2016年第5期（总第128期）
经源与节社 ENERGY AND ENERGY CONSERVATION
变压器冷却技术的发展张鲁，李永光，高向宗，王龙辉(上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090)
2016年5月
摘要：介绍了国内外变压器的冷却方式的发展历程，并通过对比各种变压的教热方式，指出了变压器散热方式的发展方向与前景。
关键词：史压器；冷师；相变
中图分类号：TM4
文献标识码：A
文章编号：2095-0802(2016)050109-02
OntheDevelopmentofTransformerCoolingTechnology
ZHANG Lu, LI Yongguang, GAO Xiangzong, WANG Longhui
(College of Energy and Mechanical Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China) Abstract: This paper introduced the development history for cooling methods of domestic and foreign transformers, and proposed the development direction and prospect of heat radiating methods of transformers by comparing these methods of various transfo mers
Key words: transformer, cooling; phase change
0引言
变压器运行中会在铁心、绕组及油箱壁等部件中产生损耗，并转化成热量。在油浸式变压器中，损耗热量将被变压器油吸收，从面使油浸式变压器的油面和绕组等部件温度升高。对于容量低的油浸式变压器特别是小于20kVA的变压器，油箱壁本身的散热能力就能将其热量散发掉。当电压等级相当时，变压器容量与油箱的散热面积的平方值近似成正比，变压器的损耗能量与装机容量的0.75次方成正比-。而在一定的温控要求下，单机容量较大的变压器，其油箱壁不能将运行中产生的热量散发掉，则会造成变压器运行温度上升。变压器绕组温度的升高会导致其绝缘寿命缩短当热点温度在100℃~140℃之间时，如热点温升增加2K，相对老化值大约增加25%。所以控制变压器
的运行温度对于经济性与运行安全都有重要意义。 1变压器冷却方式分类
变压器冷却系统包括冷却介质和冷却方式。变压器冷却介质有：空气、变压器油、SF6、碳氟化合物等。变压器冷却方式有：以空气为介质的自然冷却、强迫风冷；以变压器油为介质的油浸自冷、油浸风冷、强追油循环风冷、强迫油循环水冷；以SF。为介质的风冷；
以碳氟化合物为介质的相变冷却等。 1.1空气冷却方式
世界上最早的变压器出现于19世纪后期，以空气为介质的冷却方式主要用于干式变压器。1876年世界收稿日期：2016-03-11
基金项目：国网上海电力公司(SQJSKF[2012]2000)
第一作者简介：张鲁，1989年生，男，河南汝南人，2012年毕业于哈尔滨理工大学热能与勃力工程专业，在读硕士研究生。
上第一台变压器采用的是空气冷却，及1885年匈牙利研制的闭合磁路变压器，也是空气冷却。以空气作为冷却与绝缘介质。但局限于材料技术的限制，材料绝缘水平低，当时变压器电压等级及容量都很小，一直到1965年，德国研制出了第一台使用环氧树脂进行绝缘的十式变压器，使得以空气为冷却方式的变压器有了突破性进展。由于干式变压器容量不大，于式变压器一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
干式变压器依靠空气对流对变压器进行冷却，冷却方式分为自然冷却（AN）和强追风冷（AF)。自然冷却时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。
干式变压器有很多优点，例如：无需保养维修，耐热性高，运行噪音小，适应高污移、高温、潮湿的环境。但由于空气热容小，其以空气为冷却方式的缺点造成了干式变压器的电压等级和容量不可能太大。且空气的绝缘水平受外界环境影响很大，温度、湿度、浓度、流向、灰尘含量等都会对空气的绝缘性有很大影响。
1.2变压器油冷却方式
变压器油作为变压器冷却介质至最早在1912年，至今已有100a多历史，油冷变压器冷却能力大，绕组、铁心温度分布均匀，至其良好的散热性能使得油冷式变压器在现今大型变压器中处于主导地位。相对于空气冷却变压器，其电绝缘强度与热容都远大于空气。目前干式变压器最高电压等级为35kV，最大容量为25 MVA，而油浸变压器最高电压等级1000kV，最大容量可做到1000MVA。
以变压器油为介质的冷却方式分为：油浸自冷、油浸风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷。油浸
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