35kV 油浸式电力变压器线圈油道分析

油浸式变压器作为重要的电力设备，要求其使用寿命达到 30 年以上，为实现这一目标，在变压器设计时，要限制线圈的温升。为满足线圈的散热要求，要对线圈油道进行合理设计，提高绝缘油的流动效率，带走多余的热量，防止线圈过热受损，降低变压器的故障率，延长使用年限。

1 油浸式变压器线圈中油道的作用

油浸式变压器是 35kV 电力线路中应用较为广泛的设备，此类变压器的冷却方式为油浸式，这种冷却方式的变压器线圈中通常都设有油道，它为绝缘油在变压器中的流动提供了通道。散热是油道最主要的作用，变压器运行期间产生的热量可以经油道传给绝缘油，通过绝缘油在油道中的流动将热量带走，由此便可达到散热的效果，防止线圈因过热而受损的情况发生。除散热外，油道还具有绝缘的作用，设置在变压器线圈间的油道为绝缘油的均匀分布提供了条件，油道的存在使线圈被有效隔离，避免线圈直接接触或是短路诱发故障。

2 35kV 油浸式电力变压器线圈油道分析

在 35kV 电力线路中应用油浸式变压器时，要对变压器的线圈油道进行合理设计，从而使油道的作用得以充分发挥。

2.1 线圈油道挡油板的设计

在油浸式变压器中，挡油板的主要作用是对线圈中油流的走向进行限制，线圈油道挡油板的设计要点如下：

（1）利用挡油板可以将线圈在电抗高度方向上分割为数量不等的油区，线圈的电抗高度决定了油区的具体数量，二者之间成正比关系，即电抗高度越大，油区的数量越多。变压器电抗高度的大小主要取决于线径的粗细和绕制的紧密程度。通常情况下，线径越细、绕制的越稀疏，线圈的电抗高度越小，反之，则越大。

（2）为提高变压器的冷却效率，设计冷却系统时经常会采用强油导向结构，在这种结构下，要在线圈上下两端设置挡油板，以此来实现线圈油路的外进外出。若是变压器冷却系统采用的是非强油导向结构，则只需要在线圈的上端设置挡油板即可，这样可以确保线圈下部两侧能够进油 [1]。

（3）成型角环作为变压器线圈端部绝缘中的常用部件，具备封堵油路的功能。因此，在线圈挡油板的设置中，应当与成型角环相配合，从而使油道的分布更加合理。设计时，要对挡油板的尺寸精确计算，以此来确保挡油板能够与成型角环之间密切配合，达到最佳的绝缘效果。

（4）在对挡油板进行设置时，可以根据油道的高度使挡油板以均匀的方式分布。需要注意的是，线圈若是带分接段，则不得将挡油板设置在分接段内。可以分别在向内油道和向外油道处设置挡油板，当向内油道处存在角环时，可将挡油板设置在相邻的向外油道处，以确保油道畅通。

（5）变压器线圈在套装的过程中，不可避免会受到向上摩擦力的影响，如果线圈内未采用硬质的绝缘筒，则会导致挡油板向下弯折，在反向力的作用下，弯折部位很容易损坏。因此，在设计线圈油道挡油板时，可将其弯折朝上设置，从而使挡油板能够适应摩擦力的方向，降低受损的可能性。

（6）当变压器线圈的辐向 ⩽ 7 0 m m 时，可以设置全辐向挡油板，能够使整个线圈的辐向宽度获得有效覆盖，从而为变压器提供更加全面的绝缘保护；当变压器线圈的辐向 > 7 0 m m 时，可设置半辐向挡油板，与全辐向挡油板相比，半辐向挡油板的宽度减少，在保证绝缘效果的基础上，为安装提供有利条件[2]。

2.2 线圈轴向油道的设计

如果油浸式变压器线圈内外支撑条构成的油道不能很好的满足温升要求，则可在线圈辐向里设置轴向油道，以此来增大散热面积，这样能够进一步提升冷却效率，从而满足温升需要，防止局部过热的情况发生。变压器线圈的轴向油道采用 0 . 5 m m 的纸条与 4 . 0 m m 的垫块粘合而成，轴向油道的设计要点如下：

（1）当变压器中多根导线以并列的方式缠绕时，可在匝间设置轴向油道，如果轴向油道与屏线发生冲突，则可将轴向油道设置在线间。需要注意的是，线圈辐向存在层间纸垫条时，要使轴向油道避开纸垫条，以确保油道畅通。

（2）在非强油导线结构中设置轴向油道时，要将油道对齐、均分，若是无法均分，则应偏向于线圈的内径侧；在强油导向结构中，应对齐设置两个轴向油道，按照线圈的尺寸及散热需要，对轴向油道的间距合理设置，使油可以在线圈内部均匀分布，确保热交换的有效性，提升散热效果。

（3）在与轴向油道配合时，静电板应断开 1 5 m m ，避免静电积累引起放电现象，对线圈造成损伤；绝缘圈应断开 1 0 m m ，保证有效的电气隔离，

增强安全性及可靠性。

2.3 线圈组装环节的油道设置

在变压器线圈组装的过程中，应对导油口进行合理设置，其位置要与主空道相对应，确保冷却油流动的顺畅性。可以按照变压器的冷却方式设计油路结构，当变压器采用非强油导向结构作为冷却方式时，会使发热部位的油温升高，随着热油的上升将会形成油路循环，对于这种冷却方式的变压器，只要确保油路畅通即可，不需要控制油的流速。当变压器的冷却方式为强油导向结构时，油会被导入变压器内部。对此，可在线圈组装时，保证单个进油口的油流速 ⩽ 0 . 6 m / s ，进油通道的油流速应控制在 0 . 8 m / s 以内，使油能够在线圈间均匀分布，提高散热效果[3]。要合理设置出油通道，防止油在线圈内积聚导致局部过热的情况发生。

3 结论

综上所述，对于 35kV 油浸式电力变压器而言，线圈油道的设计是重点环节，为使油道的绝缘和散热作用得以全面发挥，可从挡油板、轴向油道、线圈组装等方面对油道进行合理设计，提高散热效率，避免局部过热的情况发生，降低变压器的故障率，提高运行稳定性。

参考文献

[1] 肖 珞 琼 . 电 力 变 压 器 线 圈 结 构 与 强 度 分 析 [J]. 电 子 技术 ,2022,51(6):164-165.

[2] 李尧 . 油浸式变压器高压线圈缠绕控制系统设计 [D]. 哈尔滨理工大学 ,2022.

[3]王宁,赵如,李静.浅析油浸式变压器线圈及线圈组装中冷却油道[J].科学技术创新 ,2020(10):188-189.