变压器冷却技术专利综述
变压器冷却技术专利综述
摘要：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器等。变压器在运行过程中，会产生大量的热量，如果不及时将热量导出，会使得变压器的绕组、铁芯等受到温升而损害，影响变压器的性能，基于此，众多的申请人对变压器冷却技术进行了研究。我将选取此技术，从其冷却方式、国内外申请情况、主要专利技术分析等方面介绍变压器冷却技术，并对其发展方向进行预估。
关键词：变压器冷却专利发展方向
1专利申请趋势分析
1.1全球申请量年度趋势
图1-1 变压器冷却技术全球历年申请量和公开量
图1-1示出了变压器冷却技术的全球范围内历年的申请量分布以及公开分布量，结合变压器冷却技术的发展历史分析变压器冷却技术专利，截止到2023年1月，由图可以看出，变压器冷却技术相关的专利申请共有25103件，变压器冷却技术的专利申请最早开始于2004年，在2004-2010年期间，专利申请量不多，但是仍然呈现出一定的增长趋势，从2010年开始，专利年申请量快速增长，在2020年，专利申请量达到了顶峰，达3486件，说明研究人员对变压器冷却技术
的重视，随着功率的提升，需要进一步的提升冷却技术，预测后续该领域还会继续成为一个申请的重要领域，也是各个企业重点争夺的一个焦点。
1.2全球申请人所在国家
表1-2 申请人所属国家
表1-2示出了在变压器冷却技术领域的申请人的所属国家分布，可以看出，中国、日本和美国为主要申请国，三国申请总数占全球申请总量的91.99%，中国申请量占总数的77.73%，通常来说，国家申请量所占份额的大小在一定程度上体现了该国家相关技术实力的强弱，可以看出，中国在变压器冷却领域研究很多，首先，这与中国政府大力支持变压器的发展事业息息相关，中国变压器冷却技术发展速度很快，同时也可以看出，各国在中国也提出了专利申请保护，说明重视该技术在中国的专利布局，紧随其后的日本、美国也占据一定的有力地位。
1.3全球主要申请人
表1-3 变压器冷却技术申请人排名
从中可以直观看出，全球前8名的申请人中除了国家电网公司及其下属公司，其余都是国外公司，其中大部分是日本公司，结合表1-2以及表1-3可以看出，
虽然在全球申请总量排名中，中国排名靠前，但是在全球申请人排名中，处于前
列的公司大多数为日本公司，说明在中国，变压器冷却技术研究公司很多，但是
比较分散，而在日本，研究变压器冷却技术的公司比较集中，基本上集中在比较
大的电气设备生产公司。
2冷却结构重点专利解读
对于变压器的冷却技术来说，其方式一般有自然风冷、强迫风冷、水冷、油冷、混合冷却等，其一般需要根据变压器本身的体积、功率、应用场合等进行综
合的设计。
对于变压器的自然风冷来说，其一般适用于功率比较小的变压器，同时可辅
助增加一些散热片，例如公开号：CN208422590U（深圳市风顺电子有限公司），
其公开了一种散热性能优良便于安装的变压器，包括变压器本体、底座和固定板，所述变压器本体的前后两侧设置有散热片，所述固定块的两端安装有连接架，且
连接架的末端设置有风扇，所述固定板安装于固定杆的右侧。该散热性能优良便
于安装的变压器设置有风扇能够利用自然风吹动风扇产生风力对壳体进行散热，
提高了散热效率。
对于变压器强迫风冷结构来说，其一般适用于干式变压器或者小型变压器，
例如公开号：JP6421898B2（富士电机），电子设备和电力变换装置，其包括电
路基板，其安装有包括磁性部件等发热电子部件在内的多个电子部件；筒状的散
热器，在该散热器的散热器通风路的一端形成有散热器空气取入口，在该散热器
的散热器通风路的另一端形成有散热器空气吹出口；筒状的风洞，其由热导率比
所述散热器的热导率小的材料形成，在该风洞的风洞通风路的一端形成有风洞空
气取入口，在该风洞的风洞通风路的另一端形成有风洞空气吹出口；风扇；从散
热器的散热器空气吹出口吹出的冷却空气与第一发热电子部件接触，所述第一发
热电子部件安装于电路基板的与磁性部件的位置不同的位置。
对于变压器油冷方式来说，其一般用于油浸式变压器，可增加散热翅片加以
辅助散热，例如公开号：CN207009230U（天晟电气股份有限公司），公开一种带
有新型散热结构的油浸式变压器，包括油箱本体和散热系统，所述散热系统包括
两组散热器组件、冷风机和自动控温装置，本装置通过在散热片与油箱本体连接
处设置风道，具有散热效果好和可根据油温自动调节冷风机风量等优点。
对于变压器水冷方式来说，其一般作为辅助散热方式，例如公开号：
CN208027864U（江苏世星电子科技有限公司），一种变压器自动散热装置，包括
箱体、油箱、绝缘套管、散热管和水冷循环装置，冷却管的外部对称固定有冷却
水管；有效地解决了现有技术的变压器散热装置体积较大，不便于安装使用以及
散热效果差的问题。
对于变压器混合冷却方式来说，其中最常见的就是风冷+水冷，或者油冷+水
冷+风冷，例如公开号：CN207489632U（福建万辰生物科技股份有限公司），便
于散热的变压器，包括圆盘散热片、油箱、分水管、风扇、电机、散热管、底座、集水管、螺旋水冷管和散热板，变压器油箱两侧设有风扇，且油箱两侧安装带有
螺旋水冷管的圆盘散热片，增大了散热器与空气的接触面积，提高散效率。
3变压器冷却技术发展趋势及预测
对于变压器冷却产业来说，目前，中国、日本和美国为主要申请国，但是龙头企业仍然集中在日本、韩国，对于变压器冷却需要考虑其功率、应用场合的需要进行综合考量，同时对于混合冷却技术的研究也是下一步研究的重点。
参考文献
[1] 沈伟，曾德球 . 主变压器辅助冷却器控制方式分析及改进[J]. 运行维护，2018,（1）: 67-70.
