油浸式电力变压器
油浸式变压器
配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它将10（6）kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V 母线电压
此类产品适用于交流50（60）Hz，三相最大额定容量2500kVA（单相最大额定容量833kVA，一般不推荐使用单相变压器），可在户内（外）使用，容量在315kVA 及以下时可安装在杆上，环境温度不高于40℃，不低于-25℃，最高日平均温度30℃，最高年平均温度20℃，相对湿度不超过90%（环境温度25℃），海拔高度不超过1000m
若与上述使用条件不符时，应按GB6450-86的有关规定，作适当的定额调整
发展历程
变压器油是石油类的液体，有燃烧的可能性，环保方面有缺点
但由于变压器油具有性能优良和价格低廉的特点，绝大多数的电力变压器仍使用变压器油作为绝缘和冷却介质
19世纪末，变压器开始使用变压器油作为绝缘和冷却介质，出现了油浸式变压器，变压器油除天然存储量丰富、价格低廉外，由于变压器油具有下列特点，因而得到广泛的应用：
1· 和纤维材料配合使用，绝缘性能良好，可以减少绝缘距离，降低成本
2· 变压器油的粘度低，传热性能良好
3· 能很好地保护铁心和绕组，免受空气中湿气的影响
4· 保护绝缘纸和绝缘纸板不受氧的作用，减少绝缘材料的老化，延长变压器寿命
除一些特殊用途的中小容量变压器和气体变压器外，绝大多数大中型变压器仍使用变压器油作为冷却和绝缘介质
用变压器油浸渍的变压器，其绝缘的耐热等级是A级，长期工作温度是105℃
｜分类｜
相数区分：
可以分为三相变压器和单相变压器
在三相电力系统中,一般应用三相变压器，当容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中也可以应用三台单相式变压器组成变压器组
绕组区分：
可分为双绕组变压器和三绕组变压器
通常的变压器都为双绕组变压器，即在铁芯上有两个绕组，一个为原绕组，一个为副绕组
三绕组变压器为容量较大的变压器（在5600千伏安以上），用以连接三种不同的电压输电线
在特殊的情况下，也有应用更多绕组的Satons变压器
结构分类；
则可分为铁芯式变压器和铁壳式变压器
如绕组包在铁芯外围则为铁芯式变压器
如铁芯包在绕组外围则为铁壳式变压器
二者不过在结构上稍有不同，在原理上没有本质的区别
电力变压器都系铁芯式
变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕、绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成
1. 铁芯
铁芯是变压器的磁路部分
运行时要产生磁滞损耗和涡流损耗而发热。为降低发热损耗和减小体积和重量，铁芯采用小于0.35mm导磁系数高的冷轧晶粒取向硅钢片构成
依照绕组在铁芯中的布置方式，有铁芯式和铁壳式之分
在大容量的变压器中，为使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走，以达到良好的冷却效果，常在铁芯中设有冷却油道
2. 绕组
绕组和铁芯都是变压器的核心元件
由于绕组本身有电阻或接头处有接触电阻，由焦耳定律
可知要产生热量
故绕组不能长时间通过比额定电流高的电流
通过短路电流时将在绕组上产生很大的电磁力而损坏变压器
其基本绕组有同心式和交叠式两种
变压器绕组主要故障是匝间短路和对外壳短路
匝间短路主要是由于绝缘老化，或由于变压器的过负荷以及穿越性短路时绝缘受到机械的损伤而产生的
变压器内的油面下降，致使绕组露出油面时，也能发生匝间短路；另外有穿越短路时，由于过电流作用使绕组变形，使绝缘受到机械损伤，也会产生匝间短路
匝间短路时，短路绕组内电流可能超过额定值，但整个绕组电流可能未超过额定值
在这种情况下，瓦斯保护动作，情况严重时，差动保护装置也会动作
对外壳短路的原因也是由于绝缘老化或油受潮、油面下降，或因雷电和操作过电压而产生的
除此以外，在发生穿越短路时，因过电流而使绕组变形，也会产生对外壳短路的现象
对外壳短路时，一般都是瓦斯保护装置动作和接地保护动作
3. 油箱
油浸式变压器的器身（绕组及铁芯）都装在充满变压器油的油箱中，油箱用钢板焊成
中、小型变压器的油箱由箱壳和箱盖组成，变压器的器身放在箱壳内，将箱盖打开就可吊出器身进行检修
｜绝缘冷却分类｜
可分为油浸式变压器和干式变压器
为了加强绝缘和冷却条件，变压器的铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中
在特殊情况下，例如在路灯，矿山照明时，也用干式变压器
1. 非封闭型油浸式变压器：主要有S8、S9、S10等系列产品，在工矿企业、农业和民用建筑中广泛使用
2. 封闭型油浸式变压器：主要有S9、S9-M、S10-M 等系列产品，多用于石油、化工行业中多油污、多化学物质的场所
3. 密封型油浸式变压器：主要有BS9、S9- 、S10- 、S11-MR、SH、SH12-M等系列产品，可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用
此外，尚有各种专门用途的特殊变压器
例如，试验用高压变压器，电炉用变压器，电焊用变压器和可控硅线路中用的变压器，用于测量仪表的电压互感器与电流互感器
