多路溫度測試儀的變壓器溫升測試
日期：2025-07-01 18:46
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摘要：
變壓器各個(gè)部門(mén)有不同的允許溫升，不同的運行工況也有不同的允許溫升。決定允許溫升的因素有：變壓器的運行預期壽命、變壓器的**運行、變壓器的檢測技術(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，由電阻法測得，允許溫升與絕緣耐熱等級有關(guān)。油浸式變壓器屬A級絕緣，由于傳統的繞組溫升測量法為電阻法，測得的溫升為平均溫升，A級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級絕緣繞組*熱點(diǎn)溫度為20+65+13=98℃，此時(shí)A級絕緣具有正常壽命。干式變壓器各種絕緣的允許平均溫升：A級為60K，E級為75K，B級為80K，F級為100K，H級為125K，C級為150K。冬季繞組溫升低于平均溫升，繞組可延長(cháng)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，但超品牌容量運行時(shí)，油浸式變壓器A級絕緣繞組*熱點(diǎn)溫度不能超過(guò)140℃，即使犧牲的壽命不多，也不允許超過(guò)140℃，因超過(guò)140℃時(shí)油要分解出氣體而影響絕緣強度。所以油浸式變壓器A級絕緣的*熱點(diǎn)溫度不能超過(guò)140℃是從變壓器**運行出發(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行，使繞組平均溫升不超過(guò)65K。
另外，雙繞組或三繞組變壓器中，二個(gè)或三個(gè)繞組應同時(shí)達相同的溫升，當一個(gè)繞組達65K平均溫升時(shí)另一個(gè)或二個(gè)繞組低于65K，則這樣的設計是不經(jīng)濟的。油浸式變壓器還應使油面頂層與幾個(gè)繞組平均溫升同時(shí)達允許溫升是較為經(jīng)濟的。即油面頂層溫升達55K，繞組平均溫升達65K為經(jīng)濟的方案。在設計階段，就合理選取每一繞組的電流密度，在保持負載損耗不超過(guò)標準值時(shí)使各個(gè)繞組的溫升接近65K，同時(shí)油面頂層也達55K。但是，這對強油循環(huán)的變壓器是難以達到的。因強油風(fēng)冷式變壓器的油頂層溫升一般為40K，強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)到達極限允許值，因此，一般不能根據油面頂層溫升來(lái)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。
當裝有封閉母線(xiàn)時(shí)，低壓套管在封閉母線(xiàn)內的介質(zhì)雖為空氣，但溫度為80℃。所以當低壓套管用于敞開(kāi)式時(shí)與用于封閉母線(xiàn)內時(shí)有不同的允許溫度。一般，用于封閉母線(xiàn)內的套管要降低額定電流，因封閉母線(xiàn)內空氣溫度較高。
由此可知，引線(xiàn)、套管、有載分接開(kāi)關(guān)或無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的允許溫升決定于其周?chē)橘|(zhì)的溫升。變壓器又具有一定的超品牌運行的能力，帶電組件也應具有相同的能力，既有一定的壽命，又不影響**運行。
前面分析的油面頂層溫升與繞組平均溫升是指穩態(tài)下的溫升。有時(shí)，在運行中常有瞬時(shí)負載的變化，如突然接入較大負載，突然甩負載，此時(shí)還應注意溫度變化的時(shí)間常數。
油的時(shí)間常數較大，就是負載變化后，油面溫度在較長(cháng)時(shí)間后才能達穩定溫升值，而繞組的時(shí)間常數較小，繞組平均溫度能較快地隨著(zhù)負載的變化而變化。
當負載增加時(shí)，不能認為油面溫度沒(méi)有變化，而繞組溫度也沒(méi)有變化。油的時(shí)間常數較大，油面溫度上升較慢，繞組時(shí)間常數較小，繞組溫度上升較快。如有繞組溫度指示儀，這個(gè)指示儀也應有較好的響應時(shí)間，時(shí)間常數也要很小。
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，或由套管電流互感器來(lái)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(guò)熱。大電流引線(xiàn)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(guò)熱。引起油分解出氣體的局部過(guò)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磁材料。
變壓器在運行中，不可避免地會(huì )有短路，變壓器短路時(shí)將流過(guò)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行而不考慮散熱。
A級絕緣銅導線(xiàn)繞組在短路時(shí)的允許溫度為250℃。
為保持這一溫度不超過(guò)，要在設計中計算短路電流下許用電流密度，使在允許的持續時(shí)間時(shí)銅導線(xiàn)不超過(guò)250℃。
銅導線(xiàn)的機械應力允許值與溫度有關(guān)，銅導線(xiàn)的工作溫度超過(guò)，允許應力降低。所以在引伸率為0.2%時(shí)允許應力應是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)有載調壓變壓器中有載分接開(kāi)關(guān)內的過(guò)度電阻器，應使有載分接開(kāi)關(guān)在連續操作下，電阻器對油溫升不超過(guò)350K。
(2)做溫升試驗時(shí)，外部的熱不要倒流入變壓器，如短接引線(xiàn)電流密度太大就屬這種情況的例子。
(3)可在繞組內埋設傳感器靠光導纖維引出以測繞組熱點(diǎn)溫度，這樣，更能測出變壓器的超品牌運行能力。
(4)高海拔處運行的變壓器，應注意高海拔處的散熱困難，但同時(shí)高海拔處的周?chē)h(huán)境溫度會(huì )下降，二者有時(shí)可補償。
(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)散熱器內不能有剩氣沒(méi)有放出，散熱器上必須要有放氣塞，在溫升試驗前先放氣。
(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。
(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)溫升試驗用機組要有足夠容量，必要時(shí)可用電容器補償。溫升試驗前后油中含氣色譜分析是檢測有無(wú)過(guò)熱的檢測手段，但溫升試驗時(shí)間要足夠長(cháng)。也可用液相色譜分析檢測糠醛含量來(lái)判斷有無(wú)低溫過(guò)熱。