[2]马骞，杨荣照，朱泽翔，等. 超低频振荡主导机组的在线监控方法[J]. 南方电网技术，2021，15(04)：66-72.
[3]杜启业. 220kV 主变压器冷却系统研究与应用［D］. 广州：华南理工大学，2018.
1
变压器 冷却方式 变压器油
变压器常用的冷却方式有以下几种： 油浸自冷(ONAN)； 油浸风冷(ONAF)； 强迫油循环风冷(OFAF)； 强迫油循环水冷(OFWF)； 强迫导向油循环风冷(ODAF)； 强迫导向油循环水冷ODWF)。 按变压器选用导则的要求，冷却方式的选择推荐如下： 1 油浸自冷 31500kVA及以下、35kV及以下的产品； 50000kVA及以下、110kV产品。 2 油浸风冷 12500kVA～63000kVA、35kV～110kV产品； 75000kVA以下、110kV产品； 40000kVA及以下、220kV产品。 3 强迫油循环风冷 50000～90000kVA、220kV产品。 4 强迫油循环水冷 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、60MVA及以上产品采用。 5 强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF或ODWF) 75000kVA及以上、110kV产品； 120000kVA及以上、220kV产品； 330kV级及500kV级产品。 产生气体原因: 内部局部过热,放电等,都会造成变压器油分解,而产生气体.
中频电炉用变压器发热量按１％考虑。如8800kVA变压器发热量为88kW。电源柜为0.5%，即8800kW发热量为44kW。
变压器冷却（transformer cooling） 变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。对小容量变压器，外表面积与变压器容积之比相对较大，可以采用自冷方式，通过辐射和自然对流即可将热量散去。自冷方式适用于室内小型变压器，为了预防火灾，一般采用干式，不用油浸。由于变压器的损耗与其容积成比例，所以随着变压器容量的增大，其容积和损耗将以铁心尺寸三次方增加，而外表面积只依尺寸的二次方增加。因此，大容量变压器铁心及绕组应浸在油中，并采取以下各种冷却措施。 油浸自冷绝大多数配电变压器和许多电力变压器都采用这种方式。容量较小的变压器，光滑油箱表面就足以将油冷却；中等容量变压器，油箱表面要做成皱纹形以增加散热面，或加装片式或扁管散热器，使油在散热器中循环流动；大容量变压器油箱表面应加设辐射散热器。 油浸风冷用鼓风机或小风扇将冷空气吹过散热器，以增强散热效果。这种冷却方式的变压器有两种额定容量。在自然通风下额定容量较小，在鼓风冷却下额定容量则较大。 油浸水冷应用于有冷却水源可用的场合和要节省变压器占地面积的场合。热油由通过油箱里钢管中的循环冷却水来冷却。 强迫油循环冷却将热变压器油用油泵送往外部冷却器，通过吹风冷却或用水冷却，通常多为水冷却。
变压器冷却方式
变压器的冷却方式是由冷却介质和循环方式决定的。干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)；油浸变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。 变压器常用的冷却方式有以下几种： 1、油浸自冷(ONAN)； 2、油浸风冷(ONAF)； 3、强迫油循环风冷(OFAF)； 4、强迫油循环水冷(OFWF)； 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； 6、强迫导向油循环水冷ODWF)。 按变压器选用导则的要求，冷却方式的选择推荐如下： 1、油浸自冷 31500kVA及以下、35kV及以下的产品； 50000kVA及以下、110kV产品。 2 、油浸风冷 12500kVA～63000kVA、35kV～110kV产品； 75000kVA以下、110kV产品； 40000kVA及以下、220kV产品。 3、强迫油循环风冷 50000～90000kVA、220kV产品。 4 、强迫油循环水冷 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、60MVA及以上产品采用。 5 、强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF或ODWF) 75000kVA及以上、110kV产品； 120000kVA及以上、220kV产品； 330kV级及500kV级产品。 选用强油风冷冷却方式时，当油泵与风扇失去供电电源时，变压器不能长时间运行。即使空载也不能长时间运行。因此，应选择两个独立电源供冷却器使用。 选用强油水冷方式时，当油泵冷却水失去电源时，不能运行。电源应选择两个独立电源。 油浸式变压器冷却方式选择 油浸式变压器可有自冷式、风冷式、强油风冷或水冷式冷却方式可供选择。 随着低损耗技术的发展，采用油浸、自冷式冷却的容量上限制在增加，40000kVA及以下额定容量的变压器可选用油浸自冷冷却方式。优点是不要辅助供风扇用的电源，没有风扇所产生的噪声，散热器可直接持在变压器油箱上，也可集中装在变压器附近，油浸自冷式变压器的维护简单，始终可在额定容量下运行。 如选用可膨胀式散热器，变压器可不装储油柜并可设计成全密封型，维护量更少了，一般可在2500kV及以下配电变压器上采用。 风冷式散热器是利用风扇改变进入散热器与流出散热器的油温差，提高散热器的冷却效率，使散热器数量减少，占地面积缩小。8000kVA