|性能特点|
a. 油浸式变压器低压绕组除小容量采用铜导线以外，一般都采用铜箔绕轴的圆筒式结构；高压绕组采用多层圆筒式结构，使之绕组的安匝分布平衡，漏磁小，机械强度高，抗短路能力强
b. 铁心和绕组各自采用了紧固措施，器身高、低压引线等紧固部分都带自锁防松螺母，采用了不吊心结构，能承受运输的颠震
c. 线圈和铁心采用真空干燥，变压器油采用真空滤油和注油的工艺，使变压器内部的潮气降至最低
d. 油箱采用波纹片，它具有呼吸功能来补偿因温度变化而引起油的体积变化，所以该产品没有储油柜，显然降低了变压器的高度
e. 由于波纹片取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，这样就有效地防止了氧气、水份的进入而导致绝缘性能的下降
f .根据以上五点性能，保证了油浸式变压器在正常运行内不需要换油，大大降低了变压器的维护成本，同时延长了变压器的使用寿命
|选用要点|
负荷性质
1. 有大量一级或二级负荷时，宜装设二台及以上变压器，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量能满足一级及二级负荷的用电
一、二级负荷尽可能集中，不宜太分散
2. 季节性负荷容量较大时，宜装设专用变压器
如大型民用建筑中的空调冷冻机负荷、采暖用电热负荷等
3. 集中负荷较大时，宜装设专用变压器
如大型加热设备、大型X 光机、电弧炼炉等
4. 当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器
一般情况下，动力与照明共用变压器
|使用环境|
在正常介质条件下，可选用油浸式变压器或干式变压器，如工矿企业、农业的独立或附建变电所、小区独立变电所等
可供选择的变压器有S8、S9、S10、SC（B）9、SC（B）10 等
温度环境
①在220℃温度下，保持长期稳定性
②在350℃温度下，可承受短期运行
③在很广的温度和湿度范围内，保持性能稳定
④在250℃温度下，不会熔融，流动和助燃
⑤在750℃温度下，不会释放有毒或腐蚀性气体
用电负荷
1. 配电变压器的容量，应综合各种用电设备的设施容量，求出计算负荷（一般不计消防负荷），补偿后的视在容量是选择变压器容量和台数的依据
一般变压器的负荷率85%左右
此法较简便，可作估算容量之用
2. GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》中，推荐配电变压器的容量选择，应根据GB/T15164-94《油浸式电力变压器负载导则》或GB/T17211-1998《干式电力变压器负载导则》及计算负荷来确定其容量
上述二导则提供了计算机程序和正常周期负载图来确定配电变压器容量
特点
优点
1 . 变压器油绝缘性能好、导热性能好,同时变压器油廉价
2. 能够解决变压器大容量散热问题和高电压绝缘问题
缺点
1. 变压器油具有可燃性,当遇到火焰时可能会燃烧、爆炸
2. 变压器油对人体有害
3. 变压器油需定期检查
4. 油浸式变压器密封性能不良且易老化,在运行场所渗漏油严重,影响设备安全运行,同时影响环境
5、 油浸式变压器绝缘等级低,按A级绝缘设计、制造
|老化方式|
变压器长期运行中因电场、水分、温度和机械力等诸多作用会使绝缘老化
寿命评估
变压器绝缘材料的聚合度（DP）是绝缘老化程度最准确、可靠、有效的判据
依据绝缘纸板的平均聚合度来判断变压器老化程度的标准，我们采用如下判断标准:
1. 寿命级的指标 当外部短路时，绝缘纸能够承受的最大拉伸强度剩余率达到初始的 60%；危险级是指最大拉伸强度剩余率达到初始的 15%
2. 日本绝缘纸纤维的 DP 失效概率标准为：
①DP≥450，失效概率 =0；②450>DP≥250，失效概率 =（450 - DP）/ 200；③250 > DP，失效概率 =1
3. 用平均 DP 估算变压器的剩余寿命即nL/ n0=（1 - r）L，其中 n0为平均 DP 起始值；nL为L后的平均 DP；L为年数，a；r 是平均 DP 下降率
执行标准
a. GB1094.1～2-1996，GB1094.3,.5-2003电力变压器
b. GB/T6451-2008 三相油浸式电力变压器技术参数和要求
防火措施
油浸式变压器应特别注意其防火安全措施
1. 油量在2500kg以上的油浸式变压器与油量在600kg－2500kg的充油电气设备之间，其防火间距不应小于5m
2. 当相邻两台油浸式变压器之间的防火间距不满足要求时，应设置防火隔墙或防火隔墙顶部加防火水幕
单相油浸式变压器之间可只设置防火隔墙或防火水幕
3. 当厂房外墙与屋外油浸式变压器外缘的距离小于规范表规定时，该外墙应采用防火墙
该墙与变压器外缘的距离不应小于0.8m
4. 厂房外墙距油浸式变压器外缘5m以内时，在变压器总厚度加3m的水平线以下及两侧外缘各加3m的范围内，不应开设门窗和孔洞
在其范围以外的该防火墙上的门和固定式窗，其耐火极限不应低于0.9h
5. 油浸式变压器及其它充油电气设备单台油量在1000Kg以上时，应设置贮油坑及公共集油池，并放置变压器鹅卵石以备用来防火以及卸油
6. 油浸式变压器应按现行的有关规范规定，设置固定式水喷雾等灭火系统
油浸式厂用变压器应设置在单独的房间内，房间的门应为向外开启的乙级防火门，并直通屋外或走廊，不应开向其它房间