了解油-浸沒式變壓器冷卻方法：從 ONAN 到 ODWF

Jul 15, 2025

留言

電力變壓器的冷卻系統由兩部分組成：內部冷卻系統，將繞組和鐵心產生的熱量散發到絕緣介質中；內部冷卻系統，將繞組和鐵芯產生的熱量散發到絕緣介質中。外部冷卻系統，確保介質中的熱量散發到變壓器外部。根據變壓器的額定容量、絕緣介質的種類和循環方式的不同，變壓器採用不同的冷卻方式。油-浸入式變壓器最常用的冷卻方法包括：油-浸入式自-冷卻（ONAN）、油-浸入式空氣冷卻（ONAF）、油強制空氣冷卻（OFAF）、強製油循環水冷卻（OFWF）、油引導循環空氣冷卻（ODAF）和油引導循環水冷卻（ODWF）。

根據《IEC 60076-2：油-油浸式電力變壓器溫升規定》、《IEEE C57.12.00：液體-絕緣配電、功率和電壓-調節變壓器的一般要求》、《CSA C88.1：電力變壓器和電抗器》規範，油-浸式變壓器的冷卻方法由四字母代碼表示，其組成及含義如下：

第一個字母代表與繞組接觸的內部冷卻介質：
O	閃點不超過300度的礦物油或合成絕緣液體；
K	閃點大於300度的絕緣液體、合成酯油、天然酯油等。
L	SF₆或其他液體和氣體，不常用，主要在特定環境中

第二個字母表示內部冷卻介質的循環方式：
N	油流經冷卻設備和繞組是自然熱對流循環。
F	冷卻設備中的油流是強制循環，流經繞組的油流是熱對流循環。
D	冷卻設備中的油流是強制循環。

第三個字母表示外部冷卻介質：
A	空氣
W	水

第四個字母表示外部冷卻介質的循環方式：
N	自然對流；
F	強制循環（風機、泵等）

油-浸入式自-冷卻系統沒有特殊的冷卻設備。油在變壓器中自然循環。鐵芯和繞組產生的熱量傳遞到油箱壁或散熱器通過油的對流。變壓器油箱內的變壓器油被變壓器本體加熱，密度降低。油流在油箱內上升，熱量通過散熱裝置或油箱壁傳出。溫度下降，密度增加，變壓器油流量在散熱裝置或油箱中下降，然後再次被本體加熱，如此循環下去。油循環完全由溫度-引起的密度差產生的自然浮力驅動。油-浸入式自-冷卻系統結構簡單，可靠性高，廣泛應用於容量10000kVA以下的變壓器中。

在變壓器油-浸沒式自-冷卻系統中，油在A點進入繞組，受熱後向上流動，在B點流出繞組。從B點到C點，油被油箱蓋和油箱壁稍微冷卻，從C點進入散熱器；從C點到D點，油冷卻下降，從D點流出的油進入油箱，然後油在A點進入繞組。

油-浸入式空氣-冷卻系統，又稱油自然循環和強制風冷-冷卻系統。油在油箱內自然循環。變壓器油箱每個散熱器旁邊安裝一台或多颱風扇，將空氣的自然對流變為強制對流，以增強散熱器的散熱能力。

與 ONAN 相比，該方法將冷卻效率提高了 150-200%。變壓器的負載能力可提高20%～40%。當負載較小時，可停止風扇，使變壓器以自冷卻方式運行。 -當負載超過某一規定值，如額定負載的70%時，風機可自動投入運行。這種冷卻方式廣泛應用於10000kVA以上的中-容量變壓器。

大-容量變壓器採用強製油循環風冷系統。該冷卻系統是在油-浸沒式風冷系統的基礎上，在油箱主殼與帶有風扇（也稱冷卻器）的散熱器之間的連接管道上安裝了潛水油泵。油泵運行時，強制將油箱內的油從頂部吸入散熱器，然後從變壓器底部進入油箱，實現強製油循環。冷卻效果與油循環速度有關。如圖所示為大型變壓器採用的強製油循環風冷系統的冷卻結構。