关于变压器的冷却装置
关于变压器的冷却装置 在前面几篇文章中我们针对为什么要使用冷却装备、冷却方式、冷却装备进行了详细的介绍，那么冷却装置的作用原理是什么呢？本节雷郎三相变压器厂家就来讨论这个方面问题。 变压器运行时其铁耗、铜耗和附加损耗都转变成热量，使铁芯、绕组等部件温度升高。水冷却器的组件除了油泵、油流继电器等外，还有差压继电器，它是水冷却器的重要保护装置，防止水管损伤时水渗漏到油回路中去。其高压侧接到油出口处，低压侧接到水管的出口处。正常情况下，油压大于水压58.8Pa，否则将发出报警信号，此时就要迅速变压器停止工作，对水准冷却器进行仔细检查，以免变压器进水而发生事故。 油浸式变压器的散热过程是：先由热传导将铁芯、绕组内部的热量传到其表面，然后传到油，再通过油的自然对流不断地将热量带到油箱、散热器油管的内壁，再通过热传导把热量传到油箱、散热器油管的外表面，之后再通过辐射和对流将热量散发到周围的空气中。 而强迫油循环变压器的散热过程则是：用潜油泵将油上送入铁芯中或绕组间的油道中，使其中的热量直接由具有一定流速的冷油带走，而变压器上层的热油用潜油泵抽出，经冷却器冷却后再送入变压器油箱底部，强迫变压器油进行油循环冷却。 冷却装置的冷却方式 对于冷却装置的一些基本知识我们可能已经了解，那今天雷郎上海变压器厂家带大家来了解一下冷却装置的5种冷却方式。 1、油浸自冷式 油浸式变压器容量小于6300KV.A时采用，绕组和铁芯中的热油上升，油箱壁上
或散热器中冷油水下降形成循环冷却。散热能力为500W/㎡左右，维护简单。2、油浸风冷式 油浸式变压器容量在8000~31500KV.A时采用，以吹风加强散热器的散热能力。空气流速为1~1.25m/s时，散热能力为800W/㎡左右，但风扇功率占变压器总损耗的1.5%左右，且需要维护。 3、强油风冷式 220KV及以上的油浸式变压器采用，用强迫冷却器的油泵使冷油由油箱下部进入绕组间，热油水由油箱上部进入冷却器吹风冷却。当空气流速为6m/s、油流量为25~40M3/h时，热油由油箱上部进入冷却器吹风冷却。当空气流速为6m/s、油流量为25~40m3/h，散热能力为1000W/㎡左右，但风扇和油泵等辅机损耗约占总损耗的3%，且增加了运行维护工作量。 4、强油水冷式 与强油风冷式冷却却方式相比，只是冷却介质为水，强油水冷却器常另外旋转，在水力发电厂或水源充足时采用。当水流量为12~25m3/h、油流量为25~40m3/h 时，散热能力可达到10000W/㎡ 5、强油导向风冷和水冷式 这种冷却方式与强油风冷式和强油水冷式不同之处在于，它在变压器绕组内设置了导向油道，将冷油直接导向绕组的线段内，线段的热量可很快带走，使绕组最热点温度下降，提高绕组的温升限值（5K），但变压器绝缘结构复杂。 冷却必备冷却装备 在前面一章节中《冷却装置的冷却方式》，讲述了五种冷却方式，那么这些方式，又需要哪些必须的装备呢?这就是本节雷郎三相变压器厂家就为大家讲到的问题。在这里我们介绍四种冷却装备。 对于小型变压器，由于损耗小、产生的热量靠油水的对流作用通过油箱外壳或散热片便可将内部热量向周围冷却介质散发。但是对于大容量的变压器，由于发热量大，必须采用专门的冷却装备，以散发足够的热量。 散热器有两种，一种是自然冷却，不带吹风装置；另一种带有吹风装置，如风
大型电力变压器冷却系统常见故障与技术改进
大型电力变压器冷却系统常见故障与技 术改进 摘要：变压器作为变电站最核心的设备，将不同电压等级的电网连接起来，实现电能的转换，其安全稳定运行直接关系着电网的安全，变压器的冷却系统正常运行对于其在重负荷、高温环境下正常工作有非常重要的作用。 关键词：大型变压器；冷却系统；故障 前言：变压器是发电、输电、供电及用电企业中的重要设备，在电网中处于十分重要的地位。其有着十分广泛的用途，如今，国民经济各部门中均在对各类的变压器进行着广泛应用。变压器通常由器身、保护装置、调压装置、油箱、出线装置及冷却装置等构成，它的冷却装置有风机、散热管、油泵、二次控制系统等。 1设备概述 洁能发电1号、2号主变是由沈阳华美变压器制造有限公司制造的户外的三相油浸式变压器。3号、4号主变是由南通晓星变压器有限公司制造的户外的三相油浸式变压器。四台主变压器内部铁芯采用高导磁率的矽钢片冲叠而成，为三相五柱式；主油箱采用箱式全封闭结构；变压器顶部有一油枕，油枕采用波纹式储油柜，使变压器油自由膨胀的同时又与外界空气隔绝。变压器冷却方式为强迫油循环强迫风冷却（OFAF），配置了三组冷却器，其中1号、2号主变压器每组冷却器由一台油泵和三台风扇组成，3号、4号主变压器每组冷却器由一台油泵和两台风扇组成。 1 号、2号高压厂用变压器是由沈阳华美变压器制造有限公司制造的户外的三相油浸式变压器。3号、4号高压厂用变压器是由南通晓星变压器有限公司制造的户外的三相油浸式变压器。主油箱采用箱式全封闭结构；变压器顶部有
