干式变压器冷却方式改进措施浅析

贾宏

（山西铝业有限公司 山西河津 043300）

干式变压器接近负荷中心，往往被装设到户内。变压器正常运行时，特别是长时间或过负荷工作后，由于自身壳体密封较好或工作环境温度较高，变压器产生的大量热量无法迅速散出，使变压器温度急剧升高，加速绝缘老化甚至可能使变压器受到损坏，严重时导致上级供电系统全停。为了保证变压器在运行时绕组及铁芯温度保持正常，温升在合理范围，需要对某些不符合上述条件的变压器进行冷却系统改造，保证变压器的工作温度在其工作范围内。本文介绍了变压器的冷却系统现状及其温度高的原因，并对变压器冷却系统方式做了进一步探讨，阐述我厂在干式变压器冷却方式改造中的成功案例及效果。

1 现状

我厂户内大多装设树脂浇注绝缘干式变压器，采用空气自冷方式或强迫风冷，干式变压器制造参照《电力变压器-干式变压器部分》（GBT10 94.11-2007），变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分Y、A、E、B、F、H、C级，要求干式变在运行工况下不能高于其允许温度，否则造成变压器超温跳闸甚至烧毁，因此保证干式变压器运行合理温度是非常必要的。以下做了相关方面的探讨。

2 干式变温度高的原因

（1）干式变压器温升的主要原因是由变压器运行中所产生的损耗引起的。变压器运行时产生的损耗转化为热量，使温度升高，热量向周围以传导、对流和辐射的方式扩散。由于低压绕组处于铁芯和高压绕组的内部（如图1所示），其散热方式主要是通过气道内与空气的对流进行，但是由于气道内空气流速有限，故散热性能欠佳。而高压绕组处于外侧，不仅可以通过与空气对流散热，还可以采取辐射方式来散热，散热条件明显好于低压绕组。

图1 干式变压器结构示意图

（2）在干式变压器的温度变化中，外壳散热好坏是影响温度上升的主要原因。干式变压器外壳如果通风不畅，壳内空气无法实现有效流动，将在很大程度上影响壳内温度的散失，导致壳内温度不断上升。干式变压器散热方式为自然风冷（AN），结构较为密闭，只有四周上、下部分采用密孔通风，散热条件较差。

（3）环境因素也是影响变压器温升的一个方面。当夏季气温达到最高的时候，电气负荷也达到了最大值或短时过负荷，可能由于空气流通不良，周围设备较多，环境温度较高，这样导致的变压器温度快速升高。

（4）随着变压器运行时间不断增长，干式变压器部分元件如绝缘件及铁芯绝缘的逐渐老化，导致其铁、铜损加大，也会造成了变压器的运行温度上升。

3 解决干式变温度高的方法探讨

3.1 改善干式变外壳的散热条件

将干式变外壳四周上、下部分内部的风罩拆除，增强空气流通，提升散热效果。经实践检验，散热效果不是十分明显，温度降低有限。

3.2 改变干式变压器散热方式

将干式变的冷却方式由自然风冷（AN）改为强迫空气冷却（AF），即通过风机将空气强迫吹进变压器散热气道，增强气道空气对流。

方案一：在干式变绕组高、低压侧下方安装2组冷却风机，将冷空气吹向干式变压器的线圈内。安装时应调整冷却风机变压绕组距离及风机的出风角度（与水平夹角约为135°），出风口位置选择合理可保证95%冷却风量进入高、低绕组自然通风道；风机的进风口应加装滤网防止杂物通过通风系统进入绕组。

方案二：在干式变外壳外侧装设两台风机，之间通过风道联通，可以两台同时运行，亦可互为备用。风机进风口装粗滤网，出风口装细滤网，出风口装设蝶阀，可以将任意一台风机隔离出来检修。在干式变三相高、低压绕组下方开若干圆孔，边上装设导流板，使风吹向绕组冷却风槽，从而保证散热效果最佳。风道连通，可以互为备用。其优点主要是风机置于干式变外壳的外侧，运行状况随时可以检测，检修方便，具体结构见图2。

4 推广应用情况

某厂6台干式变均已进行了方案一的改造，效果显著，将干式变最高运行温度降低了40～50℃。但由于干式变温度仍比较高，风机需要连续长周期运行，风机容易出现故障。风机装在干式变内部，在不停机的情况下，无法进行修理更换。目前采用质量较好的风扇，且每次在机组停机时对所有风扇进行检查，能满足长时间运行的要求。

图2 干式变压器风道示意图

方案二将通风机置于干式变外壳外侧，通过风道对干式变进行通风冷却，检修方便，但施工较为复杂，正处于优化完善阶段，需进一步论证。

5 结语

总之，干式变压器的运行温度高低对其使用寿命及安全运行起决定性的作用，干式变压器冷却系统的效率及可靠性，是降低变压器运行温度的必不可少的手段，因此对于变压器冷却系统改造，降低变压器运行温度是能够确保设备可靠安全运行措施。