本文摘要：1引言 随着变压器技术的不断发展，变压器容量的不断增加和电压等级不断升高，这相当于对变压器的安全运行也提出了更高的要求。出于高能效的考虑，单台变压器的容量越来越大，这就意味着在电压等级不变的前提下，变压器电流就越大，绕组发热的问题就会变得尤
1引言
随着变压器技术的不断发展，变压器容量的不断增加和电压等级不断升高，这相当于对变压器的安全运行也提出了更高的要求。出于高能效的考虑，单台变压器的容量越来越大，这就意味着在电压等级不变的前提下，变压器电流就越大，绕组发热的问题就会变得尤为突出，解决大容量变压器绕组散热的问题也成为当今变压器设计中不可忽视的重点。
2强油导向结构
变压器绕组中循环流动的油流，流速快带走的热量也多，散热就好，但为了避免油道由于流速太快而形成电荷积累，必须严格控制油流的速度，一般来说线圈里的油流速度须控制在0.75m/s以下，器身的油流速度须控制在1m/s以下，以保证导线不产生油流带电。
影响变压器油流带电的主要因素除了油流速度、 还有油的温度和加交流电场等。变压器局部放电一般发生在电压高、绝缘距离小的易导电的部位，如钢结构件、绕组端部等位置。大容量变压器既要解决绕组的散热问题，又要解决因油流速度太快而产生闪络放电问题，是结构设计里的难点。
强油导向结构很好地解决了这个问题。强油导向结构也称强油循环，用油泵将变压器上部的热油抽出，经过上部的联管进入散热片，热油经过散热片靠风冷或者水冷把大量的热量带走，然后经散热片下部的吸油室把冷却过的油经联管再送回变压器本体。变压器内部则会在器身下部设置油流导向结结构，为油流提供了指定的通路，让绝大部分的油有效地流向绕组内部，从而达到冷却变压器线圈的目的，大大地提高了散热效率。如此不间断地循环，保证变压器一直处于正常的运行状态。这种方式目前已在电网变压器中广泛使用。电力系统中的大容量变压器，基本上都以强油循环变压器为主。
3强油结构的优化
3.1下部托板进油孔分布的优化
变压器油进入油箱底部油槽后，通过下夹件的导油管把油导入托板下部的支撑垫块，再经过托板导入到线圈本身里，为了达到散热效果又不引起油流带电，设计会计算每个线圈的占油比例并合理设计导油孔位置。借鉴一些企业的先进设计技术和工艺制作水平， 改进了器身油流导向的结构。
3.1.1结构改进前
下图是传统常用的进油孔分配结构图，该结构不大适用于大容量变压器，因为当变压器容量很大时或者说泵容量很大时油孔位置的流速很容易就超过限定值了，使得绝缘油流过此处时 , 会在油纸界面上产生电荷分离，进而形成油道中局部电荷的积累，即出现油流带电现象。当这种积聚达到一定程度时, 就会在油中产生浮云状的直流势差, 产生闪络放电, 破坏油道的绝缘性能，甚至还有可能引起局部放电造成试验失败，存在很大隐患。
3.1.2结构改进介绍
上图是改进后的油孔分布图，变压器油通过夹件导油管导入到托板下面的支撑垫块，在此垫块上方开稍大的储油腔，把变压器油由线圈外侧引流到线圈内侧，再通过放置托板封住油腔并让这些进油孔均分布在油腔的正上方，低压电流大发热最厉害，并且一般在线圈排列的最里侧，所以考虑在器身内侧和外侧均设置进油孔是比较合理的。此过程需注意零部件配合以防止漏油，每个象限设计两个或者多个进油孔，孔径的大小可以一样也可不同，通过调节油孔的大小和数量及在象限里的角度来达到满足计算的要求。一般来说为了保证线圈的有效支撑实现线圈压力的有效传递，进油孔一般设置在两个线圈之间的油道撑条和纸筒下方，并分布在垫块位中间的空档位处。这样最大限度地避免了油道垫块挡住进油孔，保证了油流的流畅。
以下三个位置容易出现油流瓶颈，计算时需重点关注：
