Page 79 - 电力与能源2021年第一期

第 42 卷第 1 期 电力与能源
2021 年 2 月 7
3
DOI : 10.11973 / dl y n y 202101015

基于石墨烯辐射强化散热的变压器

过载能力提升技术研究

姚 叶, 陈 君, 程 翔, 甘 林, 刘 飞, 沈 晨

( 国网上海市电力公司奉贤供电公司, 上海 201499 )

摘 要: 一般配电变压器的散热系统均未考虑过负荷情况, 由于油温过高引发的安全事故时有发生, 提出了
一种提升变压器过载能力的运行可靠性方案, 介绍了石墨烯辐射涂料的特点, 基于石墨烯辐射涂料, 开发设
计了用于变压器强化散热的辅助散热模块, 并对设计方案进行了验证, 对于负荷波动较大的配电变压器, 能
有效降低油温, 大幅提升现有变压器的辐射传热能力, 进而提升变压器的过载能力, 具备较好的实用价值。
关键词: 配电变压器; 石墨烯辐射涂料; 散热
作者简介: 姚 叶( 1984 —), 男, 工程师, 从事电力线路电缆等电力设备运维工作。
中图分类号: TM411 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2021 ) 01-0073-04
TransformerOverloadCa p acit y Im p rovementTechnolo gyBasedon
Gra p heneRadiationEnhancedHeatDissi p ation

,
YAO Ye , CHENJun , CHENGXian g GANLin , LIUFei , SHENChen
( StateGridFen g xianPowerSu pp l yCom p an y , SMEPC , Shan g hai201499 , China )

Abstract : Thecurrentheatdissi p ations y stem ofg eneraldistributiontransformerdoesnottaketheoverload
conditionintoaccout , andthesafet yaccidentscausedb yhi g hoiltem p eratureoccurfre q uentl y .Thisp a p er
p utsforwardaschemeofo p erationreliabilit y toim p rovetheoverloadca p acit y oftransformer.Itintroducesthe
characteristicsof g ra p heneradiationcoatin g , andbasedontheg ra p heneradiationcoatin g , anddevelo p sand
desi g nstheauxiliar yheatdissi p ationmoduleforstren g thenin g theheatdissi p ationoftransformer.Ithasbeen
verifiedthatforthedistributiontransformerwithlar g eloadfluctuation , itcaneffectivel yreducetheoiltem-
p erature , g reatl y im p rovetheradiationheattransferca p acit y oftheexistin g transformer , andthenenhancethe
overloadca p acit yofthetransformer , whichp resentsg oodp racticalvalue.
Ke ywords : distributiontransformer , g ra p heneradiationcoatin g , heatdissi p ation

配电变压器由于本身的负载特点, 有时会在 日益增加。随着电动汽车的普及和大功率直流充
夏季用电高峰时出现偶发性过负荷现象, 普通变 电桩的兴建, 短期内越来越多的大功率脉冲负载
压器散热系统的散热能力, 均不会考虑过负荷的 投入运行时, 很多地区的配电变压器不堪重负出
特殊工况, 这就导致油温过高而引发事故 [ 1 ] 。 现故障, 并且经常出现火灾发生的情况。然而, 依
因此, 只有通过一定技术研究, 改善现有配电 赖于变压器扩容 和更换变压器的手段都成本高
变压器的过载能力, 在负荷波动较大的情况下有 昂、 人力物力消耗巨大。
效降低油温, 就能大幅提升配电变压器的运行可 此外, 对于现有的城乡配电网络, 其负载率极
靠性。本文提出一种基于石墨烯辐射涂料用于变 不稳定, 如在低负载季节, 更换大容量变压器仍然
压器的运行可靠性方案, 可有效提升配电变压器 具有较低的功率利用率、 较大的空载损耗以及功
的工作可靠性。 率因数低的问题 [ 2 ] 。
基于这些分析, 需要提升变压器的散热能力,
1 现有配电变压器存在的问题
使之在偶发的过负荷条件下油温不越限, 才能用
配电变压器的安全稳定运行直接关系到电网 最经济的手段解决变压器短时过负荷带来的不利
的运行稳定性, 随着经济的发展, 配电网络的负荷 影响。