油浸式配電變壓器是一種以礦物油或合成油作為冷卻和絕緣介質的配電設備，廣泛應用于10kV及以下電壓等級的電網中。其核心優勢在于成本低、散熱性能好、過載能力強，但需注意防火和環保問題。以下從結構、特點、選型、應用、維護及發展趨勢等方面進行詳細介紹：

　　一、核心結構

　　鐵芯

　　采用疊片式硅鋼片(如30Q130、30Q155)，降低渦流損耗和磁滯損耗。

　　鐵芯接地方式：單點接地，防止多點接地形成環流導致過熱。

　　繞組

　　高壓繞組：通常采用多層圓筒式或連續式結構，絕緣材料為電纜紙、電話紙或Nomex紙。

　　低壓繞組：采用箔式或螺旋式結構，提高機械強度和散熱效率。

　　繞組材質：銅導體(導電性好、損耗低)或鋁導體(成本低、重量輕)。

　　絕緣油

　　礦物油：如25號變壓器油，成本低、絕緣性能穩定，但可燃性強。

　　合成油：如硅油、β油，阻燃性好、環保性能優，但價格較高。

　　作用：冷卻繞組和鐵芯，同時提供絕緣保護(擊穿電壓≥35kV/2.5mm)。

　　油箱及附件

　　油箱：波紋片式油箱(自動補償油體積變化)或平板式油箱(需配置儲油柜)。

　　散熱器：片式散熱器或管式散熱器，通過自然對流或強迫油循環散熱。

　　保護裝置：氣體繼電器(瓦斯繼電器)、壓力釋放閥、溫度計、油位計等。

　　二、核心特點

　　成本優勢

　　相同容量下，油浸式變壓器采購成本比干式變壓器低20%~40%。

　　維護成本低：僅需定期換油和濾油，無需頻繁更換絕緣材料。

　　散熱性能強

　　油的比熱容高(2.1kJ/(kg·℃))，散熱效率優于空氣，適合大容量或過載運行。

　　示例：1000kVA油浸式變壓器可短時過載至1.3倍額定容量(持續2小時)。

　　過載與抗短路能力強

　　油浸式結構可有效吸收短路沖擊能量，抗短路能力優于干式變壓器。

　　繞組緊固設計：采用硬紙板筒或撐條，防止短路時變形。

　　環境適應性

　　耐受溫度范圍：-30℃~+45℃(特殊設計可擴展至-50℃~+50℃)。

　　防潮性能：油箱密封設計，可適應高濕度環境(相對濕度≤95%)。

　　局限性

　　防火風險：油可燃，需安裝在獨立變壓器室或配備消防設施。

　　環保問題：礦物油泄漏會污染土壤和水源，需回收處理。

　　維護復雜度：需定期取油樣檢測微水、介損等參數，維護周期較長(通常3~5年大修一次)。

　　三、技術參數與分類

　　關鍵參數

　　額定電壓：高壓側常見6kV、10kV、20kV;低壓側通常為0.4kV。

　　容量范圍：從10kVA到31500kVA，常用容量為100kVA~2500kVA。

　　短路阻抗：通常為4%~6%，需與電網系統匹配以限制短路電流。

　　能效等級：符合GB 20052-2020標準，分為三級(如S13)、二級(如S20)、一級(如S22)。

　　分類方式

　　按冷卻方式：

　　油浸自冷(ONAN)：依靠油箱和散熱器自然散熱，適用于小容量變壓器。

　　油浸風冷(ONAF)：通過風機強制散熱，容量可提升30%~50%。

　　強迫油循環(OFWF/ODAF)：采用油泵強制循環，適用于大容量變壓器(如≥10MVA)。

　　按繞組材質：

　　銅繞組變壓器：損耗低、壽命長，但成本高。

　　鋁繞組變壓器：成本低、重量輕，但導電性較差(需增大截面積)。

　　按調壓方式：

　　無勵磁調壓：需停電調整分接開關，調壓范圍±5%。

　　有載調壓：可帶負荷調整電壓，調壓范圍±10%~±15%。

　　四、選型要點

　　負載特性

　　連續負載：選擇額定容量略大于計算負載(留10%~15%余量)。

