油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素与优化措施探究

摘要：目前电力工业的迅速发展，油浸式电力变压器作为电力系统中至关重要的设备，其运行稳定性和安全性受到广泛关注。其中，饼式绕组乃是变压器的重要组成部分，其温升情况直接影响变压器的整体性能及寿命。基于此，本文分析油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素，提出相应的优化措施，为变压器的设计、制造与维护提供助力。

关键词：油浸式电力变压器；饼式绕组；温升；影响因素；优化措施

油浸式电力变压器是电力系统中的能量转换传输设备，承担着将电能从电压等级转换为另电压等级的重要任务。饼式绕组作为变压器的主要结构部分，在实际运行过程中会因电流经过而产生热量，导致温度升高。过高的温升会降低变压器的性能，还会加速其材料老化，缩短使用寿命，甚至引发安全事故。在此形势下，研究油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素及优化措施具有重要意义。

1油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素

1.1负载情况

当变压器所带负载超过其额定容量时，绕组和铁芯中的损耗会急剧增加，按照公式P=I²R（其中P为损耗功率，I为电流，R为绕组电阻），负载电流的增大导致绕组电阻损耗按电流的平方倍数增加。例如：若负载电流变为额定电流的2倍，铜损将变为原来的4倍[1]。

1.2冷却系统性能

油浸式变压器主要依靠变压器油来散热，若冷却油不足或老化污染，会严重影响散热效果。冷却油不足可能是由于密封不良导致泄漏，或者长期未检查油位而自然损耗，冷却油老化或污染会降低其散热性能和绝缘性能，油中混入杂质、水分等污染物会降低油的导热性能，阻碍热量的传导，导致局部过热。除此之外，散热器管道堵塞、冷却风扇损坏等冷却装置故障也会影响散热效果，导致温升过高。

1.3绕组结构与设计

绕组的结构、材料、线径以及散热结构设计等都会影响其发热量和散热效果。例如：绕组线径过细会导致电阻增大，在正常电流经过期间产生的热量就比正常设计的变压器多；接头处焊接不牢或螺丝松动也会导致接触电阻增大，产生额外的热量。同样需要注意的是，绕组的散热结构设计不合理，油路宽度不足、油道流速不均也会影响热量的散发，导致温升过高[2]。

1.4铁芯性能

铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是变压器发热的主要来源，磁滞损耗是指在交变磁场作用下，磁芯材料因磁化取向发生改变而释放的热能；涡流损耗则是由于磁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上产生感应电流而形成的损耗；铁芯多点接地也会在铁芯内部形成环流，产生热量。需要特别注意的是，铁芯硅钢片间的绝缘损坏也会增加涡流损耗，导致铁芯发热，进而引起绕组温升过高。

1.5外部环境

外部环境也是影响油浸式电力变压器饼式绕组温升的因素，如果变压器安装在通风不良的封闭空间或者周围有其他发热源，当环境温度接近或超过变压器允许的温升限值对应的温度时，即使变压器在正常负载下运行，也可能出现温升过高的情况。例如：变压器安装在狭小的室内，而且室内还有其他大型发热设备，夏季环境温度较高时，就容易使变压器温升超标。

2油浸式电力变压器饼式绕组温升的优化措施

2.1优化负载管理

合理控制负载是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的有效手段，可监测变压器的负载情况，调整负载分配，避免过载运行。与此同时，可提高负载的功率因数，减少无功电流的产生，降低绕组的损耗和温升。在此基础上，还可安装自动调压器等负载调节装置，来稳定负载电流，减少温升波动。

2.2改善冷却系统性能

改善冷却系统性能是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的重要途径，应定期检查变压器油的油位和质量，补充或更换冷却油，保持油位的稳定及油的清洁。以此为基础，应加强对冷却装置的维护保养，清理散热器管道和冷却风扇的灰尘和杂物，保证冷却装置的畅通无阻。在此基础上，还可改进冷却装置的设计，增加散热面积、优化油路设计，来提高冷却效果，降低绕组温升[3]。

2.3优化绕组结构设计

优化绕组结构设计是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的关键措施，应合理选择绕组材料、线径和散热结构设计，以降低绕组的电阻和损耗。与此同时，应加强对绕组接触电阻的监测控制，保证绕组接触良好，避免接触不良导致的额外热量产生。条件允许情况下，还可优化绕组的散热结构设计，增加油路宽度、优化油道流速来提高热量的散发效果，降低绕组温升。

2.4改进铁芯性能

改进铁芯性能也是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的有效手段，应选用高性能的硅钢片材料，降低磁滞损耗和涡流损耗，还应加强对铁芯的维护保养，清理铁芯表面的灰尘及杂物，保持铁芯的清洁干燥。除此之外，还可改进铁芯的接地方式，采用单点接地来避免多点接地导致的环流和热量产生。对于铁芯硅钢片间的绝缘损坏问题，应进行修复更换，以降低涡流损耗及铁芯发热。

2.5改善外部环境

改善外部环境也是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的有效措施，应合理选择变压器的安装位置，避免将其安装在通风不良的封闭空间或周围有其他发热源的环境中。以此为基础，可增加通风设施、降低室内温度等措施来改善变压器的运行环境，降低环境温度对绕组温升的影响；还可在变压器周围设置隔热材料或散热装置，来提高变压器的散热效果，降低绕组温升。

2.6加强监测维护

加强监测与维护是降低油浸式电力变压器饼式绕组温升的重要保障，应定期对变压器进行巡视检查，发现并处理异常情况，同时加强对变压器温度、电流、电压等参数的监测控制，促使其在规定的范围内运行。对于发现的问题及隐患，应进行处理修复，以避免问题的扩大或进一步恶化，还应加强对变压器运行数据的记录分析，为后续的维护优化工作提供参考依据。

3结语

综上所述，目前电力工业快速发展，油浸式电力变压器作为电力系统中不可或缺的设备，其运行稳定性与安全性越来越受到重视。饼式绕组的温升情况直接影响变压器的整体性能，优化负载管理、改善冷却系统性能、优化绕组结构与设计、改进铁芯性能、改善外部环境以及加强监测维护等措施的实施，将有助于降低油浸式电力变压器饼式绕组的温升，提高其运行稳定性，为电力系统的稳定运行提供有力保障。目前科技快速进步，油浸式电力变压器饼式绕组温升的优化措施将会完善，为电力系统的高效运行提供可靠的支持。

参考文献：

[1] 李有帆. 干式变压器多因素综合散热优化分析[J]. 电器工业，2023（3）：45-47，68.

[2] 曾建生，马兰，王昭雷. 基于系统动力学的电力变压器全寿命周期影响因素分析[J]. 电器工业，2024（2）：37-45.

[3] 姚泽飞. 组合式变压器直流电阻测量结果不确定度及影响因素分析[J]. 电工技术，2023（z1）：187-189.