夹件导油管位置;可根据需要增加管径。
托板开孔位置;可根据需要增加孔的数量和扩大孔径。
托板上线圈下部圆周油槽位置;可根据需要调整撑条和纸筒的高度、纸圈垫块的放置位置以增大油槽的截面积大小。
3.1.3结构改进后
这种结构使得线圈下方的垫块都得以保留，保证了线圈的有效支撑，实现了线圈夹紧力的有效传递。也如大家所知，变压器容量大时，油泵的容量相应也大，托板进油孔处就容易出现瓶颈。这种结构的改进使得油孔分布均匀，既保证油流又解决了油流过快的问题，优化了油流的分布，消除托板进油点的瓶颈。大大降低了因油流带电引起局部放电的可能性，提高了产品运行的可靠性和安全性。这种优化对大容量变压器的冷却油路设计和防止变压器局部过热, 提高变压器的负荷能力都具有及其重要的参考意义。
3.2下部铁件和绝缘件连接位置的优化
传统的油导向结构为下夹件铁管导入的导油结构。容量大，变压器体积也相对较大，偏差就更容易出现，不同材料的配合也容易出现异常。
3.2.1结构改进前
线圈托板下部，在铁管和绝缘件连接位置处，既导油铁管和托板下支撑垫块连接处，由于夹件较长每个支撑铁焊接的累积公差较大、加上安装公差、绝缘件收缩等因素，使得铁管和绝缘件不能很好地贴合，甚至出现斜缝。如果这缝隙不消除会导致变压器油渗漏。当出现这种不平或者斜缝时，车间需要吊起整个器身，在缝隙处填充纸板再套下器身，由于重力导致的变形很难一次性调整到位，需要反复调整才能消除缝隙，长时间占用了吊具和人力，耗费工时，效率低。
3.2.2结构改进介绍
在夹件导油管和磁屏蔽外侧的绝缘件之间增加一个胶垫，利用胶垫的弹性变形简单有效地消除了由各种因素造成的不平整和缝隙。为了避免胶垫移位，胶垫本身开了限位孔，和导油管及放在其上面的绝缘件用螺杆销在一起，放置在上面的绝缘件也根据胶垫的形状开凹槽，完全覆盖并限位胶垫。为了避免胶垫开裂渗漏，胶垫应尽量做得面积大一些。
3.2.3结构改进后
改进后的油流导向结构可靠，加工简便，由夹件焊接公差引起的配合缝隙导致的局部漏油问题也得到了很好低解决。直接用胶垫代替来回调节的纸板，操作简单快速，节约了工时，释放了工装设备的空闲时间，提高了工作效率，同时降低了变压器的制造成本。也避免了由于来回起吊器身而对绝缘件造成的不可预知的绝缘损坏。提高了产品的质量，使实际流速和理论计算尽可能地保证一致性，从而提高了产品运行的可靠性和安全性。
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四、结束语：
多年的运行经验告诉我们，变压器内部结构的可靠性始终是变压器长期安全运行的根本，也是使厂家在行业中立于不败之地的关键，当然，加强对变压器外部冷却系统的检查也至关重要，发现问题及时解决。避免因外部冷却系统出现故障而导致油温急剧上升，这将对变压器内部绝缘材料造成很大威胁，可能造成绝缘老化、击穿。内外相辅相成，缺一不可。 此油流导向结构的改进，成本低、结构简单、便于实现、安全可靠，为大容量变压器解决油流带电问题指明了方向，这对于变压器制造厂家和修造单位均有参考价值。
参考文献：
[1]董卓飞,袁凤艳.变压器油流导向结构改进. 变压器, 2015.02.25,15-16.
[2]郑役军. 终油冷却我变雇器油流带电分析. 电力安全技术, 2003.12.25,25-27.
[3]陈春江.强油风冷变压器运行中常见问题的探讨. 科技与创新, 2017.02.25,42+46.
作者：谢剑媚
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