　　沖擊負載：如含電機啟動，需考慮啟動電流(通常為額定電流的5~7倍)，選擇動態響應快的型號。

　　諧波負載：若負載含變頻器、中頻爐等諧波源，需配置電抗器或選擇抗諧波能力強的變壓器。

　　環境條件

　　高溫環境：優先選擇高燃點合成油(如β油)或增加散熱風機數量。

　　高濕度環境：采用全密封油箱設計，防止絕緣受潮。

　　腐蝕性環境：油箱采用不銹鋼或防腐涂層，繞組采用耐腐蝕絕緣材料。

　　安裝空間

　　室內安裝：需預留足夠的通風和檢修空間(建議變壓器與墻壁距離≥1米)，并配置消防設施(如氣體滅火系統)。

　　室外安裝：需選擇IP23及以上防護等級，并配備防雨罩和防雷裝置。

　　能效與成本平衡

　　一級能效(S22)：空載損耗比三級能效(S13)低40%，但價格高20%~30%。

　　推薦場景：長期滿負荷運行或對節能要求高的項目(如數據中心、商業綜合體)優先選擇一級能效。

　　五、典型應用場景

　　農村電網

　　用于10kV配電臺區，替代老舊高損耗變壓器(如S9及以下型號)，降低線損。

　　示例：某省農村電網改造項目，更換5000臺S13型油浸式變壓器，年節電量達2億kWh。

　　工業配電

　　適用于鋼鐵、化工、造紙等行業的車間配電，耐受粉塵、腐蝕性氣體。

　　示例：某化工廠采用2臺3150kVA油浸式變壓器，為電解槽供電，配備強迫油循環冷卻系統。

　　新能源領域

　　光伏電站：用于匯集光伏方陣輸出電能，需具備抗諧波能力(光伏逆變器產生諧波)。

　　風電場：配套箱式變電站(美式箱變)，采用有載調壓功能適應電壓波動。

　　特殊場景

　　礦井配電：需選擇防爆型油浸式變壓器(如KSG型)，滿足煤礦安全標準。

　　船舶配電：采用船用油浸式變壓器，具備抗振動、防鹽霧能力。

　　六、運行維護

　　日常檢查

　　油位檢查：油位應在油位計指示范圍內(通常為1/4~3/4高度)。

　　油溫監測：上層油溫不宜超過85℃(負載率≤80%時)，更高不得超過95℃。

　　聲音異常：正常運行時為均勻嗡嗡聲，若出現噼啪聲或爆裂聲，可能存在絕緣擊穿。

　　定期試驗

　　油樣檢測：每1~3年取油樣檢測微水(≤35ppm)、介損(≤0.5%)、耐壓(≥35kV/2.5mm)。

　　電氣試驗：每3~5年進行直流電阻測試、絕緣電阻測試、繞組變形試驗。

　　局部放電檢測：每5年進行一次，評估絕緣狀態(PD值≤10pC為合格)。

　　常見故障處理

　　油位異常：

　　油位過高：可能為呼吸器堵塞或冷卻器故障，需清理呼吸器或檢修冷卻器。

　　油位過低：可能為漏油或油溫過低，需檢查油箱密封性或補充絕緣油。

　　瓦斯繼電器動作：

　　輕瓦斯報警：可能為油位過低或內部輕微故障，需檢查油位和油樣。

　　重瓦斯跳閘：可能為內部嚴重故障，需立即停電檢修。

　　壓力釋放閥動作：

　　表明內部發生短路或電弧故障，需全面檢查變壓器絕緣和繞組。

　　七、發展趨勢

　　環保化

　　推廣使用生物降解油(如天然酯絕緣油)，降低泄漏對環境的影響。

　　示例：某廠家推出“綠色油變”，采用植物基絕緣油，可生物降解率達98%。

　　智能化

　　集成傳感器和物聯網技術，實現油溫、油位、局部放電等參數的實時監測和故障預警。

　　示例：某智能油浸式變壓器可上傳數據至云平臺，支持遠程調壓和能效優化。

　　高能效

　　研發非晶合金鐵芯油浸式變壓器(如SBH21型)，空載損耗比S22型再降低60%~80%。

　　推廣一級能效標準，助力“雙碳”目標實現。

　　模塊化設計

　　將變壓器、高壓開關、低壓柜集成為預制式箱變，縮短現場安裝時間(從3天縮短至1天)。