變壓器設(shè)計(jì)-溫升篇

1、1內(nèi)容 Content一一溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 溫升計(jì)算溫升計(jì)算二二3一一溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 1、GB/T17211干式變壓器負(fù)載導(dǎo)則干式變壓器負(fù)載導(dǎo)則對(duì)各絕緣等級(jí)的熱點(diǎn)溫度和對(duì)各絕緣等級(jí)的熱點(diǎn)溫度和平均溫平均溫升限制升限制的規(guī)定。的規(guī)定。4一一溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 32.GB6450 干式電力變壓器干式電力變壓器對(duì)變壓器短路后線圈的平均溫度限值的規(guī)對(duì)變壓器短路后線圈的平均溫度限值的規(guī)定定5一一溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溫升相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 3. GB 4943 信息技術(shù)設(shè)備的安全信息技術(shù)設(shè)備的安全對(duì)最高溫升的規(guī)定對(duì)最高溫升的規(guī)定 3注：注：1） 當(dāng)用熱電偶測(cè)量繞組的溫升時(shí)，除了電動(dòng)機(jī)外，這些溫升值應(yīng)

2、減當(dāng)用熱電偶測(cè)量繞組的溫升時(shí)，除了電動(dòng)機(jī)外，這些溫升值應(yīng)減小小10K,說明：溫升測(cè)試有兩種方法：電阻法和熱電偶法，電阻法測(cè)的是線圈的說明：溫升測(cè)試有兩種方法：電阻法和熱電偶法，電阻法測(cè)的是線圈的平均溫升，熱電偶法測(cè)的是線圈外層的溫升，熱電偶測(cè)線圈外層的溫升平均溫升，熱電偶法測(cè)的是線圈外層的溫升，熱電偶測(cè)線圈外層的溫升結(jié)果加結(jié)果加10k為線圈的溫升。為線圈的溫升。4. GB 1094.2 電力變壓器第二部分溫升電力變壓器第二部分溫升5.4 繞組平均溫度的測(cè)定繞組平均溫度的測(cè)定繞組繞組 溫度是通過繞組電阻確定的三相變壓器中，最好在中柱進(jìn)行測(cè)量。溫度是通過繞組電阻確定的三相變壓器中，最好在中柱進(jìn)行測(cè)

3、量。溫度溫度T2下的電阻下的電阻R2與與T1下的電阻下的電阻R1之間的比值為：之間的比值為： R2/R1=(235+T 2)/(235+T1) （ 對(duì)對(duì) 于于 銅銅 ）; R2/R1=(225+T2)/(225+T1) （ 對(duì)對(duì) 于于 鋁鋁 ）變壓變壓 器器 應(yīng)應(yīng) 在穩(wěn)定的環(huán)境溫度下進(jìn)行繞組電阻在穩(wěn)定的環(huán)境溫度下進(jìn)行繞組電阻(R1，T1)，）的測(cè)量（見，）的測(cè)量（見GB1 094.1 第第10-2.3條）在另一溫度條）在另一溫度T2時(shí)測(cè)出的電阻為時(shí)測(cè)出的電阻為R2，則可，則可得到溫度得到溫度T2值為：值為：T2=R2/R1*(235+T1)-235 （ 對(duì)對(duì) 于于 銅銅 ） T2=R2/R1*

4、(225+T1)-225 （ 對(duì)對(duì) 于鋁）于鋁）令切令切 斷斷 電電 源時(shí)，外部冷卻介質(zhì)的溫度為源時(shí)，外部冷卻介質(zhì)的溫度為T0 ，則繞組溫升為：，則繞組溫升為：T=T2-T0繞組繞組 電電 阻阻 是在切斷電源并去掉短路接線后進(jìn)行測(cè)量。是在切斷電源并去掉短路接線后進(jìn)行測(cè)量。一一二二相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)二二溫升計(jì)算溫升計(jì)算 變壓器的絕緣壽命取決于變壓器整個(gè)絕緣系統(tǒng)的最熱點(diǎn)溫度，干式變壓變壓器的絕緣壽命取決于變壓器整個(gè)絕緣系統(tǒng)的最熱點(diǎn)溫度，干式變壓器在額定負(fù)載下，最熱點(diǎn)溫度不超過絕緣所允許的最高溫度，在此溫度下干式器在額定負(fù)載下，最熱點(diǎn)溫度不超過絕緣所允許的最高溫度，在此溫度下干式變壓器即可連續(xù)運(yùn)行變壓

