分体变压器在户内变电站设计中的应用

何宁+郑家波

摘 要：随着城市户内变电站建设的加快，其自身的散热问题和影响周边环境的噪声问题受到了社会各界的高度关注。在传统的变压器布置方案中，散热与降噪成为了难以调和的矛盾点。简要介绍了一种主变散热器与主变本体分离的布置形式，而实际的变电站设计方案证明了该变压器布置方案能有效提高设备的散热效率，隔绝噪声，为户内变电站设计提供新思路。

关键词：分体变压器；户内变电站；散热器；降噪

中图分类号：TM632+.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.156

1 分体变压器的应用背景

随着广州城区规划的扩大和人们生活水平的不断提高，城区的用电负荷也在快速增加，所以，必须在市区内建设变电站。从20世纪80年代中后期开始，广州110 kV变电站和220 kV变电站基本以户内变电站的形式存在。

户内变电站占地面积小，与环境亲和，与城市发展规划相契合。但是，由于设备布置空间狭小，所以，散热困难的问题尤为突出。主变压器是变电站内最重要的设备之一，其运行特点是发热量大、噪声衰减困难。对于户内变电站，为了便于变压器散热，可以采取安装大功率的排气扇，增大变压器室进、排气口等措施。变压器发出的低频噪声会随着距离的增加而衰减，并且衰减速度比较慢。由此可知，采取这些措施会直接影响主变室对噪声的隔绝效果。

为了解决市区变电站的噪声、散热等问题，北京、上海、苏州等大城市开始应用分体式变压器，并取得了良好的效果。这种变压器将主变本体埋于地下或密封在隔音房间内，将散热器布置在容易散热的地方，利用油管将本体与散热器连接。因为变压器的噪声主要来自器身本体，所以，散热的任务主要是由散热器完成的。采取这种方案能有效降低噪声，并兼顾变压器散热与降噪的问题。

2 分体变压器的概念

分体式变压器是指将主变本体和散热部件分开布置在不同的房间，并利用热管连接的一种变压器。其特征是，将储油柜与散热器安装在一起，与变压器本体分离；变压器本体通过导油管和汇流槽与散热器连接，变压器本体通过储油柜联管与储油柜连接，以实现分体散热。按照散热器与主变分离的相对位置，可将其分为垂直布置和水平布置。

2.1 垂直分体布置

变压器本体布置在独立的变压器室内，散热器布置在变压器室斜上方或者上方。采用垂直分体布置后，不仅可以节省散热器部分的占地面积，还能充分利用变压器室的上方空间。

2.2 水平分体布置

散热器通过热管与本体相连，本体一般被封闭在单独的房间中，以隔绝噪声。由于散热器、本体处于同一水平面上，相对于重置，布置本体时油压比较小，制造和维护成本也会相对减少。

3 利用分体变压器改善变电站的运行状况

该设计方案主要应用于1座110 kV的户内变电站中。采用冷却装置与主变本体分离，将主变压器室与散热器设置为砖封闭结构，并利用建筑物将主变本体与外界隔离，达到声隔离的效果，降低噪声的影响。

3.1 本体的布置和安装

根据主变器身本体的外形尺寸，将它布置于户内7 800 mm×9 000 mm 的独立小室中。考虑到本体油箱的实际散热量，小室采用门下百页窗进风、上方排风的通风方式。根据器身本体轨距和质量设置长条型的土建基础，并将本体安装在基础之上。

3.2 散热器的布置和安装

散热器与本体室一墙之隔，连同汇流管一起为半户外式布置。其上方有屋面和气楼，一侧面全敞开，以增大散热面积。而户外新鲜空气流经散热器后，由气楼排风。

敞开的进风侧面选用装饰性的花格栅作护网。这样，既能装饰整个变电站的外观，又能保证其通风条件。

3.3 本体与散热器的连接

上、下各有3根油管穿墙连接本体与散热器汇流管。根据油管管径和位置，在隔墙上预留圆孔，油管安装后将缝隙封堵。

3.4 事故油池

将变压器的放油阀门设置在本体下侧，本体下方设有事故蓄油池，蓄油池上层有格栅并敷有卵石层。当变压器发生故障时，事故油经卵石流入蓄油池。

3.5 通风散热条件比较

对于常规形式的变电站，主变全户内布置。散热器挂壁安装在本体上，全部发热量均在室内，采用主变室下侧百叶窗进风、上方气楼排风的方式通风散热，效果不够理想。所以，将分体变压器的散热器置于户外，明显改善了其散热效果。

4 结论与展望

将变压器的散热器置于户外，明显改善了其散热效果。鉴于此，可以增加变压器的输出效率，提高其实际运行能力；减少变压器长时间过度发热造成的绝缘破坏，提高设备的安全性，并延长变压器的使用寿命。

与直挂式变压器相比，分体式变压器占地面积比较大。在设计变电站时，需注意布置散热器的风路，尽可能使其合理。同时，也对变压器的设计、生产工艺、绝缘材料、质量管理和试验等环节提出了新要求。因此，在应用分体变压器时，需要考虑实际情况，合理配置。

应用分体式低损耗变压器可以完善变压器室的通风系统，使户内变电站的变压器运行条件优于常规变电站，从而增加主变压器的运行可靠性、过载能力和抗风险能力。它的应用体现了变电站设计“以人为本”的理念，为今后城市变电站规划选址、设备选型和布局等提供了新的设计思路。

参考文献

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[3]陈书敏，石玉美.变压器及其冷却方式简介[J].变压器，2010，47（4）：50-53.

〔编辑：白洁〕