干式和油浸式变压器优化设计策略

杨波

摘 要 现代电力工程设施中以变压器为核心，起着稳定全工程正常运行的作用，而现代电力工程建设要求满足低碳生态环保的目标，所以技术人员更注重研发安全稳定性更强的变压器设备，其中干式与油浸式变压器是最常见的变压器形式，在现代电力工程中的应用也更加广泛。然而技术人员要综合考虑干式变压器与油浸式变压器的应用优势，结合现代电力工程的设计，给出更为具体的变压器结构特点，并对其中的关键技术加以分析，才能够充分发挥干式与油浸式变压器的优化作用。本文从干式变压器与油浸式变压器的基本特征及优劣进行分析，并详细研究了干式与油浸式变压器优化设计的方案。

关键词 干式变压器 优化设计 现代电力工程 油浸式变压器

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）12-0005-02

随着现代社会经济的快速进步，电力行业的发展速度越来越快，以往的功能形式已经难以满足当下社会生产对电能的需求，所以供电企业也需要研发性能更强的变压器，才能满足现代电力工程的运行需求。尤其是近年来现代化城市的发展速度越来越快，高层房屋建筑的数量越来越多，也在一定程度上促进了电气工程的发展，许多变压器的生产厂家都在干式与油浸式变压器的研发设计中投入了更多的资金，因其各有优点和缺点，干式变压器的检修养护工作非常方便，具有较好的防火性，油浸式变压器则在空载或负载的能源消耗上具有明显的优势。因此，生产厂家在研发这两种变压器时，要考虑到二者的优点与缺点，采取有效的措施，加强技术方面的改进，再探究有效的优化措施，以加强技术方面的研究。

1 干式变压器和油浸式变压器的基本特征与优势、劣势

1.1 干式变压器的基本特征与优缺点

干式变压器的特点非常明显，具有较好的防潮隔热性，能够阻隔灰尘，部分区域中的放电量不高并且不易燃烧，所以干式变压器的防火性非常好，可以消除火灾隐患，减少供电企业在火灾防范措施中的资金投入。因此并不需要企业对其进行过多的检修维护，所以在日常维修工作中，干式变压器也可以为企业减少一定的成本投入。在现代房屋建筑工程中应用干式变压器，可以在施工作业阶段采用无吊芯的方式安装，不会占据太多的施工空间，能够帮助建设方减少工程造价的支出。在地下室及多层建筑中，干式变压器可以满足其较高的耐火需求，比如近年来，生产商使用环氧树脂材料研发生产的干式变压器，就能够在一定程度上解决变压器的绝缘隔热问题，可以防止生产材料过早出现老化的情况，其防火等级可以达到H级，得到施工企业的广泛认可。然而使用环氧树脂材料生产的干式变压器在散热方面并不理想，因为该类材料的热传导能力并不是非常优秀，所以在温度检测中，温度的基点并不会产生变化，事先预设的温度传感设施也不会使数值出现显著的变化，如果有些部位的热量存在集中的问题，也难以被传感器准确识别，况且环氧树脂属于较好的绝缘材料，如果受到外力的破坏很难恢复原状，而长年累月的运行积累的老旧破损等问题，也会使设备提前面临报废，而环氧树脂材料一旦报废是很难回收利用的，所以利用环氧树脂材料生产的干式变压器并不具有回收利用的价值，其经济性与环保性都不是非常理想[1]。

1.2 油浸式变压器的基本特征与优缺点

设备生产商在研发油浸式变压器时，更多地会考虑到油浸式变压器的散热功能，所以油浸式变压器的结构并不是非常复杂。而且设计师考虑到设备的简单适用性，为使其运行状态更加稳定，设计师在油浸式变压器中使用了变压器油，由内部向外部传递热量，而热量的散发是比较均衡的，并且油浸式变压器的绝缘效果非常理想，能够快速地复原。但是油浸式变压器自身非常容易燃烧，设备的抗热性并不好，尤其是应用到建筑工地上时，技术人员要考虑到油浸式变压器的显著特征，严格遵守建筑消防安全的施工规范，科学地设计防火级次标准及扑火设施，能够对火灾时油料流动的问题进行有效的处理。考虑油浸式变压器可能会出现设备老化的问题，技术部门要定期检查更换变压器，促进油料的再生利用。

当今时代油浸式变压器的应用范围已经非常广，设备可以通过油料来调节自身的冷热性能，对外部的空气流通予以阻隔，最大程度防止油浸式变压器出现漏油的情况。这种设备并没有设置呼吸设施，所以可以有效地避免氧化的问题，使设备的运行寿命得以延长，并且油浸式变压器的能耗量比较小，电流损耗量也有所降低，不会在运行时出现过多的噪音。设计师利用了多种优化技术，可以克服油料在燃烧过程中产生的诸多不利因素，能够使油浸式变压器的利用空间更大，更适合现代建筑施工中的应用[2]。