一个油枕，油枕采用波纹式储油柜，使变压器油自由膨胀的同时又与外界空气隔绝。变压器冷却方式为自然循环风冷却，配置了冷却风扇。 5号起动/备用变压器是由沈阳华美变压器制造有限公司制造的户外的 三相双绕组油浸式有载调压变压器。主油箱采用箱式全封闭结构；变压器顶部有 二个油枕，油枕波纹式储油柜，使变压器油和有载调压装置自由膨胀的同时又与 外界空气隔绝。变压器冷却方式为自然循环风冷却，配置了冷却风扇，其110kV 中性点直接接地。 2常见故障 1）仅可分级调整冷却器的冷却容量，无法平滑连续改变，这样将不能对如 今日益发展的电力系统的智能化控制需求进行满足。 2）分组投入切除冷却器时，易引发控制系统故障，甚至会诱发变压器跳闸。 3）复制和备用冷却器投入及退出运行时，会使变压器内油温异常。 4）分组运行冷却器的运行桩体需由人工进行转换，所以，不能更好的满足 电力系统无人值守要求。 5）传统冷却器控制系统噪音大、高耗能。 6）冷却器油泵的高速运转会加剧油流中的静电现象。 3冷却系统技术维护及改进方法 3.1风机维护 冷却装置中，风机常处于运行状态中，电机放置室外，常年日晒雨淋，电机 和电缆绝缘易老化，电机易出故障；风扇长期运行中，其轴承易偏心，导致卡壳。变压器运行中，若出现一组风机损坏，需更换时，需注意更换风机前，必须切断 风机电源，在拆装电机期间严禁送电，停送电必须有专人负责；需注意同带电设 备应保持一定安全距离，并有足够的施工用电和照明；首先，打开接线盒断开电 源线，拆卸中避免叶轮碰撞变形。拆电机前标记电源相序，装电机前检查电源相
500KV变压器冷却方式解析
500KV变压器冷却方式解析 摘要:本文概述了变压器的冷却方式，对变压器冷却方式的种类进行了说明，在此基础上，详细分析了如何选择变压器冷却方式，以期有所帮助。 关键词：变压器；冷却方式；选择 变压器在运行时内部的铁和铜会出现一定的损耗。这些损耗最后会转化成热 能从变压器的内部向外部发散，从而会使变压器持续发热和温度变高。为了保障 变压器能够正常运行、良好散热，就应采取有效的冷却方式把变压器内所产生的 热量及时带走。若是变压器的不能很好散热将会致使变压器的温度升高，会出现 超过规格范围内的温升水平，会使变压器的使用寿命降低，甚至会损坏内部，给 变压器的正常运行带来严重的不利影响。 1. 变压器冷却方式的概述 变压器的冷却方式主要有四种。第一，强迫油导向风冷方式是由冷却器潜油 泵产生驱动力将冷却油推进变压器的油箱内之后，会再经过密封良好的导游设施 把油运输到变压器的绕组下方，然后再由变身器内部的结构把油运输到各部分的 绕组当中。变压器内的线圈和铁心内的油温度上升后会通过位于内部油箱上方的 导油管传输到油箱外的冷却系统实现有温度的降低，从而形成了循环冷却。第二，强迫油循环非导向风冷式是冷却的变压器油受到冷却器油泵的驱动力会传输到变 压器内的底部位置，然后再由变压器内部的有关结构把底部位置温度较低的冷却 油有效分配传输到各部分的绕组当中。当变压器内线圈以及铁心内有温度升高之 后会通过位于油箱上部的导油管传送到油箱外的冷却系统中降低温度，从而形成 了完整的循环冷却。强迫油循环导向风冷式和强迫油循环非导向风冷式都属于强 迫油循环油风冷方式。第三，油浸风冷式是将油箱上下的油温差将温度上升的油 通过散热器和有关的吹风装置使散热能力加强把油温度降低，从形成了自然循环
变压器的冷却方式有几种
变压器的热却办法有几种？百般热却办法的特性是什么？之阳早格格创做 电力变压器时常使用的热却办法普遍分为三种：油浸自热式、油浸风热式、抑制油循环. 油浸自热式便是以油的自然对于流效用将热量戴到油箱壁战集热管，而后依赖气氛的对于流传导将热量集收，它不特制的热却设备.而油浸风热式是正在油浸自热式的前提上，正在油箱壁或者集热管上加拆风扇，利用吹风机助闲热却.加拆风热后可使变压器的容量减少30%～35%.抑制油循环热却办法，又分强油风热战强油火热二种.它是把变压器中的油，利用油泵挨进油热却器后再复回油箱.油热却器搞成简单集热的特殊形状，利用风扇吹风或者循环火做热却介量，把热量戴走.那种办法若把油的循环速度比自然对于流时普及3倍，则变压器可减少容量30%. 什么喊变压器？ 变压器是一种用于电能变换的电器设备，它不妨把一种电压、电流的接流电能变换成相共频次的另一种电压、电流的接流电能. 变压器的主要部件有： (1)器身：包罗铁芯，线圈、绝缘部件及引线. (2)调压拆置：即分接启闭，分为无载调压战有载调压拆置.
(3)油箱及热却拆置. (4)呵护拆置：包罗储油柜、油枕、防爆管、吸干器、气体继电器、洁油器战测温拆置. (5)绝缘套管. 变压器铭牌上的额定值表示什么含意？ 变压器的额定值是制制厂对于变压器仄常使用所做的确定，变压器正在确定的额定值状态下运止，不妨包管少久稳当的处事，而且有良佳的本能.其额定值包罗以下几圆里： (1)额定容量：是变压器正在额定状态下的输出本领的包管值，单位用伏安(VA)、千伏安(kVA)或者兆伏安(MVA)表示，由于变压器有很下运止效用，常常本、副绕组的额定容量安排值相等. (2)额定电压：是指变压器空载时端电压的包管值，单位用伏(V)、千伏(kV)表示.如不做特殊证明，额定电压系指线电压. (3)额定电流：是指额定容量战额定电压估计出去的线电流，单位用安(A)表示. (4)空载电流：变压器空载运止时激磁电流占额定电流的百分数.
