分體變壓器在戶內(nèi)變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

何寧+鄭家波

摘 要：隨著城市戶內(nèi)變電站建設(shè)的加快，其自身的散熱問(wèn)題和影響周邊環(huán)境的噪聲問(wèn)題受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注。在傳統(tǒng)的變壓器布置方案中，散熱與降噪成為了難以調(diào)和的矛盾點(diǎn)。簡(jiǎn)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(shí)際的變電站設(shè)計(jì)方案證明了該變壓器布置方案能有效提高設(shè)備的散熱效率，隔絕噪聲，為戶內(nèi)變電站設(shè)計(jì)提供新思路。

關(guān)鍵詞：分體變壓器；戶內(nèi)變電站；散熱器；降噪

中圖分類(lèi)號(hào)：TM632+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.156

1 分體變壓器的應(yīng)用背景

隨著廣州城區(qū)規(guī)劃的擴(kuò)大和人們生活水平的不斷提高，城區(qū)的用電負(fù)荷也在快速增加，所以，必須在市區(qū)內(nèi)建設(shè)變電站。從20世紀(jì)80年代中后期開(kāi)始，廣州110 kV變電站和220 kV變電站基本以戶內(nèi)變電站的形式存在。

戶內(nèi)變電站占地面積小，與環(huán)境親和，與城市發(fā)展規(guī)劃相契合。但是，由于設(shè)備布置空間狹小，所以，散熱困難的問(wèn)題尤為突出。主變壓器是變電站內(nèi)最重要的設(shè)備之一，其運(yùn)行特點(diǎn)是發(fā)熱量大、噪聲衰減困難。對(duì)于戶內(nèi)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(jìn)、排氣口等措施。變壓器發(fā)出的低頻噪聲會(huì)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(huì)直接影響主變室對(duì)噪聲的隔絕效果。

為了解決市區(qū)變電站的噪聲、散熱等問(wèn)題，北京、上海、蘇州等大城市開(kāi)始應(yīng)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(nèi)，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?yàn)樽儔浩鞯脑肼曋饕獊?lái)自器身本體，所以，散熱的任務(wù)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(wèn)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(kāi)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(chǔ)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(guò)導(dǎo)油管和匯流槽與散熱器連接，變壓器本體通過(guò)儲(chǔ)油柜聯(lián)管與儲(chǔ)油柜連接，以實(shí)現(xiàn)分體散熱。按照散熱器與主變分離的相對(duì)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(dú)立的變壓器室內(nèi)，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(jié)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(guò)熱管與本體相連，本體一般被封閉在單獨(dú)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(duì)于重置，布置本體時(shí)油壓比較小，制造和維護(hù)成本也會(huì)相對(duì)減少。

3 利用分體變壓器改善變電站的運(yùn)行狀況

該設(shè)計(jì)方案主要應(yīng)用于1座110 kV的戶內(nèi)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(shè)置為磚封閉結(jié)構(gòu)，并利用建筑物將主變本體與外界隔離，達(dá)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(jù)主變器身本體的外形尺寸，將它布置于戶內(nèi)7 800 mm×9 000 mm 的獨(dú)立小室中?？紤]到本體油箱的實(shí)際散熱量，小室采用門(mén)下百頁(yè)窗進(jìn)風(fēng)、上方排風(fēng)的通風(fēng)方式。根據(jù)器身本體軌距和質(zhì)量設(shè)置長(zhǎng)條型的土建基礎(chǔ)，并將本體安裝在基礎(chǔ)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(cè)面全敞開(kāi)，以增大散熱面積。而戶外新鮮空氣流經(jīng)散熱器后，由氣樓排風(fēng)。

敞開(kāi)的進(jìn)風(fēng)側(cè)面選用裝飾性的花格柵作護(hù)網(wǎng)。這樣，既能裝飾整個(gè)變電站的外觀，又能保證其通風(fēng)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(jù)油管管徑和位置，在隔墻上預(yù)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(mén)設(shè)置在本體下側(cè)，本體下方設(shè)有事故蓄油池，蓄油池上層有格柵并敷有卵石層。當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，事故油經(jīng)卵石流入蓄油池。

3.5 通風(fēng)散熱條件比較

對(duì)于常規(guī)形式的變電站，主變?nèi)珣魞?nèi)布置。散熱器掛壁安裝在本體上，全部發(fā)熱量均在室內(nèi)，采用主變室下側(cè)百葉窗進(jìn)風(fēng)、上方氣樓排風(fēng)的方式通風(fēng)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(jié)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(shí)際運(yùn)行能力；減少變壓器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)度發(fā)熱造成的絕緣破壞，提高設(shè)備的安全性，并延長(zhǎng)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(shè)計(jì)變電站時(shí)，需注意布置散熱器的風(fēng)路，盡可能使其合理。同時(shí)，也對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、絕緣材料、質(zhì)量管理和試驗(yàn)等環(huán)節(jié)提出了新要求。因此，在應(yīng)用分體變壓器時(shí)，需要考慮實(shí)際情況，合理配置。

應(yīng)用分體式低損耗變壓器可以完善變壓器室的通風(fēng)系統(tǒng)，使戶內(nèi)變電站的變壓器運(yùn)行條件優(yōu)于常規(guī)變電站，從而增加主變壓器的運(yùn)行可靠性、過(guò)載能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。它的應(yīng)用體現(xiàn)了變電站設(shè)計(jì)“以人為本”的理念，為今后城市變電站規(guī)劃選址、設(shè)備選型和布局等提供了新的設(shè)計(jì)思路。

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〔編輯：白潔〕