干式变压器温升试验新方法——模拟负载法
配电变压器现场温升试验导则说明书
T/GDCKCJH 055—2022ICS 29.180 CCS K 41配电变压器现场温升试验导则Guide for on-site temperature rise test of distribution transformer2022-01-17发布2022-09-01实施广东省测量控制技术与装备应用促进会 发 布全国团体标准信息平台台平息信准标体团国全T/GDCKCJH 055—2022I目 次前言.. ............................................................................ Ⅱ 1 范围 ............................................................................ 1 2 规范性引用文件 .................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................... 1 4 要求 ............................................................................ 3 5 试验方法 ........................................................................ 5 附录A (规范性) 现场温升试验的安全要求 ........................................... 14 附录B (资料性) 温升试验前的空载试验 ............................................. 17 附录C (资料性) 温升试验前的负载试验 (21)全国团体标准信息平台T/GDCKCJH 055—2022II前 言本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
模拟负载法下矿用干式变压器线圈温升的计算过程
• 64•模拟负载法下矿用干式变压器线圈温升的计算过程中煤科工集团重庆研究院有限公司 张少杰引言：依据现场变压器模拟负载法下所得数据，本文对其计算过程进行了详细分析。
0.前言依据JB/T 3955-2006《矿用一般型电力变压器》和GB/T1094.11-2007《电力变压器第11部分：干式变压器》等标准规定。
线圈温升试验可采用模拟负载法：即可先进行绕组短路试验，直到铁心和绕组温度达到稳定为止，然后进行空载试验，直到铁心和绕组温度达到稳定为止[1]。
标准虽然给出了方法，但还是有很多初学者不知道怎么得出具体的结果，在此，本文给出了答案。
1.试验数据根据GB14048.1-2012第8.3.3.3.1条要求，试验中，周围空气温度应在+10℃～+40℃之间，其变化应不超过10K [2]。
经现场负载试验实测得：冷态环境温度：T 1=10.2℃；热态环境温度：T 2=11.9℃；实测冷态线圈电阻值：R 1=1.179Ω。
查表得线圈材质电阻温度系数：另温升稳定后，实测热态电阻数据如表1所示。
表1 负载下热态电阻值序号时间电阻值，Ω11′ 1.60121′30″ 1.59732′ 1.59142′30″ 1.58753′ 1.58363′30″ 1.57974′ 1.57684′30″ 1.57295′ 1.569105′30″ 1.566116′ 1.563126′30″ 1.561137′ 1.559147′30″ 1.557158′ 1.555168′30″ 1.553179′ 1.552189′30″ 1.5501910′1.549其中时间为试验结束后电源切断瞬间开始计时的时刻时间，测量数据为19组，满足一般线圈测量数据大于10组要求。
根据上述数据，利用武汉高压研究所外推法温升计算程序可得出电源切断瞬间零时刻的热态电阻值R 2=1.6138Ω，如图1所示。
图1负载下热态电阻温升曲线同理，经现场空载试验实测可得：冷态环境温度：T 1=10.2℃；热态环境温度：T 2=11.9℃；冷态线圈电阻值：R 1=1.179Ω；另温升稳定后，实测热态电阻数据如表2所示。
干式变压器相互负载法温升试验
干式变压器相互负载法温升试验摘要：变压器的温升试验是变压器型式试验项目之一，温升超限就会影响变压器的运行，变压器的使用寿命就会缩短。
因此变压器温升试验是非常重要的，它不仅可以检测温升是否超过限值，同时也可验证变压器设计合理。
这样在以后变压器设计时可据此试验使温升既不超限也可降低成本，增强变压器的性价比。
本文主要介绍模拟负载法，此方法操作简单，易于实现。
关键词：干式变压器；相互负载法；温升试验；空载升温一、引言在变压器的运行过程中，常常会产生涡流损耗、磁滞损耗、负载损耗等一系列损耗，这些损耗会在绕组内部产生热量，导致变压器内部温度的升高。