基于PLC和变频控制技术的变压器冷却系统研究
基于 PLC 和变频控制技术的变压器冷却 系统研究 摘要： 本文基于电力系统工程现场实际需求开展研究。针对某变电站#1主变压器强 迫油循环冷却控制系统进行技术改造。#1主变压器自投运至今，其冷却控制系统 一直在不间断运行，已发生多起风扇电机轴承损坏、绕组烧坏故障，从而导致控 制系统跳闸引起冷却器全停的严重事故。经分析原因：主变压器冷却控制系统为 单一的继电模式控制，即为“工作”—“油面温度计I（油面温度计II）”— “备用”模式，冷却风扇电机采用分组启停的控制方式，形成多台风扇电机同时 启动或同时停止。此运行控制方式下存在风扇电机长时间运行不能自动轮换，且 风扇电机直接启动时电流大（额定电流的5~7倍）等弊端。而且，在工频额定负 载下投切拉弧容易引起风扇电机绕组绝缘老化。因此，有必要对主变压器冷却控 制系统进行技术改造，研究一款基于PLC和变频控制技术的冷却系统，科学统筹 风机的各种运行状态参量，提高控制系统的智能化水平，降低风扇电机损坏概率，避免风机全停故障，同时降低电能耗散和噪声污染。 一变压器冷却控制系统设计原则 本文以某变电站1#主变压器冷却系统技术改造为背景开展相关研究。目的是 设计实现PLC和变频控制技术对风机系统的智能控制。同时实现PLC和变频控制 模式为常用控制方式，工频控制模式为备用控制方式的双模控制运行方式。控制 系统的设计原则如下： ①PLC采用的是大规模集成电路技术，标准化生产流程，设备的抗干扰能力 很强，本文选用PLC控制技术对风机系统进行控制。
②根据变电站运行规程和操作规范等要求，在满足安全生产需求的基础上，设置触摸屏监控画面，调整设计参数，简化组态画面，使控制系统更加人性化和智能化，同时需要提高故障诊断能力及维修便利性。 ③结合变电站运行环境和现场实际运行条件植入所需的程序，为PLC控制系统运行提供安全、稳定及可靠的保障。 ④在进行冷却系统硬件设计时，选择标准总线的结构形式。而且设计所有指标的时候应保留适当余量，便于后期扩充相应功能。 ⑤在进行软件设计时，选择标准模块的结构形式，在现场运转设备或控制对象需要进行改变时，只需做相应的、简单的更改及扩充便可达到所需的效果，尽可能避免二次开发。 ⑥随着科学技术的快速发展，相关电力产品更新换代周期大幅度缩减，为了保证控制系统能够有效优化升级，使冷却系统能够更加智能化，需要在选用PLC 及变频设备容量过程中，注意保留合适的余量[34]。 ⑦为了便于现场工作人员日常运维，系统应增强工作人员熟悉及掌握系统操作的效率及质量。同时，也要兼顾系统检修的简便性，若有故障出现时，可以快速准确的查询到故障源，并在第一时间将其排除掉。 二变压器冷却控制系统设计 为了保证冷却控制系统运行的可靠性，在对某站1#主变压器冷却系统技术改造时，实现了PLC+变频控制模式为常用控制方式，工频控制模式为备用控制方式的双模控制运行方式。 在PLC+变频控制模式中冷却器的运转组数及频率，通过变压器顶层油温模拟量信号和油温、绕组、过负荷开关量信号经过PLC综合控制。A/D模块实时采集变压器顶层油温，传递给PLC，PLC按照已设定数学模型计算风扇电机的控制频率，再经过D/A模块传给变频器，变频器改变风扇电机的运行频率，从而改变了变压器冷却系统的冷却能力。
变压器的冷却方式有几种
变压器的冷却方式有几种？各种冷却方式的特点是什么？之公保含烟创作 电力变压器常常使用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环. 油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对传播导将热量散发，它没有特制的冷却设备.而油浸风冷式是在油浸自冷式的根底上，在油箱壁或散热管上加装风扇，应用吹风机帮助冷却.加装风冷后可使变压器的容量增加30%〜35%.强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种.它是把变压器中的油，应用油泵打入油冷却器后再复回油箱.油冷却器做成容易散热的特殊形状，应用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走.这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3 倍，则变压器可增加容量30%. 什么叫变压器？变压器是一种用于电能转换的电器设备，它可以把一种电压、电流的交流电能转换成相同频率的另一种电压、电流的交流电能. 变压器的主要部件有： (1) 器身：包括铁芯，线圈、绝缘部件及引线. (2) 调压装置：即分接开关，分为无载调压和有载调压装置 (3) 油箱及冷却装置. (4) 呵护装置：包括储油柜、油枕、防爆管、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置.
