箱变变压器室散热装置的应用研究

[摘 要]结合工程实际，在对变压器通风及散热能力进行调查与测试基础上，分析了影响主变散热的原因，并提出了解决散热能力不足的应对办法和改进建议，研制了一种高效实用的箱变变压器室散热装置，应用后取得了较好的经济和社会效益。

[关键词]箱变变压器；散热装置；应用研究

中图分类号：TU8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0248-01

近年来，随着国民经济不断发展，社会用电量激增，电气设备用电负荷明显增大。企业和城市变电站变压器室的散热通风不良是一个普遍存在的问题。有些变电站夏季高峰负荷期间，部分变压器等电气设备长期满负荷运行。由于通风不畅，造成变压器运行环境温度和变压器铁芯温度过高，影响供电的可靠性和降低变压器的使用寿命。

为此，积极研究探讨与改进箱变内变配电设备的散热通风装置，对降低箱变的故障率和提高供电可靠性有着积极的意义。

1 技术研究背景

在夏季高温高峰负荷的时段内，变压器本身消耗的电能是以热量的表征形式散发在变压器室内的空气中，源源不断地对变压器室内的空气进行加热。因配变室顶部和底部所安装的小排量风机不能将室内热量迅速排出，使箱体内外的空气没有大量进行有效交换，造成热量在变压器室内大量聚集，引起箱体内环境温度不断升高，形成恶性循环，最终将导致配电变压器温升超过运行极限，造成供电可靠性降低。

一方面采用自然通风散热和外加辅助轴流风机强制排风，通过冷、热空气之间的热交换降低室内温度是箱变运行中降低箱体内部热量的主要手段，另一方面安装利用空调机制冷降温。但据大量工程应用实例表明，上述两种综合方式其散热效果均不理想。

2 箱变变压器室散热装置研制

2.1 工作原理及结构特征

结合工程实际，在对变压器通风及散热能力进行调查与测试基础上，分析了影响主变散热的原因，并提出了解决散热能力不足的应对办法和改进建议。

该技术利用循环通风原理，空气受热后体积膨胀，比重变得比周围的冷空气轻，周围比重大的冷空气流过来补充，把比重轻的热空气浮到上边去。用轴流式通风机将室外冷空气吸入、室内热空气排出。通过空气流动将主变运行中产生的热量，经风道不断排出室外。

该箱式变电站变压器室的通风散热装置，包括集风罩、通风道、轴流风机（电机功率为0.6KW，排风量1200m3/h）。 附图1。

进出风口分别在箱体的底部和顶部，利用电缆沟作为冷风来源，可以保证进入箱体的都是冷风；使用时启动风机，在集风罩下的进风口区域形成一定负压区，使气流能有效地对准变压器热量集中的箱体中上部，其周边的热气受负压吸引到达集风罩内，然后进入排风通道，在风机作用下，顺着风管排出室外。箱体外的空气通过箱体下的电缆通道进入箱体内，从而使电缆通道、集风罩、排气管道和风机以及箱体外界之间形成循环通路，便于加快变压器室内热气的排出速率，进而便于变压器室的散热。

在室内的合适部位，增设温湿度传感器。温湿度控制显示器内置有单片机，温度控制显示器通过其内的单片机电连接温度传感器和风机。同时装设嵌入式数字式温度、湿度控制显示器，组成温度测控、显示装置。使用时，温度传感器实时检测箱体内的温度，并将检测值传给温度控制显示器，通过温度控制显示器进行显示，便于工作人员直观地监测箱体内的温度，从而对风机进行启动与停止的自动化控制。

2.2 安装及材质要求

安装位置：安装在箱体内的变压器顶部以上300-400mm处，保证安全距离。四周分别超出箱体宽度、厚度300mm左右，以完全罩住整个箱体为原则。轴流风机安装在箱体上。

材质：有多种材料选择，可以为玻璃钢、PVC板、橡胶等绝缘材料，要求里边应当光滑、无毛刺，外边无尖锐棱角。

3 应用效果

与空调制冷降温相比，该方法改变思路将室内强制制冷变为引导疏通，合理利用室外低温空气给主变降温，在夏季高温高峰负荷时段内，满足了变压器运行时的环境要求。提高了变压器室的散热速率，进而提升了变压器的使用寿命，也提高了供电的可靠性。该装置安装后停用了两台3匹空调，更换为一台0.6KW风机，每月可节省电量1227Kwh，与空调制冷降温相比室内温度下降了19℃，说明降温散热效果良好。

安装后运行效果表明，箱变运行可靠、性能稳定。当满负荷运行且温度传感器测得变压器室温度达到35℃及以上时，排风机自动投入运行。当变压器室温度低于35℃以下时，排风扇自动停止运行。变压器室的散热速率，进而提升了变压器的使用寿命，也提高了供电的可靠性。能适时实时在线监测变压器室和低压室内温度及温升变化情况，自动控制通风装置和防凝露装置的启停，有效提高供电可靠性和供电服务质量。社会效益明显。

参考文献

[1]黄伦，武兴民，张燕涛. 风冷式电力变压器散热计算的探讨 陕西电力，2007（1）

[2] 滕黎，陈伟根，孙才新. 油浸式电力变压器动态热路改进模型 电网技术， 2012（4）

作者简介

贾鑫（1994―），男，汉族，现在山东大学电气工程学院电气工程及其自动化专业学习。