5、器即可連續(xù)運(yùn)行2025年。年。干式變壓器是采用空氣冷卻，其散熱不僅靠對(duì)流、熱傳導(dǎo)、而且還靠輻射干式變壓器是采用空氣冷卻，其散熱不僅靠對(duì)流、熱傳導(dǎo)、而且還靠輻射實(shí)現(xiàn)，加之空氣散熱相對(duì)能力差，從而對(duì)鐵心溫升和繞組散熱溫升產(chǎn)生明顯的實(shí)現(xiàn)，加之空氣散熱相對(duì)能力差，從而對(duì)鐵心溫升和繞組散熱溫升產(chǎn)生明顯的影響，造成干式變壓器散熱方面的復(fù)雜性。影響，造成干式變壓器散熱方面的復(fù)雜性。它的溫升除了與磁心損耗和繞組損它的溫升除了與磁心損耗和繞組損耗之和有關(guān)外，還和輻射表面的面積有關(guān)。氣流流經(jīng)變壓器，變壓器的溫度會(huì)耗之和有關(guān)外，還和輻射表面的面積有關(guān)。氣流流經(jīng)變壓器，變壓器的溫度會(huì)降低，降低的程度與氣流速度有關(guān)，想

6、要精確、系統(tǒng)地計(jì)算出變壓器的溫升是降低，降低的程度與氣流速度有關(guān)，想要精確、系統(tǒng)地計(jì)算出變壓器的溫升是不容易的不容易的 ，溫升的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值不能出現(xiàn)較大誤差，可通過多次實(shí)測(cè)值統(tǒng)溫升的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值不能出現(xiàn)較大誤差，可通過多次實(shí)測(cè)值統(tǒng)計(jì)修正設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，使二者相近似穩(wěn)和。計(jì)修正設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，使二者相近似穩(wěn)和。te9二二溫升計(jì)算溫升計(jì)算1.外繞組表面積計(jì)算外繞組表面積計(jì)算外繞組外表面積外繞組外表面積(裸露部分面積，裸露部分面積，m )： 外繞組外繞組(非裸露部分面積，非裸露部分面積，m )內(nèi)表面積：內(nèi)表面積：式中式中M 套有繞組的鐵心柱數(shù)，一般三相套有繞組的鐵心柱數(shù)，一般三相m=3，單相，單相m=2；

7、外繞組外半徑，外繞組外半徑，mm； 外繞組電抗高度，外繞組電抗高度，mm; 外繞組非裸露部分外繞組非裸露部分(內(nèi)表面積中間氣道處與空氣接觸表面內(nèi)表面積中間氣道處與空氣接觸表面)的半徑，的半徑，mm;N 沿繞組均勻分布的撐條數(shù)沿繞組均勻分布的撐條數(shù); 撐條寬度，撐條寬度，mm; 如不設(shè)撐條時(shí)，則式中如不設(shè)撐條時(shí)，則式中N =0。 611110*2*XjjwHRmS)*2(*10*1611tjXjnbNrHmS1 jR1XH1jrtb10二二溫升計(jì)算溫升計(jì)算2.內(nèi)繞組表面積計(jì)算內(nèi)繞組表面積計(jì)算內(nèi)繞組各表面均為非裸露部分的表面積，按下式計(jì)算：內(nèi)繞組各表面均為非裸露部分的表面積，按下式計(jì)算：式中：式中

