干式变压器冷却改造的核心目标是提升散热效率、降低温升,以适应更高负载或改善高温环境下的运行稳定性,改造方案需根据变压器型号、安装场景及负载特性选择,常见方式分为“增强自然散热”“升级强制冷却”“优化环境散热”三大类,以下是具体实施路径:
一、基础改造:增强自然散热能力(适用于轻载或小容量场景)
若变压器当前负载率≤70%,但因环境通风差导致温升偏高(如绕组温度>100℃),可通过优化散热路径实现改造,无需加装复杂设备。
1. 扩大安装空间与通风间隙
移除变压器周围的障碍物(如配电柜、杂物),确保四周预留≥1.0m的散热距离(原标准为0.8m),尤其顶部需预留≥1.5m空间,避免热空气积聚。
若安装在封闭柜内,将柜体侧面和顶部的通风孔扩大(孔径从φ5mm增至φ10mm),或更换为带百叶窗的透气柜体,形成“底部进风、顶部出风”的自然对流通道。
2. 增加散热面积
对裸露式绕组(如SG系列),可在绕组表面加装铝制散热片(厚度1~2mm,间距5~8mm),通过导热胶粘贴固定,散热面积可增加20%~30%(需注意避免触碰绕组引出线,防止短路)。
对树脂浇注式(SCB系列),若外壳为封闭式,可更换为带散热格栅的外壳,或在外壳侧面加装散热翅片(材质为铝合金,与外壳螺栓连接),增强外壳与空气的热交换。
3. 优化环境通风
在配电房低位(距地面0.3m)加装进风口,高位(距天花板0.3m)加装排风口,利用“热压效应”强化空气对流,通风量需满足:每1kW损耗≥150m³/h(如1000kVA变压器损耗约10kW,需≥1500m³/h通风量)。
若环境温度超过35℃,可在进风口安装空气过滤百叶窗(防止粉尘进入),并配置轴流风机(风量500~1000m³/h)强制引入室外冷空气。
二、进阶改造:升级强制冷却系统(适用于中高负载场景)
当变压器负载率≥80%,或自然散热改造后仍温升超标(如绕组温度>120℃),需加装强制冷却装置,常见方案如下:
改造方式
适用场景
改造步骤与关键参数
散热效率提升
加装强迫风冷(AF)
容量 630~2500kVA,负载率 80%~120%
1. 在变压器底部或侧面安装轴流风机(数量:每 250kVA 配 1 台,功率 0.37~0.75kW);
比自然散热提升 40%~60%
升级强迫导向风冷(ODAF)
容量≥2500kVA,高负载(≥100%)
1. 定制封闭风道(材质为镀锌钢板),覆盖绕组高发热区域(中部和端部);
比 AF 再提升 30%~50%
强制冷却改造的关键注意事项:
风机选型匹配:风机风量需根据绕组表面积计算(每平方米绕组需≥500m³/h风量),避免风量不足或过大(过大可能导致绕组振动)。
防共振设计:风机与变压器底座之间加装橡胶减振垫(厚度5~10mm,硬度50 Shore A),风机支架采用角钢加固,防止运行时产生共振噪音。
电气安全:风机回路需独立布线,加装过载保护(如热继电器),并与变压器主回路联锁(风机故障时,变压器自动降负荷)。
三、特殊场景改造:针对高温、高粉尘环境
1. 高温环境(如南方夏季、锅炉房旁)
采用“风冷+水冷复合冷却”:在强迫风冷的基础上,在风道内加装水冷盘管(材质为紫铜管),通过循环水泵引入冷却水(水温≤30℃),将进入绕组的空气温度降低5~10℃,适用于环境温度≥40℃的场景。
注意:水冷系统需加装水质过滤器(防止结垢堵塞),并设置漏水检测(与变压器跳闸联锁)。
2. 高粉尘环境(如工厂车间、矿山)
对强制冷却系统的进风口加装高效空气过滤器(过滤精度≥5μm),并定期(每1~2个月)更换滤芯,避免粉尘附着在绕组表面影响散热。
若粉尘浓度极高,可将变压器整体封闭在正压防护舱内(舱内压力比外界高50~100Pa),通过过滤后的洁净空气正压通风,彻底隔绝粉尘。
四、改造后的效果验证与维护
1. 效果验证:改造后需进行负载试验,测量不同负载下的绕组温度(如100%负载时,H级绝缘绕组温度应≤140℃),与改造前对比,确认温升降低≥15K(即达标)。
2. 日常维护:
每周检查风机运行状态(有无异响、振动),每月清理过滤器/散热片灰尘;
每季度校验温控器与风机的联动逻辑,确保温度触发值准确(如80℃启动、60℃停止)。
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