关于美式箱变排风系统改造的探讨

文天柱

摘要：近几年来，随着我国经济的快速发展，电力行业得到快速发展。美式箱变在使用过程中因体积小、安装方便，在我国的一些电网改造中得到广泛发的应用。但美式箱变在使用过程中由于高低压设备均封闭在狭小空间内，散热比较困难，很容易造成温度过高，给美式箱变使用带来了一定的安全隐患。本文通过介绍了美式箱变的结构原理，分析了美式箱变使用过程中的特点，对美式箱变的排风系统提出了相应的改造方法，给美式箱变的广泛使用提供了一定的指导意义。

关键字：美式箱变;排风系统;散热;系统改造

最近几年来，随着我国经济的快速发展，电力行业也得到了广泛的发展。美式箱变因体积小、造价低、便于安装在我国的城市改造过程中得到了广泛的使用。但在实际的应用过程中，由于美式箱变的设备均密封在狭小的空间内，使得整个系统的散热比较困难，从而造成美式箱变在使用过程中造成内部温度的升高，特别是在一些温度较高的地区，室外暴露的美式箱变的表层油温可达到130℃，严重的超过了美式箱变使用过程中上层油温不应超过85℃，最高不能超过95℃的使用要求，这就很容易造成变压器油的老化，内部绝缘材料的性能降低，给美式箱变的使用带来严重的安全隐患，因此，解决美式箱变的散热问题成为美式箱变使用过程中必须解决的一个问题。

1.美式箱变的组成及原理

在现代化的电力变压器中，美式箱变是一种预装式的箱式变电站，它集成了变电、高低压保护等功能。在发电机或者光伏逆变器所发出的低压电经过美式箱变汇集后升压至35KV后再进行向外输送。美式箱变的主要设备包括升压变压器、站用变压器、高压负荷开关熔断器等组成。美式箱变相较于欧式变压器的尺寸较小，成本较低廉，因此在我国的电力系统改造中得到广泛的应用，具体的美式箱变电气设计原理图如图1所示。

2.美式箱变产品使用中存在的问题

美式箱变在使用过程中，特别是在炎热的地区使用时，经现场的技术人员多次测量，箱体内的油温可以达到100℃，这就使得标定400A的空气开关在载流量小于200A时频繁的造成跳闸 现象。在这就使得美式箱变在炎热地区 使用不能满足用高峰期的用电量需求，这种现象严重的阻碍了美式箱变的正常使用。引起美式箱变内部温度升高的主要原因是美式箱变内部结构紧凑、密封性较强，在使用过程中高温高压侧散热孔满足不了散热要求，在炎热的地区或者季节就使得变压器内部的热量无法及时的分散出来，导致美式箱变箱体内部通风、散热 不畅，这就导致美式箱变内部溫度升高，从而造成美式箱变频繁的跳闸。因此，为了改善美式箱变的散热能力，就需要对美式箱变的排风系统进行相应的改造，以改善美式箱变排风系统的散热能力，从而降低变压器内部的运行温度，保证美式箱变的安全经济运行。

3.美式箱变排风系统的改造分析

通过对美式箱变的排风系统分析，在美式箱变的排风系统改造过程中要通过以下几方面来改善美式箱变的通风情况，降低美式箱变内部的温度。

3.1风机设计

在美式箱变的散热过程中，选择合适的风机型号才能保证美式箱变的通风散热能力，从而保证美式箱变的可靠运行。根据热平衡方程，可计算出美式箱变运行过程中带走发热量时的风量，具体计算公式如3-1所示。

式中：L为冷却空气流量，m?/s;Q为设备发热量，KW;ρ为空气密度，kg/m?;C为空气比热，kJ（kg·℃）;T0为冷却空气出口温度，℃;T1冷却空气入口温度，℃;

在美式箱变风机的选用过程中，考虑到风量的泄漏损失及提高散热的可靠性，在L值的确定过程中需要乘以一个可靠系数，通常可靠系数的值在1.1-1.5之间，考虑到美式箱变在使用过程中风阻较大，L值的可靠系数可以选用1.3，另外，在美式箱变风机的设计过程中，考虑到风阻的存在，风机就不能在最大风量出，这就使得风机的工作点的风量是小于风机的最大风量的。

因此，在美式箱变的排风系统设计选择风机的过程中，要充分的考虑到美式箱变的使用环境，包括，气压、温度、湿度等，同时对排风系统的管道、各组件运行过程中产生的系统压力损失进行充分的考虑。在风机的安装过程中合理的设计排风口，保证美式箱变排风系统的自由进出风，减少零部件安装过程中所产生的噪音。

3.2改造美式箱变通风面积，增加通风效果

为了增加美式箱变排风系统的通风量，在改造过程中将高压侧的侧门进行打口 ，但在实际的应用过程中虽然会比同等条件下的油温有所下降，但在使用过程中仍不能满足降温要求。侧门打孔装网的形式不仅起不到良好的降温效果，而且降低了美式箱变的安全性能，增加了使用过程中的安全隐患，且使得美式箱变不够美观，在使用过程中很可能造成美式箱变的外壳的变形，通过深入研究，借鉴大功率机电设备的散热方式，在美式箱变的顶部安装透气天窗，可以使得美式箱变排风过程中利用热空气上的原理，配合侧面 通风形成良好的气流回路，大大的提高了美式箱变排风系统的效率。

3.3注重美式箱变排风系统引线设计

在美式箱变排风系统的改造过程中，要加强对于排风系统引线的重视程度。因为引线作为变压器的重要组成部分，是保证变压器系统正常可靠运行的关键。在美式箱变的改造过程中要保证引线的连接可靠，避免应用过程中由于各种振动造成引线的松动或者虚接，甚至断裂的情况发生，这就要求在美式箱变排风系统的改造过程中，要对系统的引线增加防松措施，引线要有一定的余量，连接过程中要采用软连接的方式，防止美式箱变排风系统的引线在使用过程中损坏甚至断裂的现象发生。

4.结论

综上所述，在现代化的电力系统中，美式箱变起到重要的作用，但在应用过程中要加强对于美式箱变排风系统的改造，特别是在一些炎热的地区，要及时的关注美式箱变运行过程中箱变内部的温度情况，采用合理的改造措施对美式箱变排风系统进行改造，减少电力系统的跳闸次数，使得美式箱变在我国的电力系统改造中发挥出更加广泛的作用。

参考文献

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