8、：m、N、 同上述說明；同上述說明；內(nèi)繞組電抗高度；內(nèi)繞組電抗高度；內(nèi)繞組各表面內(nèi)繞組各表面(包括內(nèi)、中、外各與空氣接觸表面包括內(nèi)、中、外各與空氣接觸表面)的半徑。的半徑。3.繞組軸向氣道有效散熱系數(shù)繞組軸向氣道有效散熱系數(shù)氣道有效散熱系數(shù)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，可按下式計(jì)算：氣道有效散熱系數(shù)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，可按下式計(jì)算：氣道高度；氣道高度； H線圈高度；線圈高度；)*2(*10*2622tjXjbNrHmS2XH2jr46 . 1*56. 0HK11二二溫升計(jì)算溫升計(jì)算3.繞組單位熱負(fù)荷繞組單位熱負(fù)荷外繞組（外繞組（W/m ）:內(nèi)繞組（內(nèi)繞組（W/m ）:式中：式中：外繞組電阻損耗外繞組

9、電阻損耗(參考溫度時(shí)參考溫度時(shí))，W;內(nèi)繞組電阻損耗內(nèi)繞組電阻損耗(參考溫度時(shí)參考溫度時(shí))，W;由參考溫度換算到溫升試驗(yàn)時(shí)繞組溫度的系數(shù)，由參考溫度換算到溫升試驗(yàn)時(shí)繞組溫度的系數(shù)，H級(jí)取級(jí)取1.086； 外繞組外表面積，外繞組外表面積，m；11111*jnjwrjSKSPKq2222*jrjSKPKq1rP2rPK1jwS12二二溫升計(jì)算溫升計(jì)算1jnS 外繞組內(nèi)表面積，外繞組內(nèi)表面積，m ; 內(nèi)繞組表面積，內(nèi)繞組表面積，m; 、 外繞組及內(nèi)繞組軸向氣道有效散熱系數(shù)外繞組及內(nèi)繞組軸向氣道有效散熱系數(shù).4.繞組溫升計(jì)算繞組溫升計(jì)算外繞組外繞組: 內(nèi)繞組內(nèi)繞組:式中：式中：外繞組溫升，外繞組溫升，

10、K；外繞組溫升計(jì)算系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證取值外繞組溫升計(jì)算系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證取值 0.4；內(nèi)繞組溫升，內(nèi)繞組溫升，K；內(nèi)繞組溫升計(jì)算系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證取值內(nèi)繞組溫升計(jì)算系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證取值 0.44。2jS1K2K8 . 0111*jqK8 . 0222*jqK11K22KC3 電源切斷瞬間時(shí)繞組溫度的外推法電源切斷瞬間時(shí)繞組溫度的外推法測(cè)測(cè) 量?jī)x量?jī)x 器器 可選人工讀數(shù)的或自動(dòng)記錄的，模擬式的或數(shù)字式的在切可選人工讀數(shù)的或自動(dòng)記錄的，模擬式的或數(shù)字式的在切斷電源即時(shí)起大約斷電源即時(shí)起大約20m in內(nèi)應(yīng)取得相當(dāng)數(shù)量的離散值，作為外推電源內(nèi)應(yīng)取得相當(dāng)數(shù)量的離散值，作為外推電源切斷瞬間溫升的數(shù)據(jù)用

11、這些離散值從時(shí)間上外推到電源切斷瞬間，切斷瞬間溫升的數(shù)據(jù)用這些離散值從時(shí)間上外推到電源切斷瞬間，從而得到所需的（電源切斷瞬間）值由測(cè)從而得到所需的（電源切斷瞬間）值由測(cè) 得得 的的 離散值構(gòu)成的曲線離散值構(gòu)成的曲線如圖如圖C2所示，曲線呈現(xiàn)出繞組溫度在開始幾分鐘內(nèi)變化最快，然后所示，曲線呈現(xiàn)出繞組溫度在開始幾分鐘內(nèi)變化最快，然后才逐漸緩慢。對(duì)熱才逐漸緩慢。對(duì)熱 時(shí)時(shí) 間間 常數(shù)大的變壓器（容量較小的油浸自冷式），常數(shù)大的變壓器（容量較小的油浸自冷式），其油溫變化漸近線可認(rèn)為是一條水平線。對(duì)于其油溫變化漸近線可認(rèn)為是一條水平線。對(duì)于 熱熱 時(shí)時(shí) 間常數(shù)較小的變間常數(shù)較小的變壓器（特別是對(duì)強(qiáng)迫冷卻的大型變壓器）試驗(yàn)電源切斷后要求冷卻裝壓器（