植物菜籽油高过载非晶合金变压器在结构上与传统变压器差异较大。由于非晶合金铁心受外加应力后,损耗会增加60%左右。噪声也随之增大，严重影响其性能。因此，非晶合金铁心结构设计不同于传统变压器的铁心主支撑结构，为避免非晶合金铁心受力。植物菜籽油高过载非晶合金变压器的铁心悬挂在绕组上，油浸式高压绕组采用缠绕玻璃丝粘带加热固化刚体结构，其轴向的机械强度很高，足以“托起”非晶合金铁心。
为什么要想到菜籽油
矿物变压器绝缘油以其优良的电气、热工性能应用于油浸变压器已有近百年的历史，因其产量大、品质好及技术经济指标优越而经久不衰。但矿物绝缘油本身有缺点，如不可再生，不能生物降解，发生泄漏时易对环境造成污染，闪点低及防火阻燃性差等。同时，矿物变压器油产自石油，目前，世界石油资源紧缺，寻求替代矿物变压器油的产品已成为当前的主要课题。
说说植物绝缘油
植物绝缘油是由天然的油料作物经压榨（下文以菜籽油为例），精炼和改性工艺制备而成，其分子是甘油三酯、甘油三酸酯和三个长链脂肪酸依附在一个甘油中枢组成，能快速完全生物降解，在口服和水生物测试显示无毒性，比矿物油有更好的环境和健康特性，具有良好的电气性能、燃点高、原料来源广阔，具有可再生和生物降解等优势。目前，美国、欧盟和日本已着手用植物绝缘油取代矿物变压器油的工作。
创新关键点有哪些
创新结构设计。植物菜籽油高过载非晶合金变压器在结构上与传统变压器差异较大。由于非晶合金铁心受外加应力后,损耗会增加60%左右。噪声也随之增大，严重影响其性能。因此，非晶合金铁心结构设计不同于传统变压器的铁心主支撑结构，为避免非晶合金铁心受力。植物菜籽油高过载非晶合金变压器的铁心悬挂在绕组上，油浸式高压绕组采用缠绕玻璃丝粘带加热固化刚体结构，其轴向的机械强度很高，足以“托起”非晶合金铁心。绕组通过垫块承重于下夹件上。此外，由于非晶合金铁心采用三相五柱式结构，决定了变压器的长度较大。考虑到吊板的跨度过大使起吊时吊绳的横向拉力很大引起吊板变形，因此，起吊设计是通过吊拉上夹件,侧夹件连接上下夹件。所以，上、下夹件的承受强度是结构设计的关键。植物菜籽油高过载非晶合金变压器采用框架式结构。框架有整体框架和连接框架两种型式。采用连接框架，这样有利于控制装配误差。夹件设计成外翻形结构。
优化线圈工艺。产品线圈低压采用双层同心矩形，外包无纬玻璃粘带；高压采用多层同心矩形结构线圈，高低压线圈一起绕制采用张力装置，改进整形与压装等工艺，油浸式外包采用玻璃丝粘带高温固化，有效降低了局放，增加了机械强度和抗短路冲击的能力。
抗短路能力增强。植物绝缘油高过载非晶合金变压器绕组是矩形结构，受力不及圆形绕组均匀，承受短路电动力时容易变形,而且植物绝缘油高过载非晶合金变压器采用的是绕组轴向承重结构。这样，矩形绕组的轴向和径向所承受短路电动力的考验要比圆形绕组严酷。该产品通过垫块将绕组轴向压紧在上下夹件中，高压绕组为环氧玻璃粘带包封固化的刚体结构，足以承受铁心质量和短路时产生的轴向电动力。低压绕组为铜箔绕制,烘炉固化，机械强度高。应用Ansys结构分析软件对矩形绕组进行分析,得出矩形绕组在承受短路电动力时,长轴方向的径向变形最为严重,因此,设计时应避免低压矩形绕组长轴与短轴差别过大。在装配过程中,在长轴与短轴方向加垫支撑垫块,以增加其强度。
另外，采用不锈钢折弯成“”型油道，增强植物油的流动性。
迟滞噪音明显。采用植物绝缘油代替传统矿物油，植物油粘度大、流动性相对较差，在一定程度上可以降低声波传播速度和频率，达到迟滞噪音的效果。
主要技术经济指标：
①产品的空载损耗比11型产品降低80%以上，负载损耗比11型产品降低15%以上。
②2倍额定负荷持续运行时间6小时，1.5倍额定负荷可长时间持续运行，能够有效解决变压器长时间过负荷运行问题，避免因短时间高过载引起变压器烧毁现象。
③噪音水平国内领先，低于国标8分贝以上。
普通非晶合金变压器与植物油高过载非晶合金变压器数据对比：
主要满足以下要求：
GB1094.1—2013电力变压器第1部分：总则
GB1094.2—2013电力变压器第2部分：温升
GB1094.3—2003电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙
GB/T1094.4—2005电力变压器第4部分：电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则
GB1094.5—2008电力变压器第5部分：承受短路的能力
GB/T1094.10—2003电力变压器第10部分：声级测定
GB/T25446—2010油浸式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求
GB20052-2013三相配电变压器能效限定值及能效等级
Q/GDW11190-2014农网高过载能力配电变压器技术导则
DL/T1360-2014大豆植物油变压器质量标准
菜籽油非晶变更有希望
菜籽油生物降解率高，对环境没有危害，符合新型环保要求；植物菜籽油变压器阻燃性好，适用防火要求高的地区；植物菜籽油纸配合更优，电场分布更均匀；植物菜籽油能吸收老化绝缘纸中含有的湿气，在接触热量时，能防止长纤维分子分裂，这些特性能增加过负载能力并延长变压器绝缘寿命，降低寿命周期成本；植物菜籽油来源广泛，可大规模种植，提高产量，降低变压器的生产成本。随着植物菜籽油技术的进一步发展、标准制定的统一、产量的提升、成本的降低，这种符合环保要求、安全可靠、利用可再生资源的植物绝缘油变压器必将有一个广阔的发展空间。（河南龙翔电气总经理杨红卫对本主题有贡献）
延伸阅读：
原标题：菜籽油非晶变压器究竟香在哪里
