干式和油浸式變壓器優(yōu)化設(shè)計策略

楊 波

（山東玲瓏機電有限公司，山東 招遠 265400）

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的快速進步，電力行業(yè)的發(fā)展速度越來越快，以往的功能形式已經(jīng)難以滿足當(dāng)下社會生產(chǎn)對電能的需求，所以供電企業(yè)也需要研發(fā)性能更強的變壓器，才能滿足現(xiàn)代電力工程的運行需求。尤其是近年來現(xiàn)代化城市的發(fā)展速度越來越快，高層房屋建筑的數(shù)量越來越多，也在一定程度上促進了電氣工程的發(fā)展，許多變壓器的生產(chǎn)廠家都在干式與油浸式變壓器的研發(fā)設(shè)計中投入了更多的資金，因其各有優(yōu)點和缺點，干式變壓器的檢修養(yǎng)護工作非常方便，具有較好的防火性，油浸式變壓器則在空載或負載的能源消耗上具有明顯的優(yōu)勢。因此，生產(chǎn)廠家在研發(fā)這兩種變壓器時，要考慮到二者的優(yōu)點與缺點，采取有效的措施，加強技術(shù)方面的改進，再探究有效的優(yōu)化措施，以加強技術(shù)方面的研究。

1 干式變壓器和油浸式變壓器的基本特征與優(yōu)勢、劣勢

1.1 干式變壓器的基本特征與優(yōu)缺點

干式變壓器的特點非常明顯，具有較好的防潮隔熱性，能夠阻隔灰塵，部分區(qū)域中的放電量不高并且不易燃燒，所以干式變壓器的防火性非常好，可以消除火災(zāi)隱患，減少供電企業(yè)在火災(zāi)防范措施中的資金投入。因此并不需要企業(yè)對其進行過多的檢修維護，所以在日常維修工作中，干式變壓器也可以為企業(yè)減少一定的成本投入。在現(xiàn)代房屋建筑工程中應(yīng)用干式變壓器，可以在施工作業(yè)階段采用無吊芯的方式安裝，不會占據(jù)太多的施工空間，能夠幫助建設(shè)方減少工程造價的支出。在地下室及多層建筑中，干式變壓器可以滿足其較高的耐火需求，比如近年來，生產(chǎn)商使用環(huán)氧樹脂材料研發(fā)生產(chǎn)的干式變壓器，就能夠在一定程度上解決變壓器的絕緣隔熱問題，可以防止生產(chǎn)材料過早出現(xiàn)老化的情況，其防火等級可以達到H 級，得到施工企業(yè)的廣泛認可。然而使用環(huán)氧樹脂材料生產(chǎn)的干式變壓器在散熱方面并不理想，因為該類材料的熱傳導(dǎo)能力并不是非常優(yōu)秀，所以在溫度檢測中，溫度的基點并不會產(chǎn)生變化，事先預(yù)設(shè)的溫度傳感設(shè)施也不會使數(shù)值出現(xiàn)顯著的變化，如果有些部位的熱量存在集中的問題，也難以被傳感器準(zhǔn)確識別，況且環(huán)氧樹脂屬于較好的絕緣材料，如果受到外力的破壞很難恢復(fù)原狀，而長年累月的運行積累的老舊破損等問題，也會使設(shè)備提前面臨報廢，而環(huán)氧樹脂材料一旦報廢是很難回收利用的，所以利用環(huán)氧樹脂材料生產(chǎn)的干式變壓器并不具有回收利用的價值，其經(jīng)濟性與環(huán)保性都不是非常理想[1]。

