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(上海电力学院 能源与机械工程学院,上海 200090)

近年来,随着城市的迅速发展,人们对电力资源的需求不断增大。由于受到用地资源的制约,所以有越来越多的城市地下变电站出现在人们的生活中[1-4]。目前,地下变压器主要是油浸式变压器。为了保证其安全运行,需将绕组和铁芯所产生的温升控制在一定范围内。

传统的热交换冷却技术包括油浸自冷式、油浸风冷式、强油风冷式及强油水冷式等[5-8]。 针对城市地下变电站的特殊情况,以上4种冷却方式都有各自的缺陷。当变压器位于地下时,依靠变压器自身与空气的对流传热来进行冷却的方式很难实现,如果将散热器放置于地下的同时加装风机,则构成风冷却系统,但风机的持续运行很难满足Ⅱ类及以上环保噪声要求[9]。水冷却技术的原理是用油泵使变压器油进入水冷却器中[10],变压器油通过水冷却器散热管时,与散热管内的冷却介质水发生热量交换,从而达到冷却的目的。在这一过程中容易因水渗入变压器油中而导致事故的发生[11],因此需要配合相应的检漏设备,增加了维护人员的工作量。将散热器布置在地面上,变压器放置在地下时,油箱承受较高的油压,有可能发生渗漏危险。为了地下变压器更安全高效地运行,城市地下变电站需要一种全新的冷却方式以解决目前面临的各种问题。

20世纪60年代,日本科研人员提出利用蒸发冷却方式对油浸式变压器进行冷却,疋田正一对利用制冷工质蒸发冷却变压器系统进行了试验研究[12]。……