新型油浸式节能配电变压器的设计

摘要：本文设计了一种新型油浸式节能配电变压器，通过对此变压器的具体设计，大大降低生产成本，符合国家开发节能、节材型变压器的要求。

[关键词]油浸式配电变压器节能

随着国家对能耗的要求，整个变压器行业都在为开发降耗节能型油浸式电力变压器做出不懈努力。尤其国家能源日益紧张，降耗节能和环保已经成为全社会共同关注与研究的课题。降耗节能不仅是经济上的考虑，同时对减少环境污染也有重要意义。

目前，电力系统中电力变压器的损耗占输配电系统损耗的三分之一，电力系统线路通过变压器进行变换电能，在变换过程中变压器本身会损耗一部分电能，变压器本身的空载损耗和负载损耗越大，变压器输出端有效输出电量就会越小，造成浪费又增加环境污染，因此研究制造低损耗節能变压器是目前重要而紧迫的任务。

1新型油浸式节能配电变压器三绕组设计

新型的油浸式配电变压器设计成节能型三绕组电力变压器，包括变压器本体、铁芯、油箱、高压套管和低压套管，高压套管连接高压绕组，低压套管连接低压绕组，铁芯上的硅钢片与高压绕组和低压绕组所用的铜导线重量比值为2.3～2.5。铁芯采用了阶梯式D形轭铁芯不断轭结构，铁芯叠片采用全斜45°接缝。铁芯的心柱和铁轭采用紧固带通过收紧设备机械绑扎和表面涂高强度粘合剂固化。通过铁芯窗内侧安装有3～4根无纬材料做的拉紧带和窗外侧用4～5根高硬强度材料做的合金钢杆相互配合拉紧。油箱选用八角油箱。

这种新型的油浸式节能配电变压器运行可靠性更高，结构简单，更加降耗节能，损耗比之前的配电变压器降低约35%，完全符合国家目前对能耗要求低的需求。

2新型油浸式节能配电变压器绝缘

目前大多数配电变压器中高压线圈所采用的绝缘结构均为单一的绝缘结构，用电缆纸或菱格纸做层间绝缘，采用电缆纸做为导间绝缘。由于电缆纸的击穿电压低，因此在相同层间电压时，采用0.08电缆纸做层间绝缘时电缆纸使用的数量较多，层间绝缘层的整体厚度较大，高压线圈的辐向增大，绕制后线圈外径增大，负载损耗增加，且整个线圈较松散，抗短路能力差。

新型油浸式节能配电变压器绝缘是一种复合型层间绝缘结构，包括第一导线层、第二导线层和绝缘层，绝缘层位于第一导线层和第二导线层之间;绝缘层使用依次层叠的菱格纸层、聚酯薄膜层和菱格纸层。菱格纸层的厚度为0.05-0.25毫米。聚酯薄膜层的厚度为0.01-0.1毫米。聚酯薄膜层和菱格纸层通过粘合固定。

这样的绝缘设计不仅制造工艺简单，易于操作，提高了工作效率，且大大提高了产品的电气性能及机械强度。同时具有以下优点：

（1）线圈层间绝缘击穿电压高，聚酯薄

膜层单层的击穿电压可达到2500V以上，变压器电气性能加强。

（2）聚酯薄膜层机械强度高、韧性强、电绝缘性能优良，保证了产品的电气性能。

（3）绝缘层所包含的总层数少，只有三层，加工工艺简单，操作方便。

（4）高压线圈层间绝缘结构的总厚度减小，线圈辐向尺寸小，高压线圈外径小，负载损耗低。

（5）线圈外径小，相间距离相应减小，铁心重量轻，空载损耗低。

（6）菱格纸与聚酯薄膜组合后，随着温，度的上升，菱格纸表面的胶融化，使绕组的相邻各层可靠地粘合在一起，成为一个固定的整体，大大提高了变压器的抗短路能力。

3新型油浸式节能配电变压器线圈的铜排

国家铜材的资源紧缺，如果能够在变压器设计中节省铜材的使用，也是响应国家节能降耗的要求，开发节能、节材型变压器的重要一项研究。目前的变压器的箔绕线圈的铜导体为整张的铜箔，铜箔的高度与线圈高度想当，铜箔卷绕成圆简状多层结构，各层铜箔之间同时卷绕有绝缘层，并且每隔若干层铜箔间隔设置有绝缘支撑块，在铜箔间隔形成气流通道，以便散热。内铜排焊接在箔绕线圈的铜箔起始端内侧作为线圈的首端，外简排焊接在箔绕线圈的铜箔末端作为线圈的末端。铜排所占位置空间大造成整个线圈不是圆形，使得铜排缩短了跟高压外线圈的距离，容易造成铜排对高压外线圈放电，影响到变压器的安全运行。

新型油浸式节能配电变压器线圈的铜排是包括了依次连接为一体的箔绕段、折弯段、引出端，其中，箔绕段沿长度方向设有呈“L”形的梯度段，线圈箔绕段的截面积根据箔绕线圈载流大小呈单位直线增长的规律递增。“L”形的梯度段的长度尺寸及梯度段斜边与直边的夹角，根据箔绕线圈铜箔载流大小及载流密度的标准要求确定。从而确定铜排料板的剪切线以进行合理开料布置，将铜排料板按照上述剪切线进行剪切，得到箔绕线圈的内外铜排。

新型油浸式节能配电变压器线圈的铜排设计结构简单，可明显节约铜材，大大降低生产成本，符合国家开发节能、节材型变压器的要求。同时使用该铜排制成的箔绕线圈也更符合设计圆形的要求，分布电场更均匀，工频性能及雷电冲击安全性能更可靠。

4结束语

新型油浸式节能配电变压器比普通配电变压器空载降低30%以，上，能效达到国家标准GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》中能效等级1级水平，符合各个电厂、电站、工矿企业用户配电站等电力和配电系统的需求。符合国家降耗节能和环保的政策。此节能配电变压器的应用不仅对国家经济做出贡献，同时对减少环境污染也具有重要意义。

参考文献

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