本文摘要：1引言 隨著變壓器技術的不斷發展，變壓器容量的不斷增加和電壓等級不斷升高，這相當于對變壓器的安全運行也提出了更高的要求。出于高能效的考慮，單臺變壓器的容量越來越大，這就意味著在電壓等級不變的前提下，變壓器電流就越大，繞組發熱的問題就會變得尤
1引言
隨著變壓器技術的不斷發展，變壓器容量的不斷增加和電壓等級不斷升高，這相當于對變壓器的安全運行也提出了更高的要求。出于高能效的考慮，單臺變壓器的容量越來越大，這就意味著在電壓等級不變的前提下，變壓器電流就越大，繞組發熱的問題就會變得尤為突出，解決大容量變壓器繞組散熱的問題也成為當今變壓器設計中不可忽視的重點。
2強油導向結構
變壓器繞組中循環流動的油流，流速快帶走的熱量也多，散熱就好，但為了避免油道由于流速太快而形成電荷積累，必須嚴格控制油流的速度，一般來說線圈里的油流速度須控制在0.75m/s以下，器身的油流速度須控制在1m/s以下，以保證導線不產生油流帶電。
影響變壓器油流帶電的主要因素除了油流速度、 還有油的溫度和加交流電場等。變壓器局部放電一般發生在電壓高、絕緣距離小的易導電的部位，如鋼結構件、繞組端部等位置。大容量變壓器既要解決繞組的散熱問題，又要解決因油流速度太快而產生閃絡放電問題，是結構設計里的難點。
強油導向結構很好地解決了這個問題。強油導向結構也稱強油循環，用油泵將變壓器上部的熱油抽出，經過上部的聯管進入散熱片，熱油經過散熱片靠風冷或者水冷把大量的熱量帶走，然后經散熱片下部的吸油室把冷卻過的油經聯管再送回變壓器本體。變壓器內部則會在器身下部設置油流導向結結構，為油流提供了指定的通路，讓絕大部分的油有效地流向繞組內部，從而達到冷卻變壓器線圈的目的，大大地提高了散熱效率。如此不間斷地循環，保證變壓器一直處于正常的運行狀態。這種方式目前已在電網變壓器中廣泛使用。電力系統中的大容量變壓器，基本上都以強油循環變壓器為主。
3強油結構的優化
3.1下部托板進油孔分布的優化
變壓器油進入油箱底部油槽后，通過下夾件的導油管把油導入托板下部的支撐墊塊，再經過托板導入到線圈本身里，為了達到散熱效果又不引起油流帶電，設計會計算每個線圈的占油比例并合理設計導油孔位置。借鑒一些企業的先進設計技術和工藝制作水平， 改進了器身油流導向的結構。
3.1.1結構改進前
下圖是傳統常用的進油孔分配結構圖，該結構不大適用于大容量變壓器，因為當變壓器容量很大時或者說泵容量很大時油孔位置的流速很容易就超過限定值了，使得絕緣油流過此處時 , 會在油紙界面上產生電荷分離，進而形成油道中局部電荷的積累，即出現油流帶電現象。當這種積聚達到一定程度時, 就會在油中產生浮云狀的直流勢差, 產生閃絡放電, 破壞油道的絕緣性能，甚至還有可能引起局部放電造成試驗失敗，存在很大隱患。
3.1.2結構改進介紹
上圖是改進后的油孔分布圖，變壓器油通過夾件導油管導入到托板下面的支撐墊塊，在此墊塊上方開稍大的儲油腔，把變壓器油由線圈外側引流到線圈內側，再通過放置托板封住油腔并讓這些進油孔均分布在油腔的正上方，低壓電流大發熱最厲害，并且一般在線圈排列的最里側，所以考慮在器身內側和外側均設置進油孔是比較合理的。此過程需注意零部件配合以防止漏油，每個象限設計兩個或者多個進油孔，孔徑的大小可以一樣也可不同，通過調節油孔的大小和數量及在象限里的角度來達到滿足計算的要求。一般來說為了保證線圈的有效支撐實現線圈壓力的有效傳遞，進油孔一般設置在兩個線圈之間的油道撐條和紙筒下方，并分布在墊塊位中間的空檔位處。這樣最大限度地避免了油道墊塊擋住進油孔，保證了油流的流暢。
