多路溫度測(cè)試儀的變壓器溫升測(cè)試
日期：2025-06-06 13:34
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摘要：
變壓器各個(gè)部門有不同的允許溫升，不同的運(yùn)行工況也有不同的允許溫升。決定允許溫升的因素有：變壓器的運(yùn)行預(yù)期壽命、變壓器的**運(yùn)行、變壓器的檢測(cè)技術(shù)。
繞組允許溫升：繞組的允許溫升是指整個(gè)繞組的平均溫升，由電阻法測(cè)得，允許溫升與絕緣耐熱等級(jí)有關(guān)。油浸式變壓器屬A級(jí)絕緣，由于傳統(tǒng)的繞組溫升測(cè)量法為電阻法，測(cè)得的溫升為平均溫升，A級(jí)絕緣允許的平均溫升為65K。平均溫升與繞組*熱點(diǎn)溫升之差假使為13K。在年平均溫度為20℃時(shí)，A級(jí)絕緣繞組*熱點(diǎn)溫度為20+65+13=98℃，此時(shí)A級(jí)絕緣具有正常壽命。干式變壓器各種絕緣的允許平均溫升：A級(jí)為60K，E級(jí)為75K，B級(jí)為80K，F級(jí)為100K，H級(jí)為125K，C級(jí)為150K。冬季繞組溫升低于平均溫升，繞組可延長(zhǎng)壽命，夏季的繞組溫升高于平均溫升，繞組要犧牲壽命。如超品牌容量也要犧牲壽命，但超品牌容量運(yùn)行時(shí)，油浸式變壓器A級(jí)絕緣繞組*熱點(diǎn)溫度不能超過140℃，即使?fàn)奚膲勖欢?，也不允許超過140℃，因超過140℃時(shí)油要分解出氣體而影響絕緣強(qiáng)度。所以油浸式變壓器A級(jí)絕緣的*熱點(diǎn)溫度不能超過140℃是從變壓器**運(yùn)行出發(fā)的。
大容量變壓器有時(shí)有幾種冷卻方式，例如ONAN/ONAF，變壓器額定容量一般是指ONAF下的允許值，當(dāng)風(fēng)扇失去電源后，冷卻效率下降，如仍按ONAF冷卻方式下容量運(yùn)行時(shí)，繞組平均溫升必將升高，故ONAN冷卻方式下必須降低容量運(yùn)行，使繞組平均溫升不超過65K。
另外，雙繞組或三繞組變壓器中，二個(gè)或三個(gè)繞組應(yīng)同時(shí)達(dá)相同的溫升，當(dāng)一個(gè)繞組達(dá)65K平均溫升時(shí)另一個(gè)或二個(gè)繞組低于65K，則這樣的設(shè)計(jì)是不經(jīng)濟(jì)的。油浸式變壓器還應(yīng)使油面頂層與幾個(gè)繞組平均溫升同時(shí)達(dá)允許溫升是較為經(jīng)濟(jì)的。即油面頂層溫升達(dá)55K，繞組平均溫升達(dá)65K為經(jīng)濟(jì)的方案。在設(shè)計(jì)階段，就合理選取每一繞組的電流密度，在保持負(fù)載損耗不超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)使各個(gè)繞組的溫升接近65K，同時(shí)油面頂層也達(dá)55K。但是，這對(duì)強(qiáng)油循環(huán)的變壓器是難以達(dá)到的。因強(qiáng)油風(fēng)冷式變壓器的油頂層溫升一般為40K，強(qiáng)油水冷式變壓器的油頂層溫升一般為35K。
實(shí)際上，油面頂層溫升與繞組平均溫升很難同時(shí)到達(dá)極限允許值，因此，一般不能根據(jù)油面頂層溫升來判斷繞組平均溫升。這也是大容量變壓器既裝油面溫度指示儀與繞組熱點(diǎn)溫度指示儀的原因。如單裝油面溫度指示儀時(shí)，有時(shí)較難判斷繞組平均溫升。尤其強(qiáng)油循環(huán)冷卻變壓器。
在分析變壓器溫升時(shí)還要注意冷卻介質(zhì)的溫度：
一般風(fēng)冷式變壓器的冷卻介質(zhì)為空氣，水冷變壓器冷卻介質(zhì)為水。
當(dāng)裝有封閉母線時(shí)，低壓套管在封閉母線內(nèi)的介質(zhì)雖為空氣，但溫度為80℃。所以當(dāng)?shù)蛪禾坠苡糜诔ㄩ_式時(shí)與用于封閉母線內(nèi)時(shí)有不同的允許溫度。一般，用于封閉母線內(nèi)的套管要降低額定電流，因封閉母線內(nèi)空氣溫度較高。