(5) 绝缘套管. 变压器铭牌上的额外值暗示什么含义？变压器的额外值是制造厂对变压器正常使用所作的规则，变压器在规则的额外值状态下运行，可以担保临时牢靠的任务，而且有良好的性能.其额外值包括以下几方面： (1) 额外容量：是变压器在额外状态下的输出能力的担保值，单元用伏安(VA) 、千伏安(kVA) 或兆伏安(MVA) 暗示，由于变压器有很高运行效率，通常原、副绕组的额外容量设计值相等. (2) 额外电压：是指变压器空载时端电压的担保值，单元用 伏(V)、千伏(kV)暗示.如不作特殊说明，额外电压系指线电压. (3) 额外电流：是指额外容量和额外电压计算出来的线电流，单元用安(A) 暗示. (4) 空载电流：变压器空载运行时激磁电流占额外电流的百分数. (5) 短路损耗：一侧绕组短路，另一侧绕组施以电压使两侧绕组都到达额外电流时的有功损耗，单元以瓦(W) 或千瓦(kW) 暗示. (6) 空载损耗：是指变压器在空载运行时的有功功率损失，单元以瓦(W) 或千瓦(kW) 暗示. (7) 短路电压：也称阻抗电压，系指一侧绕组短路，另一侧绕组到达额外电流时所施加的电压与额外电压的百分比. (8) 衔接组别：暗示原、副绕组的衔接方式及线电压之间的相位差，以时钟暗示. 常常使用变压器有哪些种类？各有什么特点？ 一般常常使用变压器的分类可归结如下：
变压器的冷却方式有几种
变压器的冷却方法有几种？各类冷却方 法的特色是什么？ 电力变压器经常应用的冷却方法一般分为三种：油浸自冷式.油浸风冷式.强制油轮回. 油浸自冷式就是以油的天然对流感化将热量带到油箱壁和散 热管,然后依附空气的对传播导将热量披发,它没有特制的冷却装备.而油浸风冷式是在油浸自冷式的基本上,在油箱壁或散热管上 加装电扇,应用吹风机帮忙冷却.加装风冷后可使变压器的容量增 长30%～35%.强制油轮回冷却方法,又分强油风冷和强油水冷两种.它是把变压器中的油,应用油泵打入油冷却器后再复回油箱.油冷 却器做成轻易散热的特别外形,应用电扇吹风或轮回水作冷却介质,把热量带走.这种方法若把油的轮回速度比天然对流时进步3倍, 则变压器可增长容量30%. 什么叫变压器？ 变压器是一种用于电能转换的电器装备,它可以把一种电压. 电流的交换电能转换成雷同频率的另一种电压.电流的交换电能. 变压器的重要部件有： (1)器身：包含铁芯,线圈.绝缘部件及引线. (2)调压装配：即分接开关,分为无载调压和有载调压装配. (3)油箱及冷却装配. (4)呵护装配：包含储油柜.油枕.防爆管.吸湿器.气体继电器.净油器和测温装配.
(5)绝缘套管. 变压器铭牌上的额定值暗示什么寄义？ 变压器的额定值是制作厂对变压器正常应用所作的划定,变压器在划定的额定值状况下运行,可以包管长期靠得住的工作,并且有优越的机能.其额定值包含以下几方面： (1)额定容量：是变压器在额定状况下的输出才能的包管值,单位用伏安(VA).千伏安(kVA)或兆伏安(MVA)暗示,因为变压器有很高运行效力,平日原.副绕组的额定容量设计值相等. (2)额定电压：是指变压器空载时端电压的包管值,单位用伏(V).千伏(kV)暗示.如不作特别解释,额定电压系指线电压. (3)额定电流：是指额定容量和额定电压盘算出来的线电流,单位用安(A)暗示. (4)空载电流：变压器空载运行时激磁电流占额定电流的百分数. (5)短路损耗：一侧绕组短路,另一侧绕组施以电压使两侧绕组都达到额定电流时的有功损耗,单位以瓦(W)或千瓦(kW)暗示. (6)空载损耗：是指变压器在空载运行时的有功功率损掉,单位以瓦(W)或千瓦(kW)暗示. (7)短路电压：也称阻抗电压,系指一侧绕组短路,另一侧绕组达到额定电流时所施加的电压与额定电压的百分比. (8)衔接组别：暗示原.副绕组的衔接方法及线电压之间的相位差,以时钟暗示.
平面变压器技术综述
平面变压器技术综述 摘要：在H01F这一小类中，平面变压器这一技术近年来在我国的发展比较突出，我将选取此技术，从其基本结构、分类、优缺点、发展历史及现状、国内外申请 情况、主要专利技术分析等方面介绍平面变压器技术，并对其发展方向进行预估。 关键词：平面变压器；专利申请 1 平面变压器概述 传统变压器通常是将铜线圈绕制在磁芯上装配而成，其体积一般较大，并且 绕组匝数多，相关寄生参数较难控制，在生产过程中也较难保证产品的一致化程度。而平面变压器的出现则极大改善了这一问题，其与传统变压器的最大区别就 于它的结构，典型结构如图1-1所示。 平面变压器是一种扁平结构的变压器，磁芯多采用 E 型、RM 型平板磁芯，高度得到极大降低的同时增大了散热面积。考虑到变压器较高的应用频率，磁芯材 料方面选择具有高磁导率、高饱和磁感应强度以及低损耗特性的 MnZn 铁氧体材料；绕组方面通常采用铜箔或印制电路板（PCB）堆叠构成[1]。 图1-1 典型的平面变压器结构 1.1 平面变压器的优缺点 平面变压器的独特特性使其在医疗、通信以及航空等领域成为了电源设备的理想选择， 基于平面变压器所具有的独特结构，与传统的变压器相比，其具有如下优点：散热性能好，低漏感，生产一致性好，较高的工作频率，体积小，可靠性高，绝缘性能好，高效率，电流承载能力高。 然而平面变压器的特性并不全是优势。原、副边绕组之间的间距较小，储存磁能少，所 以漏感也较小，但原、副边的分布电容却变大。PCB绕组的可重现化特性是以增大磁芯绕线 窗中绝缘材料的比例为代价，降低了铜填充系数，窗口利用率低，仅为0.25 ~ 0.3，而传统变 压器的窗口利用率为0.4。 2 专利申请趋势分析 2.1 全球专利分析 2.1.1 全球申请量年度趋势 图2-1 平面变压器全球历年申请量 图2-1示出了平面变压器全球范围内历年的申请量分布，结合平面变压器的发展历史分 析平面变压器技术专利，由图可以看出，平面变压器技术的专利申请最早开始于1966年， 由德国的德律风根公司提出，此后直到1974年才提出第二件关于平面变压器的专利申请， 自此以后，关于平面变压器的申请基本上总体呈现申请量逐年递增的趋势。 2.1.2 全球申请人所在国家 图2-2 申请人所属国家 图2-2示出了在平面变压器技术领域的申请人的所属国家分布，可以看出，中国、日本 和美国为主要申请国，三国申请总数占全球申请总量的60%，通常来说，国家申请量所占份 额的大小在一定程度上体现了该国家相关技术实力的强弱，从图中可以看出，中国在平面变 压器领域研究很多，发展很快，紧随其后的日本、美国也占据一定的有力地位。 2.1.3 全球主要申请人 继续对该领域的主要申请人进行分析。图2-3显示了全球前11位申请人的申请量，从中 可以直观看出，松下电器有限公司以及横河电机株式会社目前是该技术领域的领军申请人， 紧随其后的是LG伊诺特有限公司、东芝、TDK公司、飞利浦以及台达电子有限公司等公司。