以下三個位置容易出現油流瓶頸，計算時需重點關注：
夾件導油管位置;可根據需要增加管徑。
托板開孔位置;可根據需要增加孔的數量和擴大孔徑。
托板上線圈下部圓周油槽位置;可根據需要調整撐條和紙筒的高度、紙圈墊塊的放置位置以增大油槽的截面積大小。
3.1.3結構改進后
這種結構使得線圈下方的墊塊都得以保留，保證了線圈的有效支撐，實現了線圈夾緊力的有效傳遞。也如大家所知，變壓器容量大時，油泵的容量相應也大，托板進油孔處就容易出現瓶頸。這種結構的改進使得油孔分布均勻，既保證油流又解決了油流過快的問題，優化了油流的分布，消除托板進油點的瓶頸。大大降低了因油流帶電引起局部放電的可能性，提高了產品運行的可靠性和安全性。這種優化對大容量變壓器的冷卻油路設計和防止變壓器局部過熱, 提高變壓器的負荷能力都具有及其重要的參考意義。
3.2下部鐵件和絕緣件連接位置的優化
傳統的油導向結構為下夾件鐵管導入的導油結構。容量大，變壓器體積也相對較大，偏差就更容易出現，不同材料的配合也容易出現異常。
3.2.1結構改進前
線圈托板下部，在鐵管和絕緣件連接位置處，既導油鐵管和托板下支撐墊塊連接處，由于夾件較長每個支撐鐵焊接的累積公差較大、加上安裝公差、絕緣件收縮等因素，使得鐵管和絕緣件不能很好地貼合，甚至出現斜縫。如果這縫隙不消除會導致變壓器油滲漏。當出現這種不平或者斜縫時，車間需要吊起整個器身，在縫隙處填充紙板再套下器身，由于重力導致的變形很難一次性調整到位，需要反復調整才能消除縫隙，長時間占用了吊具和人力，耗費工時，效率低。
3.2.2結構改進介紹
在夾件導油管和磁屏蔽外側的絕緣件之間增加一個膠墊，利用膠墊的彈性變形簡單有效地消除了由各種因素造成的不平整和縫隙。為了避免膠墊移位，膠墊本身開了限位孔，和導油管及放在其上面的絕緣件用螺桿銷在一起，放置在上面的絕緣件也根據膠墊的形狀開凹槽，完全覆蓋并限位膠墊。為了避免膠墊開裂滲漏，膠墊應盡量做得面積大一些。
3.2.3結構改進后
改進后的油流導向結構可靠，加工簡便，由夾件焊接公差引起的配合縫隙導致的局部漏油問題也得到了很好低解決。直接用膠墊代替來回調節的紙板，操作簡單快速，節約了工時，釋放了工裝設備的空閑時間，提高了工作效率，同時降低了變壓器的制造成本。也避免了由于來回起吊器身而對絕緣件造成的不可預知的絕緣損壞。提高了產品的質量，使實際流速和理論計算盡可能地保證一致性，從而提高了產品運行的可靠性和安全性。
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四、結束語：
多年的運行經驗告訴我們，變壓器內部結構的可靠性始終是變壓器長期安全運行的根本，也是使廠家在行業中立于不敗之地的關鍵，當然，加強對變壓器外部冷卻系統的檢查也至關重要，發現問題及時解決。避免因外部冷卻系統出現故障而導致油溫急劇上升，這將對變壓器內部絕緣材料造成很大威脅，可能造成絕緣老化、擊穿。內外相輔相成，缺一不可。 此油流導向結構的改進，成本低、結構簡單、便于實現、安全可靠，為大容量變壓器解決油流帶電問題指明了方向，這對于變壓器制造廠家和修造單位均有參考價值。
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作者：謝劍媚
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