任强
特变电工股份有限公司新疆变压器厂(质量检验部) 新疆昌吉 831100
摘要：在整个电力系统运行过程中，油浸式变压器是系统的核心部件，其安全性对整个电力系统的稳定都有着直接影响，然而因为油浸式变压器在运行过程中，内部容量和电压等级逐步升高导致温升的问题越来越严重，如果变压器温升较高，可能会导致绝缘破坏的概率增加。如果情况严重，甚至还会产生大范围短路等问题，影响电力网络系统的可靠性。本文具体分析研究油浸式变压器绕组油流及温升影响因素，并且采取针对性的措施进行处理，重视细节的分析，加强精细化管理，提升电力系统运行的安全性和稳定性。
关键词：油浸式；变压器绕组；油流；温升；影响因素；措施
1 油浸式变压器绕组概述
1.1 变压器绕组冷却结构
自然油循环冷却式变压器主要是利用油箱外部的散热器来冷却热油，在运行过程中，冷油一般通过散热器底部和变压器本体油箱连接的管路逐步进入到变压器当中，再通过变压器机身底部的油路逐步送到绕组和铁芯当中，通过变压器油的热浮力来进行运行。在实际运行过程中油浸式电力变压器的冷却结构如下图所示。
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1.2 研究油浸式变压器绕组油流及温升的意义
油浸式变压器运行过程中，绕组温度场和附近的油流场、电子场和温度场之间关系非常密切，如果产生多物理场耦合等问题，会严重影响油浸式变压器的安全运行。油浸式变压器稳定运行过程中，变压器内部会出现大量的损耗。这种损耗主要通过热的形式出现，生成的热能会导致变压器内部的温度大幅度升高，利用各种传热方式可以有效地将热量送入到变压器油当中，最终通过变压器和油箱壁之间的接触快速的散发到外部空气当中，如果变压器无法有效的散热，有可能会导致变压器内部出现局部温度过高等问题，这样就会导致绝缘老化的程度加快，在长时间运行后会造成变压器的使用寿命缩短，甚至会对运行的安全性产生影响。因为变压器油是变压器运行过程中主要的散热和绝缘物质，流速和压力等级往往会直接影响油浸式变压器的绝缘性能[1]。
如果油浸式变压器在运行过程中内部的油流速度比较快，可能会导致绕组流出线带电等问题，严重影响变压器的绝缘性能，如果油流速度较慢，可能会导致局部出现死油等情况，影响变压器的散热效果。绕组间的区域如果温度超过规定，很容易产生绝缘老化等情况，因此需要深入地对变压器的绕组和油流和温升情况进行分析研究，确保变压器绕组温升的问题得到有效地解决[2]。
2 油浸式变压器绕组油流及温升影响因素及处理措施
2.1油浸式变压器绕组油流的数值计算
油浸式变压器绕组在传输过程中热量主要通过绕组的对流和传导的方式散发，在散热时具有较为明显的规律，具体的计算公式如下。
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在进行计算的过程中，相关人员需要重视与实际情况相结合，了解油浸式变压器绕组结构的特点，先对绕组的对流散热数值进行计算，然后与辐射散热公式相结合，准确的将绕组单位散热面积计算出来，分析变压器绕组的特性，采取合理的方式进行处理，控制绕组运行故障减少。由于变压器绕组具有复杂的结构，相关人员还需要注意全面的对绕组结构进行优化，并且与绕组变压器绕组冷却结构特征相结合，对问题进行分析，如果在改进时发现系统不够完善，还需要采取对应的策略解决[3]。
2.2 合理改进油浸式变压器绕组冷却结构
2.2.1 带挡板的冷却结构的改进
油浸式变压器的内部绕组主要分成带挡板的冷却结构、轴向滑道的冷却结构和交错式轴向冷却结构三种。在运行过程中，在绕组冷却结构的内部进行挡板的设计，可以让油道内部的油流阻力提升，这样可以有效的对油流的速率进行控制。在绕组流油流动过程中，水平方向的流动速度逐步加快，让变压器冷却的效果提升。在进行挡板冷却结构布设过程中，油流绕组内部需要进行一定数量挡板的设计，挡板的数量最好控制在8个，如果挡板的数量不足，可能会影响绕组冷却结构的稳定性，如果挡板的数量过多，也会导致变压器的运行成本增加。
在产品设计模型简化过程中，设计人员需要通过二维模型进行分析和计算，与行业标准相结合，进行实际的数据试验。通过分析发现，在变压器绕组运行温度达到75k时，可以获得准确的变压器绕组热电数值。该数值能够达到65k，误差为负的7.9%，产生计算偏小的问题，主要在于二维平面模型，与实际情况不符。在计算过程中，和油浸式变压器内部的油流流通情况不吻合，变压器的内部引擎油道往往是由油隙搭建的，在运行过程中可能会影响变压器内部的散热系统，造成误差的出现[4]。
2.2.2 带交错式轴向油道绕组的改进
油浸式变压器绕组运行过程中，流油往往在变压器绕组当中可以高速流通，流油的速率大幅度的提升，可以进一步提升线饼热画面间的流动水平，这样可以提升散热的效率。在自然循环散热系统当中油浸式变压器绕组内部的油流速率，往往与油浮力有一定的关联。在油浸式变压器绕组冷油流动散热的过程中，不可避免会通过绕组底部逐步向变压器内部渗透，产生对流的效果，这样才能进行热传导。变压器内部的油温逐步升高。可以提升变压器内部热量散发的效率。
2.2.3 加大绕组设置力度
因为油浸式变压器绕组结构之间具有一定的差异，影响绕组内部的油流速度，绕组结构不同，在温升方面也会产生一定的差异，在实际操作过程中需要注意合理的进行变压器绕组的设置，与绕组变形的情况相结合进行计算，依照变压器的整体运行特点，合理的进行绕组类型的选择，以确保油浸式变压器运行过程中散热工作有效展开，提升温升控制水平[5]。
与此同时，变压器内部结构不同，在绕组热点温升方面也会有一定的差异，需要注意与实际情况结合进行分析。比如说在无挡板与轴向滑道绕组中，最热点的温升往往能够达到37k，而具有挡板的绕组最热点温升能够达到65k。具体进行分析可以发现，若是油浸式变压器绕组当中，幅向相对较低，工作人员可以合理的使用带挡板的绕组，并且确保油浸式变压器安全的条件下，提升绕组热点温升。
结束语
总而言之,油浸式变压器广泛的应用于电流系统当中，其安全性和稳定性对电力系统的运行有着直接影响，因此需要注意合理的对油流和温度进行控制，分析变压器绝缘性能和安全性能，从本质上保证变压器绕组油流的合理性，提升温升控制的效果。
参考文献
[1] 刘恩洲， 王健， 钟俊涛，等. 油浸式变压器绕组间油流分配计算研究[J]. 变压器， 2017， 54（3）: 111-114.
[2] 方海彬, 刘晓明, 赖增辉,等.油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析[J].变压器, 2013(01): 118-122.
[3] 李琳, 谢裕清, 刘刚,等. 油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素分析[J]. 电力自动化设备, 2016, 36(012): 183-188.
[4] 张萍, 王奕玲, 王建民,等. 油浸式变压器饼式绕组的温升计算与影响因素分析[J]. 变压器, 2018, 055(010): 41-45.
[5] 方海涛. 油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析[J]. 企业技术开发, 2018, 37(12):98-99+110.