随着经济的快速发展,城市规模不断扩大,市区呈现出人口密集、负荷密度高、对电力需求不断增加的特点。为减少变电站占地面积和噪音污染,越来越多的市区变电站建造为地下变电站。通常情况下,地下变电站的变压器本体放置在地面以下,散热器放置在地表,以保证其散热效率。但如果通过油泵增加变压器内的油压,将变压器油提升到地面以上的散热器中进行散热,则会导致油箱内油压较高,容易出现油箱漏油事故。因此,随着地下变压器容量的不断提高,如何合理地将变压器本体的热量传输到散热器中已成为制约地下变压器安全运行的重要因素。为了适应城市地下变压器严苛的运行要求,需要采用更加可靠的冷却技术将大型地下变压器本体热量输送到散热器,再由散热器将热量散发到空气中,从而达到变压器的冷却要求。本文根据地下变压器的冷却要求,通过分析当前地下变压器各类冷却方式特点,结合上海地区人民广场220千伏变电站、静安500千伏变电站、宛平220千伏变电站和自忠110千伏变电站等地下变压器冷却系统的实际运行工作,提出一种全新的地下变压器冷却方式,即地下变压器油/油分步式冷却方式。从主要技术参数设定、设备要求、检测与控制和结构布置等几个方面进行地下变压器油/油分步式冷却系统试验装置设计。该试验装置根据变压器的换热、温升和油流量的要求,采用了日本多田TUFX-277板式热交换器,分别于2009年10月和2010年3月安装在位于上海市区的济南220k V变电站和提篮桥220kV变电站的地下变压器上,并通过变压器短路法进行顶层油温升和绕组平均温升的现场温升试验,实验及实际运行结果表明,地下变压器油/油分步式冷却系统能够达到地下变压器的冷却要求。