S20油浸式變壓器是一種高效節能的電力設備，其核心組成包括鐵芯、繞組、絕緣油、油箱、散熱器、分接開關、保護裝置及輔助部件。以下從結構、功能及材料特性三方面詳細解析其組成：

　　一、核心結構組件

　　1. 鐵芯

　　功能：作為磁路通道，將一次側的電能通過電磁感應傳遞至二次側。

　　材料：采用高導磁率冷軋硅鋼片(如30ZH120、35ZH130)，厚度通常為0.23~0.35mm，表面涂覆絕緣漆以減少渦流損耗。

　　結構：由硅鋼片疊裝成“日”字形或“口”字形框架，通過螺栓緊固，確保機械強度與低空載損耗。

　　節能特性：S20系列鐵芯損耗較S13系列降低約15%~20%，符合GB 20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級》一級能效標準。

　　2. 繞組

　　功能：作為電路通道，實現電壓變換與電能傳輸。

　　材料：

　　高壓繞組：采用高強度漆包圓銅線(如QZY-2/180)或紙包銅扁線，耐壓等級≥10kV。

　　低壓繞組：使用銅箔或紙包銅扁線，電流密度控制在2~3A/mm2，以降低負載損耗。

　　結構：

　　層式繞組：適用于低壓大電流場景，通過多層絕緣紙隔離，增強短路承受能力。

　　餅式繞組：高壓側常用，由多個油道餅單元串聯，優化散熱性能。

　　節能特性：繞組電阻設計優化，負載損耗較S13系列降低約10%~15%。

　　二、絕緣與冷卻系統

　　1. 絕緣油

　　功能：

　　電氣絕緣：擊穿電壓≥35kV/2.5mm，確保繞組間及對地絕緣。

　　散熱冷卻：通過油循環將鐵芯與繞組產生的熱量傳遞至散熱器。

　　滅弧防電暈：抑制局部放電，延長設備壽命。

　　材料：采用25#礦物絕緣油(符合GB 2536-2011)，或環保型天然酯絕緣油(可生物降解，燃點>300℃)。

　　維護：需定期檢測油質(如酸值、微水含量)，必要時進行過濾或換油。

　　2. 油箱與散熱器

　　油箱：

　　功能：容納絕緣油與核心部件，承受機械應力與環境影響。

　　材料：Q235B低碳鋼板，厚度4~6mm，表面噴砂處理后涂裝環氧富鋅底漆，防腐等級C4(ISO 12944)。

　　結構：波紋片式油箱(自動補償油體積變化)或平板式油箱(配儲油柜)。

　　散熱器：

　　功能：通過自然對流或強迫風冷(配風扇)加速油溫降低。

　　類型：

　　片式散熱器：由多組平行散熱片組成，散熱面積大，適用于中小容量變壓器。

　　管式散熱器：鋼管焊接成網格狀，強度高，常用于大容量或高海拔地區。

　　三、電壓調節與保護裝置

　　1. 分接開關

　　功能：通過改變繞組匝數比，調整輸出電壓(±5%或±2×2.5%)。

　　類型：

　　無載分接開關：需停電操作，結構簡單，成本低。

　　有載分接開關(如MR、ABB品牌)：可帶負荷切換，適用于電壓波動頻繁場景。

　　材料：觸頭采用銀氧化鎘合金，接觸電阻≤50μΩ，耐電弧燒蝕。

　　2. 保護裝置

　　氣體繼電器(瓦斯繼電器)：

　　功能：檢測內部故障產生的氣體或油流速度，觸發輕瓦斯報警或重瓦斯跳閘。

　　安裝位置：油箱與儲油柜連接管路中，傾斜度1%~1.5%。

　　壓力釋放閥：

　　功能：當內部壓力超過0.5bar時自動開啟，防止油箱爆裂。

　　動作壓力：0.5±0.05bar，復位壓力≥0.3bar。

　　溫度計：

　　類型：鉑電阻(Pt100)或熱電偶，監測上層油溫，報警值通常設為95℃。

　　四、輔助部件

　　套管：

　　功能：將繞組引線引出油箱，保持電氣絕緣。

　　類型：

　　純瓷套管：適用于10kV及以下電壓等級，耐壓≥42kV/1min。

　　電容式套管：用于35kV及以上電壓，內部填充SF6氣體或絕緣油。

　　油位計：

　　功能：指示油箱內油位高度，防止缺油或溢油。

　　類型：磁力式或玻璃管式，刻度清晰，耐油腐蝕。

　　接地螺栓：

　　功能：連接變壓器外殼與接地網，確保人身安全。

　　規格：M12及以上，接地電阻≤4Ω。

　　五、S20系列技術升級點

　　鐵芯疊片工藝：采用階梯接縫技術，減少磁阻與空載損耗。

　　繞組繞制方式：高壓繞組采用分段層式結構，優化電場分布，降低局部放電。

　　油箱密封設計：使用激光焊接技術替代傳統鉚接，泄漏率≤0.01%/年。

　　智能監測接口：預留RS485或光纖通信接口，可集成溫度、局放等在線監測模塊。

　　六、典型應用場景

　　額定容量：30~3150kVA

　　電壓等級：10kV/0.4kV(常見)或35kV/10kV

　　使用環境：

　　海拔≤1000m(高海拔需降容使用)

　　環境溫度-25℃~+40℃

　　相對濕度≤90%(25℃時)

　　適用行業：城市配電網、工業園區、新能源電站(如光伏、風電升壓站)