变压器常用的冷却方式
变压器常用的冷却方式 变压器常用的冷却方式有以下几种： 油浸自冷(ONAN)； 油浸风冷(ONAF)； 强迫油循环风冷(OFAF)； 强迫油循环水冷(OFWF)； 强迫导向油循环风冷(ODAF)； 强迫导向油循环水冷ODWF)。 按变压器选用导则的要求，冷却方式的选择推荐如下： 1 油浸自冷 31500kV A及以下、35kV及以下的产品； 50000kV A及以下、110kV产品。 2 油浸风冷 12500kV A～63000kV A、35kV～110kV产品； 75000kV A以下、110kV产品； 40000kV A及以下、220kV产品。 3 强迫油循环风冷 50000～90000kV A、220kV产品。 4 强迫油循环水冷 一般水力发电厂的升压变220kV及以上、60MV A及以上产品采用。 5 强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF或ODWF) 75000kV A及以上、110kV产品； 120000kV A及以上、220kV产品； 330kV级及500kV级产品。 选用强油风冷冷却方式时，当油泵与风扇失去供电电源时，变压器不能长时间运行。即使空载也不能长时间运行。因此，应选择两个独立电源供冷却器使用。 选用强油水冷方式时，当油泵冷却水失去电源时，不能运行。电源应选择两个独立电源。 第一个字母表示与绕组接触的内部冷却介质： O矿物油或燃点不大于300。C的合成绝缘液体； K燃点大于300。C的绝缘液体； 1燃点不可测出的绝缘液体。 注：燃点用“克利夫兰开口杯法”试验。 第二个字母表示内部冷却介质的循环方式： N流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环； F冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环； D冷却设备中的油流是强迫循环，（至少）在主要绕组内的油流是强迫导向循环。 第三个字母表示外部冷却介质： A空气； W水。 第四个字母表示外部冷却介质的循环方式： N自然对流； F强迫循环（风扇、泵等）。
油浸式变压器的冷却与油流
油浸式变压器的冷却与油流 1油浸式变压器的冷却原理分析 通常，油浸式变压器内部的冷却介质为矿物油，外部冷却介质为空气或者是水。根据国家标准‘电力变压器 温升 GB1094.2-1996’的规定，油浸式变压器外部冷却介质为空气时的冷却方式如表1所示。同时，表1中也指出了变压器的绕组中冷却介质（变压器油）的流动状态。 表1 外部冷却介质为空气的油浸式变压器冷却方式与绕组中的油流 在油浸自冷（ONAN ）或油浸风冷（ONAF ）的冷却方式中，由于变压器油在整个油路系统中为自然对流循环流动，通常称为ON 冷却方式。在ON 冷却方式下，作为变压器冷却介质的变压器油，在变压器闭合的油路系统中通过油的浮力、重力的变化而对流循环流动。即在变压器油箱内部，被变压器油所包围的发热元件（例如绕组与铁心等）加热了周围的变压器油，受热的变压器油密度变小而形成浮力向上浮动，下部温度较低的油随之取代了上浮的油，使变压器油在变压器绕组及铁心等发热元件中自下而上的流动。发热元件表面热流密度较大的地方，其油的流动速度也将自然加快。热油至油箱顶部流入散热器，热油在散热器中将从变压器绕组等发热元件中带出的热量通过散热元件的外表面散失在周围空气中而使油的温度降低、比重变大，在重力作用下向下流动，又重新回流到变压器的油箱下部，从而形成了变压器油在其封闭的油路系统中自然对流循环流动。 变压器油的密度θρ与其温度θ的关系可以用（1-1）式表示。 ()θβρθβρρθ0000111-≈+= 3-k g m （1-1） 式中θ—变压器油的温度，C 0； θρ—变压器油温度为θ0C 时的变压器油密度，3-kgm ； 0ρ—变压器油温度为00C 时的变压器油密度，3-kgm ；
变电站240MVA220kV主变冷却方式的选择
变电站240MVA/220kV主变冷却方式的选择 随着目前电网技术和用电负荷的发展，目前220kV变压器主要以180MVA和240MVA为标准容量配置。在城市电网中，集中控制则是变电站技术的发展主流，采取集中控制的模式，则要求变压器运行维护量小，变压器冷却系统带病运行时间长，基于以上要求，当前变电站的冷却方式主要采用自然油循环自冷（全自冷ONAN）和自然油循环风冷(67%/100% ONAN/ONAF)。目前在华东和华中电网用电负荷比较集中的地区，90%的180MVA/220kV冷却方式选择ONAN，50%以上的240MVA/220kV冷却方式选择(67%/100% ONAN/ONAF)，在负荷不高的工况下，变压器的风机不启动，冷却系统依靠变压器自然循环冷却，在负荷超过67%的时候，根据油温、负荷情况，自动启动风扇，加强外部空气循环速度，提高冷却效率。 对于本工程的240MVA/220kV主变的冷却方式的选择，一方面要考虑变压器的安全可靠，另一方面要考虑变电站建设的经济性，同时还需要考虑变压器后期运行维护较小。基于以上情况则有三种冷却方式可供选择：1）、强迫油循环导向风冷（ODAF），2）自然油循环风冷（ONAN/ONAF 67%/100%）,3) 自然油循环风冷（ONAN）。这三种冷却方式对变压器设备成本，建设成本，以及后期运行维护量和运行经济性都有较大的影响。 通过对三种冷却方式的比较，ONAN冷却方式运行经济性较好，但其设备成本和变电站占地面积等方面经济性较差，基于此，在此三种冷却方式中，
