干式与油浸式变压器优化设计探索的相关论文
摘要：目前，在整个电力设施中，变压器发挥着重要作用。近年来，随着低碳生态环保要求的逐渐增强，在变压器设备的生产研发中，能源消耗和电力设备运转的安全稳定性能，正日益成为需要考虑的重要因素，干式和油浸式变压器的应用空间也变得越来越广泛，这就给这两种类型变压设备的设计提出了新的更高的要求。本文结合干式和油浸式变压器的结构特点和程序要求，对在设计中应当把握的关键技术环节进行了分析和阐述。
关键词：变压器设备；干式；油浸式；优化设计
随着经济社会发展速度的不断加快，电力行业也得到了蓬勃的兴起，供电能力和装机容量都得到了不断的增强，这就给变压器的生产研发使用提供了广阔的发展空间，需求数量也在持续地加强。特别是近年来城市化建设进程的不断加快，很多大型房屋建筑物的施工建设数量与日俱增，一定程度上也带动了电气工程的明显增多。为了确保电气工程和建设项目投入使用的安全性和稳定性，很多变压器生产厂家都开始增加了干式和油浸式变压设备的研发设计，并且日益在电气设施中广泛地应用。但是干式和油浸式变压器各有优缺点，干式变压器在检修养护上非常简便，防火性能也非常好，使用起来非常安全，但是油浸式变压器，与传统的干式变压器相比，空载和负载的能源消耗上具有明显的优势，在农村电网系统中，更是得到了较高的应用，唯一美中不足的是绝缘油料易于燃烧，同时也不利于低碳环保要求。因此，在研发设计的时候，就要充分考虑到二者的缺陷问题，及时采取有效的措施，加强技术改进。笔者试就干式和油浸式变压器的优化设计，进行粗浅的研究探讨。
1干式变压器和油浸式变压器的基本特征及优劣分析
1.1干式变压器的基本特征和优缺点分析
干式变压器通常具有无油、防潮、隔热、阻尘的特点，部分区域放电量不是很高，又不宜燃烧，具有良好的防火优势，有效地防范了火灾隐患，降低了火灾防范和处置的资金投入支出，并且这种干式变压器不存在漏油的现象，无需经常对其进行检修维护，也降低了经常性检查处理的人力投入，另外，这种干式变压器在房屋建筑物中配备，在作业施工的时候，采用的是无吊芯方式，不必占用太大的空间，还节省了工程造价支出，目前在很多人防下室以及多层、高层等耐火需求比较严格的大型房屋建筑工程的电气设施中使用的非常普遍。特别是近年来使用环氧树脂材料研发生产的干式变压器，由于较好地解决了生产材料的绝缘阻热性能，防止了过早地出现老化破损情况，防火级次已经达到了H级，更是得到了很多使用者的广泛青睐。但是使用这种环氧树脂材料设计生产的干式变压器，散热效果不是很好，热量传导的能力不是很强，通常在进行温度检测的时候，主要是基于事先预设的温度传感设施，基点不是经常变化的，一般温度的数值不会出现显著变化，而且即使有的部位热量发生了较大的集中，也无法准确地识别，存在着很大的误差，况且这种绝缘材料，一旦破坏也无法恢复原状，当老旧破损积累到一定程度的时候，如果出现了安全隐患，变压器就无法及时修复，而不得不提前报废，环氧树脂一旦报废掉，也无法完整的回收利用，所以经济效果通常不是很好。
1.2油浸式变压器的基本特征和优缺点分析
油浸式变压器在研发设计的时候，主要利用了变压器油的散热功能，结构类型不是很复杂，设计制造非常简便适用，运行起来也比较安全稳定，所以近年来应用的已经越来越广泛，很多电气工程中都配备地采用这种油浸式的变压设备。由于在散热上使用的是变压器油，尤其将热量向外部的金属构造进行传递，所以在热量的散发上比较均衡、快捷，绝缘效果也能及时快速地复原。只不过这种变压器油自身非常容易燃烧，在抗热性上存在着不足，老化现象比较突出，因而在设计研发以及后期建筑工作施工应用的时候，一定要充分考虑上述特征，严格遵循防火规范的相关规定，科学设置防火级次标准和配备油料扑火设施，妥善处理发生火灾时候的油料流动增加蔓延趋势的问题，对于可能发生老化质变的绝缘油料，要安装检测设施并且定期检查更换，促进油料的再生利用。近年来，在科技发展日新月异的背景下，全封闭油浸式变压设备得到了快速的研发设计和使用，通过油料自身冷热调控性能的发挥，阻隔外部的空气流通，防止了出现漏油的情况，而且这种变压设备由于不使用呼吸设施，避免了氧化隐患，增加了使用年限，同时，在设计安装的时候不用太大的空间，能源消耗比较小，空载时候能耗量减少了30%以上，电流的损耗减少了50%多，噪声下降了几乎8分贝，所以只要在设计的时候，优化技术措施，克服油料燃烧的`不利影响，将会获得极大的利用空间。
2干式变压器和油浸式变压器优化设计中应当把握的关键环节
一是要科学地计算负荷系数。由于干式变压器热量散发效果不是很好，所以过负荷的性能就不是很强，电流通过的极限应当控制在1.5倍额定数值以内，以防止变压设备出现故障。而油浸式变压器如果过负荷达到了160%，使用的时候就需要控制在15分钟之内。所以在对这两种变压器进行优化设计的时候，就要事先想到上述特征要求，科学地测算负荷的核定系数。二是要科学地监测温度数值。由于干式变压器在使用的时候热量散发不好，就会始终处于高温状态，降低使用年限，而油浸式变压器油料的温度同干式变压设备有所差别，所以考虑到优化设计的实际需要，在研发测试的时候，就要对温度进行科学地监测，通常需要控制在40℃以内，并且对所有数据都要详细记载，以便总结规律，确保在投入使用的时候，不因温度散发不当而出现保护装置的误动作故障，降低变压设备的使用寿命，或者因油浸式变压器内部的高温散发不出去，而引起油料自燃，损坏设备。一般在优化设计的时候，也可以采取降容的措施，准确地测算额定开关设施的保护定值，防止定值的过大造成电气设施的损坏，同时也要避免在设计的时候，根据温度的变化情况对定值进行人为地调节，增加人力操作频率，给变压器的正常运行造成不良影响。三是要科学地控制空间高度。油浸式变压设备在使用的时候，由于采取了吊芯操作方式，放置的空间比较开阔，风流进出部位的高度存在着很大的差别，以增强空气的流动性，所以在对油浸式变压器优化设计的时候，要预先考虑到存放空间的高度问题，增强散热和空气对流效果。对于干式变压设备来说，由于不用考虑空间的高度情况，在进行优化设计的时候，需要考虑设置单独通风设施，应当采取绕组的方式增加温度控制系统，所以变压器室的空气流通一定要认真地把握，科学地设计风道设施，确保干式变压设备的高温及时散发，避免影响设备运转。比如，可以配置墙壁结构的通风系统，增加空气流动，确保变压器室的温度在合理区间。
3结论
无论是干式变压器还是油浸式变压器，在进行优化设计的时候，往往需要人工计算的技术处理，以确定包括额定电流电压、荷载系数、绕组匝数、电磁系数等情况，所以一定要严格遵循规范标准的要求，并且结合变电站的实际需求，根据以往设计中总结的经验教训，确保设计方案的最优化，确保变压器设备运行的安全可靠。
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