相當(dāng)于對變壓器的安全運(yùn)行也提出了更高的要求。出于高能效的考慮，單臺(tái)變壓器的容量越來越大，這就意味著在電壓等級不變的前提下，變壓器電流就越大，繞組發(fā)熱的問題就會(huì)變得尤
1引言
隨著變壓器技術(shù)的不斷發(fā)展，變壓器容量的不斷增加和電壓等級不斷升高，這相當(dāng)于對變壓器的安全運(yùn)行也提出了更高的要求。出于高能效的考慮，單臺(tái)變壓器的容量越來越大，這就意味著在電壓等級不變的前提下，變壓器電流就越大，繞組發(fā)熱的問題就會(huì)變得尤為突出，解決大容量變壓器繞組散熱的問題也成為當(dāng)今變壓器設(shè)計(jì)中不可忽視的重點(diǎn)。
2強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)
變壓器繞組中循環(huán)流動(dòng)的油流，流速快帶走的熱量也多，散熱就好，但為了避免油道由于流速太快而形成電荷積累，必須嚴(yán)格控制油流的速度，一般來說線圈里的油流速度須控制在0.75m/s以下，器身的油流速度須控制在1m/s以下，以保證導(dǎo)線不產(chǎn)生油流帶電。
影響變壓器油流帶電的主要因素除了油流速度、 還有油的溫度和加交流電場等。變壓器局部放電一般發(fā)生在電壓高、絕緣距離小的易導(dǎo)電的部位，如鋼結(jié)構(gòu)件、繞組端部等位置。大容量變壓器既要解決繞組的散熱問題，又要解決因油流速度太快而產(chǎn)生閃絡(luò)放電問題，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里的難點(diǎn)。
強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)很好地解決了這個(gè)問題。強(qiáng)油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)也稱強(qiáng)油循環(huán)，用油泵將變壓器上部的熱油抽出，經(jīng)過上部的聯(lián)管進(jìn)入散熱片，熱油經(jīng)過散熱片靠風(fēng)冷或者水冷把大量的熱量帶走，然后經(jīng)散熱片下部的吸油室把冷卻過的油經(jīng)聯(lián)管再送回變壓器本體。變壓器內(nèi)部則會(huì)在器身下部設(shè)置油流導(dǎo)向結(jié)結(jié)構(gòu)，為油流提供了指定的通路，讓絕大部分的油有效地流向繞組內(nèi)部，從而達(dá)到冷卻變壓器線圈的目的，大大地提高了散熱效率。如此不間斷地循環(huán)，保證變壓器一直處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。這種方式目前已在電網(wǎng)變壓器中廣泛使用。電力系統(tǒng)中的大容量變壓器，基本上都以強(qiáng)油循環(huán)變壓器為主。
3強(qiáng)油結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
3.1下部托板進(jìn)油孔分布的優(yōu)化
變壓器油進(jìn)入油箱底部油槽后，通過下夾件的導(dǎo)油管把油導(dǎo)入托板下部的支撐墊塊，再經(jīng)過托板導(dǎo)入到線圈本身里，為了達(dá)到散熱效果又不引起油流帶電，設(shè)計(jì)會(huì)計(jì)算每個(gè)線圈的占油比例并合理設(shè)計(jì)導(dǎo)油孔位置。借鑒一些企業(yè)的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝制作水平， 改進(jìn)了器身油流導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)。
3.1.1結(jié)構(gòu)改進(jìn)前
下圖是傳統(tǒng)常用的進(jìn)油孔分配結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)不大適用于大容量變壓器，因?yàn)楫?dāng)變壓器容量很大時(shí)或者說泵容量很大時(shí)油孔位置的流速很容易就超過限定值了，使得絕緣油流過此處時(shí) , 會(huì)在油紙界面上產(chǎn)生電荷分離，進(jìn)而形成油道中局部電荷的積累，即出現(xiàn)油流帶電現(xiàn)象。當(dāng)這種積聚達(dá)到一定程度時(shí), 就會(huì)在油中產(chǎn)生浮云狀的直流勢差, 產(chǎn)生閃絡(luò)放電, 破壞油道的絕緣性能，甚至還有可能引起局部放電造成試驗(yàn)失敗，存在很大隱患。
3.1.2結(jié)構(gòu)改進(jìn)介紹
上圖是改進(jìn)后的油孔分布圖，變壓器油通過夾件導(dǎo)油管導(dǎo)入到托板下面的支撐墊塊，在此墊塊上方開稍大的儲(chǔ)油腔，把變壓器油由線圈外側(cè)引流到線圈內(nèi)側(cè)，再通過放置托板封住油腔并讓這些進(jìn)油孔均分布在油腔的正上方，低壓電流大發(fā)熱最厲害，并且一般在線圈排列的最里側(cè)，所以考慮在器身內(nèi)側(cè)和外側(cè)均設(shè)置進(jìn)油孔是比較合理的。此過程需注意零部件配合以防止漏油，每個(gè)象限設(shè)計(jì)兩個(gè)或者多個(gè)進(jìn)油孔，孔徑的大小可以一樣也可不同，通過調(diào)節(jié)油孔的大小和數(shù)量及在象限里的角度來達(dá)到滿足計(jì)算的要求。一般來說為了保證線圈的有效支撐實(shí)現(xiàn)線圈壓力的有效傳遞，進(jìn)油孔一般設(shè)置在兩個(gè)線圈之間的油道撐條和紙筒下方，并分布在墊塊位中間的空檔位處。這樣最大限度地避免了油道墊塊擋住進(jìn)油孔，保證了油流的流暢。
以下三個(gè)位置容易出現(xiàn)油流瓶頸，計(jì)算時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注：
