了解油-浸没式变压器冷却方法：从 ONAN 到 ODWF

Jul 15, 2025

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电力变压器的冷却系统由两部分组成：内部冷却系统，将绕组和铁心产生的热量散发到绝缘介质中；内部冷却系统，将绕组和铁芯产生的热量散发到绝缘介质中。外部冷却系统，确保介质中的热量散发到变压器外部。根据变压器的额定容量、绝缘介质的种类和循环方式的不同，变压器采用不同的冷却方式。油-浸入式变压器最常用的冷却方法包括：油-浸入式自-冷却(ONAN)、油-浸入空气冷却(ONAF)、油强制空气冷却(OFAF)、强制油循环水冷却(OFWF)、油引导循环空气冷却(ODAF)和油引导循环水冷却(ODWF)。

根据《IEC 60076-2：油-油浸式电力变压器温升规定》、《IEEE C57.12.00：液体-绝缘配电、功率和电压-调节变压器的通用要求》、《CSA C88.1：电力变压器和电抗器》规范，油-浸式变压器的冷却方法由四字母代码表示，其组成及含义如下：

第一个字母代表与绕组接触的内部冷却介质：
O	闪点不超过300度的矿物油或合成绝缘液体；
K	闪点大于300度的绝缘液体、合成酯油、天然酯油等。
L	SF₆或其他液体和气体，不常用，主要在特定环境中

第二个字母表示内部冷却介质的循环方式：
N	油流经冷却设备和绕组是自然热对流循环。
F	冷却设备中的油流是强制循环，流经绕组的油流是热对流循环。
D	冷却设备中的油流是强制循环。

第三个字母表示外部冷却介质：
A	空气
W	水

第四个字母表示外部冷却介质的循环方式：
N	自然对流；
F	强制循环（风机、泵等）

油-浸入式自-冷却系统没有特殊的冷却设备。油在变压器中自然循环。铁芯和绕组产生的热量传递到油箱壁或散热器通过油的对流。变压器油箱内的变压器油被变压器本体加热，密度降低。油流在油箱内上升，热量通过散热装置或油箱壁传出。温度下降，密度增加，变压器油流量在散热装置或油箱中下降，然后再次被本体加热，如此循环下去。油循环完全由温度-引起的密度差产生的自然浮力驱动。油-浸入式自-冷却系统结构简单，可靠性高，广泛应用于容量10000kVA以下的变压器中。

在变压器油-浸没式自-冷却系统中，油在A点进入绕组，受热后向上流动，在B点流出绕组。从B点到C点，油被油箱盖和油箱壁稍微冷却，从C点进入散热器；从C点到D点，油冷却下降，从D点流出的油进入油箱，然后油在A点进入绕组。

油-浸入式空气-冷却系统，又称油自然循环和强制风冷-冷却系统。油在油箱内自然循环。变压器油箱每个散热器旁边安装一台或多台风扇，将空气的自然对流变为强制对流，以增强散热器的散热能力。

与 ONAN 相比，该方法将冷却效率提高了 150-200%。变压器的负载能力可提高20%～40%。当负载较小时，可停止风扇，使变压器以自冷却方式运行。-当负载超过某一规定值，如额定负载的70%时，风机可自动投入运行。这种冷却方式广泛应用于10000kVA以上的中-容量变压器。

大-容量变压器采用强制油循环风冷系统。该冷却系统是在油-浸没式风冷系统的基础上，在油箱主壳与带有风扇（也称冷却器）的散热器之间的连接管道上安装了潜水油泵。油泵运行时，强制将油箱内的油从顶部吸入散热器，然后从变压器底部进入油箱，实现强制油循环。冷却效果与油循环速度有关。如图所示为大型变压器采用的强制油循环风冷系统的冷却结构。