干式和油浸式變壓器優化設計策略

楊波

摘 要 現代電力工程設施中以變壓器為核心，起著穩定全工程正常運行的作用，而現代電力工程建設要求滿足低碳生態環保的目標，所以技術人員更注重研發安全穩定性更強的變壓器設備，其中干式與油浸式變壓器是最常見的變壓器形式，在現代電力工程中的應用也更加廣泛。然而技術人員要綜合考慮干式變壓器與油浸式變壓器的應用優勢，結合現代電力工程的設計，給出更為具體的變壓器結構特點，并對其中的關鍵技術加以分析，才能夠充分發揮干式與油浸式變壓器的優化作用。本文從干式變壓器與油浸式變壓器的基本特征及優劣進行分析，并詳細研究了干式與油浸式變壓器優化設計的方案。

關鍵詞 干式變壓器 優化設計 現代電力工程 油浸式變壓器

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0005-02

隨著現代社會經濟的快速進步，電力行業的發展速度越來越快，以往的功能形式已經難以滿足當下社會生產對電能的需求，所以供電企業也需要研發性能更強的變壓器，才能滿足現代電力工程的運行需求。尤其是近年來現代化城市的發展速度越來越快，高層房屋建筑的數量越來越多，也在一定程度上促進了電氣工程的發展，許多變壓器的生產廠家都在干式與油浸式變壓器的研發設計中投入了更多的資金，因其各有優點和缺點，干式變壓器的檢修養護工作非常方便，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勢。因此，生產廠家在研發這兩種變壓器時，要考慮到二者的優點與缺點，采取有效的措施，加強技術方面的改進，再探究有效的優化措施，以加強技術方面的研究。

1 干式變壓器和油浸式變壓器的基本特征與優勢、劣勢

1.1 干式變壓器的基本特征與優缺點

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，可以消除火災隱患，減少供電企業在火災防范措施中的資金投入。因此并不需要企業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減少一定的成本投入。在現代房屋建筑工程中應用干式變壓器，可以在施工作業階段采用無吊芯的方式安裝，不會占據太多的施工空間，能夠幫助建設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，生產商使用環氧樹脂材料研發生產的干式變壓器，就能夠在一定程度上解決變壓器的絕緣隔熱問題，可以防止生產材料過早出現老化的情況，其防火等級可以達到H級，得到施工企業的廣泛認可。然而使用環氧樹脂材料生產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能力并不是非常優秀，所以在溫度檢測中，溫度的基點并不會產生變化，事先預設的溫度傳感設施也不會使數值出現顯著的變化，如果有些部位的熱量存在集中的問題，也難以被傳感器準確識別，況且環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原狀，而長年累月的運行積累的老舊破損等問題，也會使設備提前面臨報廢，而環氧樹脂材料一旦報廢是很難回收利用的，所以利用環氧樹脂材料生產的干式變壓器并不具有回收利用的價值，其經濟性與環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缺點

設備生產商在研發油浸式變壓器時，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構并不是非常復雜。而且設計師考慮到設備的簡單適用性，為使其運行狀態更加穩定，設計師在油浸式變壓器中使用了變壓器油，由內部向外部傳遞熱量，而熱量的散發是比較均衡的，并且油浸式變壓器的絕緣效果非常理想，能夠快速地復原。但是油浸式變壓器自身非常容易燃燒，設備的抗熱性并不好，尤其是應用到建筑工地上時，技術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范，科學地設計防火級次標準及撲火設施，能夠對火災時油料流動的問題進行有效的處理。考慮油浸式變壓器可能會出現設備老化的問題，技術部門要定期檢查更換變壓器，促進油料的再生利用。

當今時代油浸式變壓器的應用范圍已經非常廣，設備可以通過油料來調節自身的冷熱性能，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漏油的情況。這種設備并沒有設置呼吸設施，所以可以有效地避免氧化的問題，使設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，不會在運行時出現過多的噪音。設計師利用了多種優化技術，可以克服油料在燃燒過程中產生的諸多不利因素，能夠使油浸式變壓器的利用空間更大，更適合現代建筑施工中的應用[2]。