由于内外环境温度差，就会发生热量的传递。
主要的传递方式是对流、辐射及传导。
当变压器损耗产生的热量与变压器内部向外散发的热量达到平衡时，那么温度也将会稳定某一定值而不发生波动，于是就达到变压器的热稳定状。
此时进行温升数据的测量，计算出温升值。
温升超过规定限值是不允许的。
实际在变压器设计中对温升的改善主要从材料方面入手，来设计足够的裕量。
如硅钢片、绕组导线等选择材质较好的。
模拟负载法因其操作易于实现，越来越多的变压器厂选择这一方法进行温升试验。
用模拟负载法进行干式变压器的温升试验要分两步进行，一般先进行空载试验再进行负载试验。
进行变压器的空载试验时，由于励磁电流产生空载损耗而使铁心励磁发热，铁心温度上升很快，而绕组不发热，温度上升缓慢。
待到铁心上升温度稳定后再连续进行负载试验，此时绕组因短路产生损耗而发热，绕组温度快速上升直到绕组温度稳定为止。
分别测出空载试验时绕组温升ΔQe和短路试验时绕组温升ΔQc，再根据两部分试验时测得的温升值计算绕组的实际温升。
二、空载温升实验过程通过用双通道直流电阻测试仪测出冷电阻进行空载温升实验，空载温升试验的接线原理图与空载试验接线原理相同。
将热电偶放在所需测量的温度点上，并加以固定，用多路数据记录仪进行数据采集。
检查接线无误后，施加额定电压，使铁心得到空载励磁电流而产生空载损耗，铁心发热。
干式变压器温升试验新方法——模拟负载法
两 步进行 。首先要 进行 变压 器 的空 载试 验 ，使 铁 心 励 磁发 热 ，待 铁 心 温 升 稳 定 后 再 连 续 进 行 短 路 试 验 ，直 到绕组 温升 稳定 为止 。分 别测 出空 载试 验 时 绕 组温升 和 短路 试 验 时绕 组 温 升 ，根 据 两 部 分 试验 时测得 的温 升值计 算 绕组 的实 际温 升 。
８１
在一 段 时 间 内 基 本 不 变 化 的 电 阻值 。所 测 的 电阻
：
『＋ ｒ １ｆ ＼ ，
式 中，
为 变压 器 绕 组 实 际稳 定 温升 ； 为 空 载
［ 收稿 日期］２０ ０ — １ ０８— ４ １
［ 作者简介］ 孟 波 （９ ９ ，男 ，安徽淮北人 ，助理工程师 ， 直从 事电气试验 工作 。 １７ 一） 一
维普资讯
第ｌ ３卷 第 ４期 （ 总第 ８ ３期）
２０ ０ ８年 ８月
煤 矿 开 采
Ｃ ａ ｎｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｌｍｉ ｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
Ｖ １ １ ｏ４ （ｅｉｓ ｏ８ ） ｏ． ３Ｎ ． Ｓｒ ．３ ｅＮ
通过 温升试 验 可验证 变 压器 温升 计算 与结 构设 计是
时 变压 器绕 组 温升 ； 为 短路 时 变压器 绕组 温升 。 由上述 原理 可知 ，用 此方 法 测定 温升 只需具 备
空 载试 验条 件 和负载 试验 条件 即可 。
否合 理 ，验证 各部 位 的温升 能否 满足 温升 限值 的要
设 备限 制而无 法进 行 温升 试验 的单 位带来 了方便 。 １ 模拟 负载 法 的试 验 原理
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Ｇ ６５ －９６ 《 式 电 力 变 压 器 》 标 准 中 提 Ｂ ４０１８ 干
干式变压器温升试验的相互负载法
Mutual Load Method for Temperature Rise Test of Dry Transformer
Su Zhan-wei，Zhang Wei-tao
［Abstract］Temperature rise test is one of the most important test methods to ensure the safe operation of transformer, and the mutual load method of temperature rise test is the same test method as the actual operation condition with rated full power, which can obtain accurate and reliable test data. This paper introduces the factors affecting the temperature rise test results of dry-type transformer, analyses the mutual load method of temperature rise test, and gives an application example.
