1mkva油浸式配电变压器结构设计

　　做配电设备结构设计快十二年，经手的干式、油浸式变压器少说有七八十套，这次做的1mkva容量油浸变，是给县域工业园区小型加工车间做终端配电用的，先从安装边界倒推的整体尺寸——车间预留的设备安装台是1200mm见方的混凝土基座，预埋的固定螺栓孔位横向间距600mm、纵向间距450mm，所以油箱底座的安装脚直接按这个孔位做的折弯件，四个安装脚各开了φ18的长圆孔，预留20mm的安装调节余量，避免现场土建施工误差导致装不上。

　　散热结构是这次设计里花心思最多的部分，1mkva的负载损耗大概在1200W左右，夏季满负荷运行时顶层油温不能超过95℃，如果用普通平板散热片，需要的散热面积太大，整体宽度会超出台面边界，所以最终选了片式散热器加侧置风道的结构：油箱两侧各装12组冲压成型的波纹散热片，散热片的波高做了120mm，片间距留了25mm，既保证空气自然对流的流通空间，又不会因为片距太窄积灰影响散热效率；散热片和油箱的连接用的是直接碰焊工艺，比传统法兰连接少了密封垫片，长期运行不会出现垫片老化渗油的问题，碰焊位置做了2mm的倒角过渡，避免应力集中导致焊缝开裂。

　　油箱本体的结构设计优先考虑检修便利性，箱盖和箱体的连接用了24个M12的螺栓，密封槽开在箱盖侧，槽内放耐油橡胶条，拧紧螺栓时的压缩量控制在30%左右，既保证密封性能，又不会把橡胶条压坏；箱盖上预留了三个高压套管安装孔、四个低压套管安装孔，还有油位计、温度计、压力释放阀的安装位，所有开孔的位置都避开了内部绕组的上方，后期吊芯检修的时候不用拆外部接线就能把箱盖整个吊起来。内部的铁芯和绕组固定结构，用的是上下夹件拉紧的方式，夹件用6mm厚的槽钢折弯而成，铁芯和夹件之间垫了3mm厚的绝缘纸板，避免铁芯多点接地；绕组的轴向固定用了压钉结构，每个绕组上方均匀布置4个压钉，压钉下面垫绝缘压块，把绕组牢牢压在下部夹件上，运输过程中不会出现绕组移位的问题。

　　实际应用场景里，这类小容量油浸变大多装在户外或者车间的边角位置，所以外壳的防护等级做了IP23，油箱顶部做了15°的倾斜角度，下雨的时候水会顺着倾斜面流到侧面的排水槽，不会积在箱盖的密封位置；高低压套管的外侧加了防雨罩，避免雨水直接淋在套管接线端导致闪络。接线端的位置设计也考虑了现场接线的便利性，高压侧接线端子距地面高度做了1600mm，低压侧距地面1200mm，现场工人接电缆的时候不用搭太高的梯子，接线端子的接触面做了镀锡处理，降低接触电阻，大电流运行时不会出现接头发热的问题。

　　建模的时候特意把所有的安装干涉都提前排查了一遍：比如散热片和安装脚的位置留了30mm的间隙，现场拧固定螺栓的时候扳手不会碰到散热片；箱盖上的吊环位置选在重心正上方，整台设备吊起来的时候能保持水平，不会倾斜碰坏套管；油箱底部做了φ50的放油阀，位置距地面150mm，接油桶的时候不用把设备抬太高，换油或者取油样的时候操作很方便。还有容易被忽略的接地结构，在油箱底座的安装脚位置专门焊了M10的接地螺栓，接地位置做了不喷漆的露铜处理，现场接接地线的时候能保证接地电阻符合要求，不会因为漆面绝缘导致接地失效。

　　从结构强度角度算过，油箱的侧板用4mm厚的冷轧钢板，满焊之后能承受0.05MPa的内部压力，符合油浸式变压器的油箱强度要求，即使内部出现故障产生少量气体，压力释放阀会提前动作泄压，不会出现油箱炸裂的问题。整体重量控制在780kg左右，现场用普通的3吨叉车就能直接转运，不需要动用大型吊装设备，对于小型厂区的安装条件来说适配性很强。