夾件導(dǎo)油管位置;可根據(jù)需要增加管徑。
托板開孔位置;可根據(jù)需要增加孔的數(shù)量和擴(kuò)大孔徑。
托板上線圈下部圓周油槽位置;可根據(jù)需要調(diào)整撐條和紙筒的高度、紙圈墊塊的放置位置以增大油槽的截面積大小。
3.1.3結(jié)構(gòu)改進(jìn)后
這種結(jié)構(gòu)使得線圈下方的墊塊都得以保留，保證了線圈的有效支撐，實(shí)現(xiàn)了線圈夾緊力的有效傳遞。也如大家所知，變壓器容量大時(shí)，油泵的容量相應(yīng)也大，托板進(jìn)油孔處就容易出現(xiàn)瓶頸。這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使得油孔分布均勻，既保證油流又解決了油流過快的問題，優(yōu)化了油流的分布，消除托板進(jìn)油點(diǎn)的瓶頸。大大降低了因油流帶電引起局部放電的可能性，提高了產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性和安全性。這種優(yōu)化對大容量變壓器的冷卻油路設(shè)計(jì)和防止變壓器局部過熱, 提高變壓器的負(fù)荷能力都具有及其重要的參考意義。
3.2下部鐵件和絕緣件連接位置的優(yōu)化
傳統(tǒng)的油導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為下夾件鐵管導(dǎo)入的導(dǎo)油結(jié)構(gòu)。容量大，變壓器體積也相對較大，偏差就更容易出現(xiàn)，不同材料的配合也容易出現(xiàn)異常。
3.2.1結(jié)構(gòu)改進(jìn)前
線圈托板下部，在鐵管和絕緣件連接位置處，既導(dǎo)油鐵管和托板下支撐墊塊連接處，由于夾件較長每個(gè)支撐鐵焊接的累積公差較大、加上安裝公差、絕緣件收縮等因素，使得鐵管和絕緣件不能很好地貼合，甚至出現(xiàn)斜縫。如果這縫隙不消除會(huì)導(dǎo)致變壓器油滲漏。當(dāng)出現(xiàn)這種不平或者斜縫時(shí)，車間需要吊起整個(gè)器身，在縫隙處填充紙板再套下器身，由于重力導(dǎo)致的變形很難一次性調(diào)整到位，需要反復(fù)調(diào)整才能消除縫隙，長時(shí)間占用了吊具和人力，耗費(fèi)工時(shí)，效率低。
3.2.2結(jié)構(gòu)改進(jìn)介紹
在夾件導(dǎo)油管和磁屏蔽外側(cè)的絕緣件之間增加一個(gè)膠墊，利用膠墊的彈性變形簡單有效地消除了由各種因素造成的不平整和縫隙。為了避免膠墊移位，膠墊本身開了限位孔，和導(dǎo)油管及放在其上面的絕緣件用螺桿銷在一起，放置在上面的絕緣件也根據(jù)膠墊的形狀開凹槽，完全覆蓋并限位膠墊。為了避免膠墊開裂滲漏，膠墊應(yīng)盡量做得面積大一些。
3.2.3結(jié)構(gòu)改進(jìn)后
改進(jìn)后的油流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可靠，加工簡便，由夾件焊接公差引起的配合縫隙導(dǎo)致的局部漏油問題也得到了很好低解決。直接用膠墊代替來回調(diào)節(jié)的紙板，操作簡單快速，節(jié)約了工時(shí)，釋放了工裝設(shè)備的空閑時(shí)間，提高了工作效率，同時(shí)降低了變壓器的制造成本。也避免了由于來回起吊器身而對絕緣件造成的不可預(yù)知的絕緣損壞。提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，使實(shí)際流速和理論計(jì)算盡可能地保證一致性，從而提高了產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性和安全性。
變壓器評職知識(shí)：寫變壓器的論文好發(fā)表嗎
四、結(jié)束語：
多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)告訴我們，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可靠性始終是變壓器長期安全運(yùn)行的根本，也是使廠家在行業(yè)中立于不敗之地的關(guān)鍵，當(dāng)然，加強(qiáng)對變壓器外部冷卻系統(tǒng)的檢查也至關(guān)重要，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。避免因外部冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致油溫急劇上升，這將對變壓器內(nèi)部絕緣材料造成很大威脅，可能造成絕緣老化、擊穿。內(nèi)外相輔相成，缺一不可。 此油流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，成本低、結(jié)構(gòu)簡單、便于實(shí)現(xiàn)、安全可靠，為大容量變壓器解決油流帶電問題指明了方向，這對于變壓器制造廠家和修造單位均有參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
[1]董卓飛,袁鳳艷.變壓器油流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)改進(jìn). 變壓器, 2015.02.25,15-16.
[2]鄭役軍. 終油冷卻我變雇器油流帶電分析. 電力安全技術(shù), 2003.12.25,25-27.
[3]陳春江.強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器運(yùn)行中常見問題的探討. 科技與創(chuàng)新, 2017.02.25,42+46.
作者：謝劍媚
轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///dzlw/26539.html