2 干式變壓器與油浸式變壓器的優化設計

2.1 把握優化設計的關鍵環節

技術人員要科學的計算負荷系數，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過多的負荷，要使電流通過的極限值處于1.5倍額定數值以下，可以有效地防止干式變壓設備出現故障，而油浸式變壓器所承擔的負荷要低于160%，使用時間要控制在15分鐘以內，所以技術人員在設計兩種變壓器時，要考慮到上述特征的需求，對電力系統中變壓器的核定系數做出科學的測算。技術人員對干式變壓器與油浸式變壓器的優化設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勢與劣勢，把握優化設計中的關鍵環節。因為兩種變壓器都有其顯著的劣勢所在，如果技術人員沒有將劣勢作為優化設計的底線，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，那么技術人員在設計中就要先考慮到干式變壓器的散熱問題，給出具體的優化方案以后再考慮設備的其他方面問題，優化設計就是要減少設備劣勢的影響，以免設備的劣勢會作用于整體電力工程的運行。技術人員還要考慮到設計中的環保性要求，比如干式變壓器的環保性價值較低，所以在優化設計過程中，技術人員就可以考慮如何提升干式變壓器的環保性價值，所謂優化就是要彌補設備的不足之處，使其優勢更優、劣勢降低，才能夠提升電氣設備的綜合性能[3]。

2.2 科學監測變壓器溫度數值

干式變壓器的散熱性不好已經成為行業內眾所周知的特征，所以干式變壓器容易在運行中始終處于高溫的狀態，那么該類設備的使用年限就會大大降低，并且會因為常年的高溫作業而影響設備的正常性能。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，技術人員在優化設計中要考慮到兩者之間的區別，再根據實際設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，詳細記載實驗過程中出現的所有數字記錄，總結出不同設備在優化運行中的不同規律，那么就可以在優化設計中借助規律降低動作故障的情況，使設備不會因為保護不當而出現縮短運行壽命的問題。油浸式變壓器的內部如果高溫難以散發，則可能會影響油料的狀態，比如引起油料自燃致使設備損壞，所以技術人員可以采用兼容的方式進行優化設計，測算出開關設施的保護值以后，根據溫度的變化來調節定值，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，而科學監測變壓器的溫度數值已經成為優化設計中的基礎項目，是設計人員必須要做的準備工作。

2.3 科學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化設計中，技術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整油浸式變壓器的運行狀態。如果是干式變壓器設備，則技術人員不需要考慮太多空間高度的因素，只需要在優化設計的階段考慮單獨形式的通風設施，比如采取繞組的方式增加溫度控制系統，可以對干式變壓器放置的空間進行空氣流通速度的測量，科學設施風道設施以后，保證干式變壓器的高溫狀況能夠及時地散發、不會影響干式變壓器的正常運轉即可。比如設計師可以搭配干式變壓器，安裝以墻壁結構為基礎的通風系統，持續增加空間內的空氣流通，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。因此，科學的控制變壓器空間高度也是一種有效的優化方法，可以為設計師帶來更多的優化思路，而不是局限于某一方面的優化，考慮到兩種變壓器都需要在散熱方面加以優化，設計師就要在客觀運行條件方案上進行有效的控制[4]。

3 結語

在現代電力系統的運行中，無論是干式變壓器還是油浸式變壓器，都要技術人員在優化設計中以人工計算的方式進行技術處理，其中要對變壓器的額定電流、荷載系數及繞組匝數等參數進行控制，并且要嚴格地按照技術規范來迎合變壓器的實際需求，在以往的設計經驗中總結方法，使優化方案能夠符合技術標準，則變壓器設備的運行也能更加可靠和安全。

參考文獻：

[1] 陳軍，趙小玲.制漿造紙企業配電變壓器的選擇和節能探討[J].中國造紙，2020，39（11）：48-52.

[2] 趙祥光，李春霞，盧金鐸，辛勇.電力變壓器標準體系概況[J].河南科技，2019（26）：120-122.

[3] 蔡楊，柴寅博.綜合管廊中干式變壓器的應用與研究[J].智能城市，2018，04（24）：74-75.

[4] 魏義強.干式和油浸式變壓器優化設計分析[J].科技傳播，2016，08（15）：179，198.