油浸式變壓器的冷卻與油流

1、油浸式變壓器的冷卻與油流油浸式變壓器的冷卻與油流1油浸式變壓器的冷卻原理分析油浸式變壓器的冷卻原理分析通常，油浸式變壓器內(nèi)部的冷卻介質(zhì)為礦物油，外部冷卻介質(zhì)為空氣或者是水。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)‘電力變壓器溫升GB1094.21996’的規(guī)定，油浸式變壓器外部冷卻介質(zhì)為空氣時(shí)的冷卻方式如表1所示。同時(shí)，表1中也指出了變壓器的繞組中冷卻介質(zhì)（變壓器油）的流動(dòng)狀態(tài)。表1外部冷卻介質(zhì)為空氣的油浸式變壓器冷卻方式與繞組中的油流冷卻方式標(biāo)志符號(hào)繞組中變壓器

2、油的流動(dòng)狀態(tài)油浸自冷ONAN繞組中的變壓器油按自然對(duì)流方式流動(dòng)油浸風(fēng)冷ONAF同上強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷OFAF繞組中的變壓器油按自然對(duì)流方式流動(dòng)強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻ODAF繞組中的變壓器油為強(qiáng)迫導(dǎo)向流動(dòng)在油浸自冷（ONAN）或油浸風(fēng)冷（ONAF）的冷卻方式中，由于變壓器油在整個(gè)油路系統(tǒng)中為自然對(duì)流循環(huán)流動(dòng)，通常稱為ON冷卻方式。在ON冷卻方式下，作為變壓器冷卻介質(zhì)的變壓器油，在變壓器閉合的油路系統(tǒng)中通過(guò)油的浮力、重力的變化而對(duì)流循環(huán)流動(dòng)。即在變

3、壓器油箱內(nèi)部，被變壓器油所包圍的發(fā)熱元件（例如繞組與鐵心等）加熱了周圍的變壓器油，受熱的變壓器油密度變小而形成浮力向上浮動(dòng)，下部溫度較低的油隨之取代了上浮的油，使變壓器油在變壓器繞組及鐵心等發(fā)熱元件中自下而上的流動(dòng)。發(fā)熱元件表面熱流密度較大的地方，其油的流動(dòng)速度也將自然加快。熱油至油箱頂部流入散熱器，熱油在散熱器中將從變壓器繞組等發(fā)熱元件中帶出的熱量通過(guò)散熱元件的外表面散失在周圍空氣中而使油的溫度降低、比重變大，在重力作用下向下流動(dòng)，又

4、重新回流到變壓器的油箱下部，從而形成了變壓器油在其封閉的油路系統(tǒng)中自然對(duì)流循環(huán)流動(dòng)。變壓器油的密度與其溫度的關(guān)系可以用（11）式表示。???（11）??????????0000111????3?kgm式中—變壓器油的溫度，；?C0—變壓器油溫度為0C時(shí)的變壓器油密度，；???3?kgm不被冷卻，只是在幾何高度上有所增加。熱油在散熱器中從C到D的路徑上，變壓器油從繞組等發(fā)熱元件中帶出的熱量通過(guò)散熱器逐步散失在周圍空氣中而被冷卻，油的比重逐

5、漸增加而在重力作用下向下流動(dòng)，而后經(jīng)由D與A之間的一段路徑從D點(diǎn)回流到A點(diǎn)重新進(jìn)入繞組等發(fā)熱元件。如此循環(huán)往復(fù)，使變壓器油在變壓器的封閉油路系統(tǒng)中對(duì)流循環(huán)流動(dòng)。圖11中，溫差是在散熱器中逐漸冷卻的變壓器油與散熱器周圍被加熱的空氣ao???之間的對(duì)數(shù)平均溫差，通常稱其為油對(duì)空氣的平均溫升油對(duì)空氣的平均溫升；溫差是變壓器油進(jìn)入繞組wo??與離開(kāi)繞組的溫差，也就是變壓器油在繞組高度區(qū)域被加熱的溫升值；溫差是變壓co??器油進(jìn)入散熱器與離開(kāi)散熱

6、器的溫差，一般認(rèn)為它與相等。換句話說(shuō)，根據(jù)熱平衡wo??原理，在最終的穩(wěn)定狀態(tài)下，封閉系統(tǒng)中的變壓器油在器身中被發(fā)熱元件加熱的溫度必然等于變壓器油在散熱器中被冷卻的溫度，從而達(dá)到變壓器在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下發(fā)熱與散熱的平衡。也就是說(shuō)，在變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在封閉的發(fā)熱與冷卻油路系統(tǒng)中流動(dòng)的變壓器油，沿變壓器的油循環(huán)系統(tǒng)幾何高度的溫度分布曲線（即圖中右側(cè)的關(guān)系曲線）?h成為封閉曲線。與此同時(shí)，散熱器除了輻射散熱外，包圍散熱器的空氣被散熱器所加熱也