2 干式变压器与油浸式变压器的优化设计

2.1 把握优化设计的关键环节

技术人员要科学的计算负荷系数，考虑到干式变压器的散热性能不够理想，所以不能让干式变压器承担过多的负荷，要使电流通过的极限值处于1.5倍额定数值以下，可以有效地防止干式变压设备出现故障，而油浸式变压器所承担的负荷要低于160%，使用时间要控制在15分钟以内，所以技术人员在设计两种变压器时，要考虑到上述特征的需求，对电力系统中变压器的核定系数做出科学的测算。技术人员对干式变压器与油浸式变压器的优化设计要基于两种变压器的基本特点，充分考虑两种变压器的优势与劣势，把握优化设计中的关键环节。因为两种变压器都有其显著的劣势所在，如果技术人员没有将劣势作为优化设计的底线，就容易使变压器在运行中承受较大的负荷。比如干式变压器的劣势在于散热性能不好，那么技术人员在设计中就要先考虑到干式变压器的散热问题，给出具体的优化方案以后再考虑设备的其他方面问题，优化设计就是要减少设备劣势的影响，以免设备的劣势会作用于整体电力工程的运行。技术人员还要考虑到设计中的环保性要求，比如干式变压器的环保性价值较低，所以在优化设计过程中，技术人员就可以考虑如何提升干式變压器的环保性价值，所谓优化就是要弥补设备的不足之处，使其优势更优、劣势降低，才能够提升电气设备的综合性能[3]。

2.2 科学监测变压器温度数值

干式变压器的散热性不好已经成为行业内众所周知的特征，所以干式变压器容易在运行中始终处于高温的状态，那么该类设备的使用年限就会大大降低，并且会因为常年的高温作业而影响设备的正常性能。但油浸式变压器则不同，因为油浸式变压器中有油料，所以会与干式变压器中的温度存在不同之处，技术人员在优化设计中要考虑到两者之间的区别，再根据实际设计的需要对变压器运行的溫度加以严格的控制。比如将温度控制在40℃之内，详细记载实验过程中出现的所有数字记录，总结出不同设备在优化运行中的不同规律，那么就可以在优化设计中借助规律降低动作故障的情况，使设备不会因为保护不当而出现缩短运行寿命的问题。油浸式变压器的内部如果高温难以散发，则可能会影响油料的状态，比如引起油料自燃致使设备损坏，所以技术人员可以采用兼容的方式进行优化设计，测算出开关设施的保护值以后，根据温度的变化来调节定值，以增加人为操作的频率，以免对变压器的正常运行造成不利影响，而科学监测变压器的温度数值已经成为优化设计中的基础项目，是设计人员必须要做的准备工作。

2.3 科学控制变压器空间高度

油浸式变压器是采用了吊芯操作的方式，所以放置油浸式变压器的位置要比较开阔，风流进出的部位也存在着较大的差别，在对油浸式变压器的优化设计中，技术人员要考虑到空气流通性对油浸式变压器运行温度的影响，所以可以将其放置在空气流通速度较好的位置，用于增强油浸式变压器的散热性，利用空气流通的效果来调整油浸式变压器的运行状态。如果是干式变压器设备，则技术人员不需要考虑太多空间高度的因素，只需要在优化设计的阶段考虑单独形式的通风设施，比如采取绕组的方式增加温度控制系统，可以对干式变压器放置的空间进行空气流通速度的测量，科学设施风道设施以后，保证干式变压器的高温状况能够及时地散发、不会影响干式变压器的正常运转即可。比如设计师可以搭配干式变压器，安装以墙壁结构为基础的通风系统，持续增加空间内的空气流通，以此能够保证干式变压器存放空间的温度处于合理的状态。因此，科学的控制变压器空间高度也是一种有效的优化方法，可以为设计师带来更多的优化思路，而不是局限于某一方面的优化，考虑到两种变压器都需要在散热方面加以优化，设计师就要在客观运行条件方案上进行有效的控制[4]。

3 结语

在现代电力系统的运行中，无论是干式变压器还是油浸式变压器，都要技术人员在优化设计中以人工计算的方式进行技术处理，其中要对变压器的额定电流、荷载系数及绕组匝数等参数进行控制，并且要严格地按照技术规范来迎合变压器的实际需求，在以往的设计经验中总结方法，使优化方案能够符合技术标准，则变压器设备的运行也能更加可靠和安全。

参考文献：

[1] 陈军，赵小玲.制浆造纸企业配电变压器的选择和节能探讨[J].中国造纸，2020，39（11）：48-52.

[2] 赵祥光，李春霞，卢金铎，辛勇.电力变压器标准体系概况[J].河南科技，2019（26）：120-122.

[3] 蔡杨，柴寅博.综合管廊中干式变压器的应用与研究[J].智能城市，2018，04（24）：74-75.

[4] 魏义强.干式和油浸式变压器优化设计分析[J].科技传播，2016，08（15）：179，198.