1.2 油浸式變壓器的基本特征與優(yōu)缺點

設(shè)備生產(chǎn)商在研發(fā)油浸式變壓器時，更多地會考慮到油浸式變壓器的散熱功能，所以油浸式變壓器的結(jié)構(gòu)并不是非常復(fù)雜。而且設(shè)計師考慮到設(shè)備的簡單適用性，為使其運行狀態(tài)更加穩(wěn)定，設(shè)計師在油浸式變壓器中使用了變壓器油，由內(nèi)部向外部傳遞熱量，而熱量的散發(fā)是比較均衡的，并且油浸式變壓器的絕緣效果非常理想，能夠快速地復(fù)原。但是油浸式變壓器自身非常容易燃燒，設(shè)備的抗熱性并不好，尤其是應(yīng)用到建筑工地上時，技術(shù)人員要考慮到油浸式變壓器的顯著特征，嚴格遵守建筑消防安全的施工規(guī)范，科學(xué)地設(shè)計防火級次標(biāo)準(zhǔn)及撲火設(shè)施，能夠?qū)馂?zāi)時油料流動的問題進行有效的處理?？紤]油浸式變壓器可能會出現(xiàn)設(shè)備老化的問題，技術(shù)部門要定期檢查更換變壓器，促進油料的再生利用。

當(dāng)今時代油浸式變壓器的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣，設(shè)備可以通過油料來調(diào)節(jié)自身的冷熱性能，對外部的空氣流通予以阻隔，最大程度防止油浸式變壓器出現(xiàn)漏油的情況。這種設(shè)備并沒有設(shè)置呼吸設(shè)施，所以可以有效地避免氧化的問題，使設(shè)備的運行壽命得以延長，并且油浸式變壓器的能耗量比較小，電流損耗量也有所降低，不會在運行時出現(xiàn)過多的噪音。設(shè)計師利用了多種優(yōu)化技術(shù)，可以克服油料在燃燒過程中產(chǎn)生的諸多不利因素，能夠使油浸式變壓器的利用空間更大，更適合現(xiàn)代建筑施工中的應(yīng)用[2]。

2 干式變壓器與油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計

2.1 把握優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

技術(shù)人員要科學(xué)的計算負荷系數(shù)，考慮到干式變壓器的散熱性能不夠理想，所以不能讓干式變壓器承擔(dān)過多的負荷，要使電流通過的極限值處于1.5 倍額定數(shù)值以下，可以有效地防止干式變壓設(shè)備出現(xiàn)故障，而油浸式變壓器所承擔(dān)的負荷要低于160%，使用時間要控制在15 分鐘以內(nèi)，所以技術(shù)人員在設(shè)計兩種變壓器時，要考慮到上述特征的需求，對電力系統(tǒng)中變壓器的核定系數(shù)做出科學(xué)的測算。技術(shù)人員對干式變壓器與油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計要基于兩種變壓器的基本特點，充分考慮兩種變壓器的優(yōu)勢與劣勢，把握優(yōu)化設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因為兩種變壓器都有其顯著的劣勢所在，如果技術(shù)人員沒有將劣勢作為優(yōu)化設(shè)計的底線，就容易使變壓器在運行中承受較大的負荷。比如干式變壓器的劣勢在于散熱性能不好，那么技術(shù)人員在設(shè)計中就要先考慮到干式變壓器的散熱問題，給出具體的優(yōu)化方案以后再考慮設(shè)備的其他方面問題，優(yōu)化設(shè)計就是要減少設(shè)備劣勢的影響，以免設(shè)備的劣勢會作用于整體電力工程的運行。技術(shù)人員還要考慮到設(shè)計中的環(huán)保性要求，比如干式變壓器的環(huán)保性價值較低，所以在優(yōu)化設(shè)計過程中，技術(shù)人員就可以考慮如何提升干式變壓器的環(huán)保性價值，所謂優(yōu)化就是要彌補設(shè)備的不足之處，使其優(yōu)勢更優(yōu)、劣勢降低，才能夠提升電氣設(shè)備的綜合性能[3]。