参考文献 [1] 杨艳茹，高超，刘纯峰，等 . 浅谈输配电及用电工程线路安全运行
的问题及其 技术 [J]. 工程技术 ：全文版，2016（10）：139. [2] 胡军，输配电及用电工程线路安全运行问题及技术分析 [J]. 科技尚
关于配电变压器温升的试验方法分析与比较
1.前言为了有效对变压器的实际运行状态进行检验，都要对变压器进行温升试验。
变压器对温度往往比较敏感，如果变压器的温升过快，就会对绝缘材料造成非常大的影响，一旦超过标准的范围，就会对变压器的安全运行和使用寿命，造成非常大的影响。
2.变压器温升试验概述在变压器的试验过程中，温升试验是所需工作量最大且最为费时的一项试验。
通过该试验的验证，能够有效衡量变压器的设计质量，检查变压器各部分的温升是否可以满足变压器的实际使用要求，为变压器的进一步设计优化，可以打下一个良好的基础。
由于变压器的类型种类较大，需要选用针对性的温升试验方法，这样才能保证试验的效率和结果的准确性。
变压器温升试验主要是为了验证变压器的设计是否合理，以及冷却系统是否正常发挥了作用。
配电变压器温升试验主要是为了检测顶层油温和高低压绕组的温升是否符合相关标准和技术协议书的要求。
其在试验过程中，主要分为两个阶段，施加总耗阶段和额定电流阶段。
在施加总耗损阶段，主要是为了测量油顶层温升[2]。
在第二个阶段，当顶层温升测定完成后，可以施加额定电流一个小时，然后迅速切断电源，并打开短路接线，对高低压的电阻值进行测量。
然后基于上述的测量数据，有效计算出变压器额定频率、额定电压和额定电流、低压绕组的平均温升等。
在本文中，主要介绍干式变压器两种常用的温升试验方法，及模拟负载法和相互负载法。
3.模拟负载法模拟负载法进行干式变压器的温升试验需要分步来进行。
首先进行空载试验，让励磁铁芯发热，等到温度稳定后再进行短路试验，直到其温度稳定为止，分别测出在空载试验下的绕组温升和短路状态下的绕组温升。
最后根据两个阶段的温升，算出总温升。
空载温升试验，采用的是一侧开路，另一侧加额定电压的方法。
将温度计布置造需要测量的点上，然后让铁芯因为空载损耗而发热，直到保持温度的稳定。
由于在空载试验的过程中，绕组并不发热，铁芯和绕组之间的热交换过程并不能有效显示出来，测得的值也只是一个参考值，不能作为实际温升进行考核。
干式变压器温升试验
干式变压器温升试验之“模拟负载法”1.试验方法：模拟负载法。
2.试验原理：通过短路试验和空载试验的组合来确定的。
3.试验目的：是验证变压器冷却能力，能否将由总损耗所产生的热量散发出去，达到热平衡时使变压器绕组（平均）高于冷却介质的温升不超过规定的限值，同时还要通过红热扫描观测电路联结点、铁心及结构件、绕组等是否有局部过热。
4.试验接线图：5.试验过程：在额定电压下连续进行的空载试验应一直持续到绕组和铁心的稳定状态，然后测量各个线圈的温升Δθe；立即进行短路试验，此时一个线圈由开路变成短路，另一个线圈输入额定电流，直到绕组和铁心稳定为止，然后测量各个线圈的温升Δθc。
(试验顺序可以互换) 绕组温升：Δθc（Δθe）=R2/R1(T+θ1)-( T+θ2)各个线圈的总温升：Δθc’=Δθc [1+（Δθe /Δθc）1/k1]k1式中：Δθc’--绕组总温升；Δθc—短路试验下的绕组温升；Δθe—空载试验下的绕组温升；T—温度系数，铜时为：235铝时为：225R1、R2、θ1、θ2—冷态电阻、热态电阻、冷电阻环温、热电阻环温；k1—对于自冷式为0.8；对于风冷式为0.9。
备注：由于某种原因，施加电流没有达到额定电流时折算：I rΔθr＝Δθ×(-)qIt式中：Δθr、Δθt－额定电流下、试验电流下的绕组温升；I r、I t－额定电流、试验电流；（I t ＞0.9I r）q－AN:1.6、AF:1.8。
首先要测冷电阻并准确的记录绕组温度，接线方式分别同空载试验和负载试验。
负载状态下试验的电流应尽可能接近额定持续电流,并不小于此值的90%，电流应持续直到变压器任何部分每小时的温度上升少于2K。
测量高、低压热电阻并准确的记录绕组温度，记录数据并计算结果。
检验绕组的温升是否符合设计要求。
6.温升试验分接位置的选择：a. 对分接范围在±5%以内，且额定容量不超过2500kVA的变压器，如无特殊要求，温升试验选在主分接上进行。