由此可知，引線、套管、有載分接開關(guān)或無載分接開關(guān)的允許溫升決定于其周圍介質(zhì)的溫升。變壓器又具有一定的超品牌運(yùn)行的能力，帶電組件也應(yīng)具有相同的能力，既有一定的壽命，又不影響**運(yùn)行。
前面分析的油面頂層溫升與繞組平均溫升是指穩(wěn)態(tài)下的溫升。有時(shí)，在運(yùn)行中常有瞬時(shí)負(fù)載的變化，如突然接入較大負(fù)載，突然甩負(fù)載，此時(shí)還應(yīng)注意溫度變化的時(shí)間常數(shù)。
油的時(shí)間常數(shù)較大，就是負(fù)載變化后，油面溫度在較長(zhǎng)時(shí)間后才能達(dá)穩(wěn)定溫升值，而繞組的時(shí)間常數(shù)較小，繞組平均溫度能較快地隨著負(fù)載的變化而變化。
當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，不能認(rèn)為油面溫度沒有變化，而繞組溫度也沒有變化。油的時(shí)間常數(shù)較大，油面溫度上升較慢，繞組時(shí)間常數(shù)較小，繞組溫度上升較快。如有繞組溫度指示儀，這個(gè)指示儀也應(yīng)有較好的響應(yīng)時(shí)間，時(shí)間常數(shù)也要很小。
要控制ONAF風(fēng)扇啟動(dòng)就不能靠油面溫度指示儀，只能由繞組溫度指示儀實(shí)現(xiàn)，或由套管電流互感器來控制。
在變壓器中，有時(shí)漏磁產(chǎn)生的損耗密度太大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部過熱。大電流引線附近的箱壁，大電流套管引出處箱蓋等處，有時(shí)會(huì)有局部過熱。引起油分解出氣體的局部過溫度是不允許的，這會(huì)引起可靠性的下降。這就要采取措施改變漏磁的途徑，采取隔磁措施或在漏磁集中處用不導(dǎo)磁材料。
變壓器在運(yùn)行中，不可避免地會(huì)有短路，變壓器短路時(shí)將流過短路電流，此時(shí)，變壓器迅速發(fā)熱，由于短路電流很大，變壓器等于在絕熱條件下運(yùn)行而不考慮散熱。
A級(jí)絕緣銅導(dǎo)線繞組在短路時(shí)的允許溫度為250℃。
為保持這一溫度不超過，要在設(shè)計(jì)中計(jì)算短路電流下許用電流密度，使在允許的持續(xù)時(shí)間時(shí)銅導(dǎo)線不超過250℃。
銅導(dǎo)線的機(jī)械應(yīng)力允許值與溫度有關(guān)，銅導(dǎo)線的工作溫度超過，允許應(yīng)力降低。所以在引伸率為0.2%時(shí)允許應(yīng)力應(yīng)是250℃下的許用值。
研究變壓器允許溫升時(shí)，還有幾點(diǎn)要引起注意：
(1)有載調(diào)壓變壓器中有載分接開關(guān)內(nèi)的過度電阻器，應(yīng)使有載分接開關(guān)在連續(xù)操作下，電阻器對(duì)油溫升不超過350K。
(2)做溫升試驗(yàn)時(shí)，外部的熱不要倒流入變壓器，如短接引線電流密度太大就屬這種情況的例子。
(3)可在繞組內(nèi)埋設(shè)傳感器靠光導(dǎo)纖維引出以測(cè)繞組熱點(diǎn)溫度，這樣，更能測(cè)出變壓器的超品牌運(yùn)行能力。
(4)高海拔處運(yùn)行的變壓器，應(yīng)注意高海拔處的散熱困難，但同時(shí)高海拔處的周圍環(huán)境溫度會(huì)下降，二者有時(shí)可補(bǔ)償。
(5)干式變壓器的鐵心溫度會(huì)影響靠鐵心柱繞組的溫升。
(6)散熱器內(nèi)不能有剩氣沒有放出，散熱器上必須要有放氣塞，在溫升試驗(yàn)前先放氣。
(7)散熱器的散熱中心比發(fā)熱中心要高為好。
(8)箱蓋下不能有死油區(qū)。
(9)散熱器或冷卻器進(jìn)入油箱中油，要能流入繞組，不能在繞組外空間短路流通。
(10)溫升試驗(yàn)用機(jī)組要有足夠容量，必要時(shí)可用電容器補(bǔ)償。溫升試驗(yàn)前后油中含氣色譜分析是檢測(cè)有無過熱的檢測(cè)手段，但溫升試驗(yàn)時(shí)間要足夠長(zhǎng)。也可用液相色譜分析檢測(cè)糠醛含量來判斷有無低溫過熱。