ONAN/ONAF冷却方式应该是最佳选择。对于变压器的温升过高的问题，产生的可能性主要有以下几方面：1、变压器本身损耗值偏大，冷却系统的设计效率不满足实际损耗散热需求。这方面需要严格控制损耗的设计值和生产过程中的工艺控制，同时需要对冷却系统的设计进行验证分析，确保冷却系统设计的参数取值科学合理。要求损耗设计和生产控制准备，同时冷却设计计算准确。2、冷却系统内部油路存在循环不通畅或者效率不足的情况，问题主要在变压器绕组内部散热不充分，而油箱内部的散热可能存在油路循环不充分的情况；3、冷却系统的实际散热面积和提供的计算散热面积存在偏差，由于一般变压器厂的散热器均为外购，部分厂家的散热器散热面积理论计算值远大于实际生产值，而变压器厂设计时按照片散的理论计算值进行计算，导致最终的散热效率不足；4、有可能是吹风装置（风机）的风压和风量不足，导致散热效率不足，同时，在变压器设计时选择片散的中心高度过高，从而加重散热效率不足的问题。针对以上几方面的问题，主要是在设计和生产过程中要严格控制，力求计算和生产准确，同时要选择可靠的组配件，尤其重要的是对于这种大容量的变压器，必须通过计算机仿真软件对其电场、磁场、温度场、结构力学等各项关键指标进行模拟验证，不能以设计和制造经验作为主要依据和参考。 对于噪声产生的原因主要有以下几个方面：1、变压器铁心的激磁噪声，这是变压器的主要噪声来源。这部分噪声跟变压器的铁心材质和磁通密度取值有直接关系，铁心材质越好，在同等条件下，噪声越低。铁心的磁通密度参数取值不能过高，通常情况下磁通密度不宜大于1.75特斯拉，超过这个参数在变压器过激磁的情况，将会产生非常严重的后果。2、变压器结构件在运行过程中，产生的振动噪声；这部分主要是铁心绑扎和外部结构的紧固。3、变压器的冷却系统如风扇等运行产生的噪声；4、变电站附近有直流输电线路，直流偏磁造成的噪声增加。对于中性点接地的变压器的中性直流偏磁电流是近几年随着我国直流输电工程的发展出现的新问题，直流偏磁电流将会使变压器的噪声明显增加，目前有中性点串入电阻、中性点加电容、施加反向等值直流电流等办法进行处理。
变压器的冷却方式有几种
变压器的冷却方式有几种 Prepared on 24 November 2020
变压器的冷却方式有几种各种冷却方式的特点是什么 电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。而油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。 什么叫变压器 变压器是一种用于电能转换的电器设备，它可以把一种电压、电流的交流电能转换成相同频率的另一种电压、电流的交流电能。 变压器的主要部件有： (1)器身：包括铁芯，线圈、绝缘部件及引线。 (2)调压装置：即分接开关，分为无载调压和有载调压装置。 (3)油箱及冷却装置。 (4)保护装置：包括储油柜、油枕、防爆管、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置。 (5)绝缘套管。 变压器铭牌上的额定值表示什么含义 变压器的额定值是制造厂对变压器正常使用所作的规定，变压器在规定的额定值状态下运行，可以保证长期可靠的工作，并且有良好的性能。其额定值包括以下几方面：(1)额定容量：是变压器在额定状态下的输出能力的保证值，单位用伏安(VA)、千伏安(kVA)或兆伏安(MVA)表示，由于变压器有很高运行效率，通常原、副绕组的额定容量设计值相等。 (2)额定电压：是指变压器空载时端电压的保证值，单位用伏(V)、千伏(kV)表示。如不作特殊说明，额定电压系指线电压。 (3)额定电流：是指额定容量和额定电压计算出来的线电流，单位用安(A)表示。 (4)空载电流：变压器空载运行时激磁电流占额定电流的百分数。 (5)短路损耗：一侧绕组短路，另一侧绕组施以电压使两侧绕组都达到额定电流时的有功损耗，单位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。 (6)空载损耗：是指变压器在空载运行时的有功功率损失，单位以瓦(W)或千瓦(kW)表示。 (7)短路电压：也称阻抗电压，系指一侧绕组短路，另一侧绕组达到额定电流时所施加的电压与额定电压的百分比。 (8)连接组别：表示原、副绕组的连接方式及线电压之间的相位差，以时钟表示。 常用变压器有哪些种类各有什么特点 一般常用变压器的分类可归纳如下： (1)按相数分： 1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 (2)按冷却方式分： 1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
变压器冷却系统设计
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：变压器冷却系统设计 学生姓名：*** 学号：************ 专业：自动化 班级：自05-3班 指导教师：***
变压器冷却系统设计 摘要 对于现在电厂中运行的电力变压器冷却控制系统中存在的自动化程度不高、电气控制中存在的可靠性低、故障率高、控制误差大等故障以及冷却中无法达到节能这一问题，本文提出并研制了一种新型的变压器强迫油循环风冷控制装置。 系统以西门子S7－200（CPU224）型PLC 作为控制器，并控制西门子MM430变频器拖动风机和油泵电机，以此构建了变压器冷却控制系统；系统以变压器顶层油温为被控量，提出了PLC检测变频控制风机的变频器的工频信号是否到达以控制是否投入其他风扇电动机，通过检测变频控制风机的变频器的0频信号是否到达以控制是否切出其他风扇电动机的控制策略；此外装置还具有故障定位，报警显示等功能。此外，变频器的使用使冷却系统能够跟随温度的变化连续平滑调整,有利于变压器的安全运行。 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 关键词：变压器；冷却控制系统；可编程序控制器；变频器；负反馈控制