2.2 科學(xué)監(jiān)測變壓器溫度數(shù)值

干式變壓器的散熱性不好已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)眾所周知的特征，所以干式變壓器容易在運行中始終處于高溫的狀態(tài)，那么該類設(shè)備的使用年限就會大大降低，并且會因為常年的高溫作業(yè)而影響設(shè)備的正常性能。但油浸式變壓器則不同，因為油浸式變壓器中有油料，所以會與干式變壓器中的溫度存在不同之處，技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計中要考慮到兩者之間的區(qū)別，再根據(jù)實際設(shè)計的需要對變壓器運行的溫度加以嚴格的控制。比如將溫度控制在40℃之內(nèi)，詳細記載實驗過程中出現(xiàn)的所有數(shù)字記錄，總結(jié)出不同設(shè)備在優(yōu)化運行中的不同規(guī)律，那么就可以在優(yōu)化設(shè)計中借助規(guī)律降低動作故障的情況，使設(shè)備不會因為保護不當(dāng)而出現(xiàn)縮短運行壽命的問題。油浸式變壓器的內(nèi)部如果高溫難以散發(fā)，則可能會影響油料的狀態(tài)，比如引起油料自燃致使設(shè)備損壞，所以技術(shù)人員可以采用兼容的方式進行優(yōu)化設(shè)計，測算出開關(guān)設(shè)施的保護值以后，根據(jù)溫度的變化來調(diào)節(jié)定值，以增加人為操作的頻率，以免對變壓器的正常運行造成不利影響，而科學(xué)監(jiān)測變壓器的溫度數(shù)值已經(jīng)成為優(yōu)化設(shè)計中的基礎(chǔ)項目，是設(shè)計人員必須要做的準(zhǔn)備工作。

2.3 科學(xué)控制變壓器空間高度

油浸式變壓器是采用了吊芯操作的方式，所以放置油浸式變壓器的位置要比較開闊，風(fēng)流進出的部位也存在著較大的差別，在對油浸式變壓器的優(yōu)化設(shè)計中，技術(shù)人員要考慮到空氣流通性對油浸式變壓器運行溫度的影響，所以可以將其放置在空氣流通速度較好的位置，用于增強油浸式變壓器的散熱性，利用空氣流通的效果來調(diào)整油浸式變壓器的運行狀態(tài)。如果是干式變壓器設(shè)備，則技術(shù)人員不需要考慮太多空間高度的因素，只需要在優(yōu)化設(shè)計的階段考慮單獨形式的通風(fēng)設(shè)施，比如采取繞組的方式增加溫度控制系統(tǒng)，可以對干式變壓器放置的空間進行空氣流通速度的測量，科學(xué)設(shè)施風(fēng)道設(shè)施以后，保證干式變壓器的高溫狀況能夠及時地散發(fā)、不會影響干式變壓器的正常運轉(zhuǎn)即可。比如設(shè)計師可以搭配干式變壓器，安裝以墻壁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的通風(fēng)系統(tǒng)，持續(xù)增加空間內(nèi)的空氣流通，以此能夠保證干式變壓器存放空間的溫度處于合理的狀態(tài)。因此，科學(xué)的控制變壓器空間高度也是一種有效的優(yōu)化方法，可以為設(shè)計師帶來更多的優(yōu)化思路，而不是局限于某一方面的優(yōu)化，考慮到兩種變壓器都需要在散熱方面加以優(yōu)化，設(shè)計師就要在客觀運行條件方案上進行有效的控制[4]。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行中，無論是干式變壓器還是油浸式變壓器，都要技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計中以人工計算的方式進行技術(shù)處理，其中要對變壓器的額定電流、荷載系數(shù)及繞組匝數(shù)等參數(shù)進行控制，并且要嚴格地按照技術(shù)規(guī)范來迎合變壓器的實際需求，在以往的設(shè)計經(jīng)驗中總結(jié)方法，使優(yōu)化方案能夠符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，則變壓器設(shè)備的運行也能更加可靠和安全。