干式变压器温升试验电阻法试验表格
序号
试验项目
测试条件
测量数值（Ω）
1
Байду номын сангаас初次温升试验
额定负荷（%）
线圈温升（℃）
外壳温升（℃）
2
重复温升试验
额定负荷（%）
线圈温升（℃）
外壳温升（℃）
3
转换时间测定
响应时间（ms）
转换时间（ms）
在上述表格中，序号列用于标识不同的试验项目。试验项目包括初次温升试验、重复温升试验和转换时间测定。测试条件列用于记录每个试验项目的测试条件，例如额定负荷、线圈温升和外壳温升等。测量数值列用于记录实际测量得到的数值。
10kV配电变压器抽检技术要求
修改建议的部分：1.规范文件中的试验项目名称。
（1）“局部放电试验”修改为“局部放电测量”（2）“声级测量”修改为“声级测定”（3）“短路承受能力试验”修改为“承受短路的能力试验”2. 正文第一部分“检测项目”：（1）建议将“温升试验”列为必检试验项目。
该试验项目在《CCGF 506.2—2010 电力变压器产品质量监督抽查实施规范》中为必抽项目，且从我中心实施近几年的国抽活动中来看，该项目不合格比例偏高，建议加强质量监控。
（2）建议增加干式变压器的两项特殊试验项目：环境试验和气候试验，可根据省（市）公司抽检需求，以验证该类产品在特殊使用地区使用时的运行安全性。
3. 正文第二部分“技术要求”的第2条目“抽检方法”：（1）第二段“油浸式配电变压器温升试验必需在最大电流分接下施加总损耗进行。
”修改为“油浸式配电变压器温升试验按照GB1094.2 《电力变压器第2部分温升》进行”，原文表述与国标冲突,国标规定对于分接范围不超过±5%，且额定容量不超过2500kVA （单相833kVA）的油浸式配电变压器，温升试验在额定分接进行。
（2）删除第三段“干式配电变压器温升试验需要分别在空载条件和负载条件下测量温升，并取合成值。
”该表述在第四段中也有相应规定，且表述的方法为干式变压器温升试验的模拟负载法，国标中还有其他试验方法，如相互负载法等。
4. 删除文尾的“国家电器产品质量监督检验中心”变压器抽检的第三方实验室应选择具有长期（十年以上）从事变压器检测经历且在业内口碑良好的实验室。
文中“国家变压器质量监督检验中心（沈阳变压器研究院）、电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心（中国电科院北京院区）、电力工业电气设备质量检验测试中心（中国电科院武汉院区）”均长期从事变压器检测，经验丰富，且为国家能源局认定的国家能源变压器评定中心成员单位，可予以推荐。
附件10kV配电变压器抽检技术要求一、检测项目注 *为抽检产品必须检测的试验项目。
干式电力变压器温绕组温升试验不确定度分析
干式电力变压器温绕组温升试验不确定度分析温升试验属于干式电力变压的型式试验，其主要原理是：根据变压器绕组材质（铜或铝），因其电阻随温度的改变会有特定的规律的变化。
试验整个过程分空载温升和负载温升两个阶段，空载温升需对样品施加额定电压，负载温升需对样品施加额定电压。
每个阶段最终目的使样品绕组、环境温度均达到热平衡状态后，测得达到温升热平衡状态并断开电源瞬间时的样品绕组电阻值、环境温度值。
由于无法在断电瞬间测得电阻，所以在断开开关后需要通过短时间间隔多次测的电阻值，采用倒推法拟合曲线或绘图等方式，确定电源断开时热态电阻值。
由于整个试验过程中，测量设备、检验人员的素质、环境条件等因素都可能影响试验结果，所以需对试验结果进行不确定度分析。
根据CNAS-GL007：2018《电器领域不确定度的评估指南》要求，对干式电力变压器绕组温升负载温升阶段进行不确定度分析。
一、测量方法试验开始前，绕组在环境温度中放置一段时间，使绕组温度与环境温度尽量一致，测量并记录此时的冷态电阻值和环境温度。
用温度巡检仪探头分布试品周围的装有绝缘油烧杯中，取平均值。
温升稳定后每隔五分钟记录一次冷却介质温度，带电测量时绕组的温度。
被测试品切断电源后，应尽快测量和记录绕组电阻。
1.1试验样品参数样品型号：SCB10-800/10,额定容量：800kVA，额定电流：46.2/1154.7,频率：50Hz，冷却方式：AN，绝缘耐热等级：F级。
1.2、主要试验仪器变压器综合测试系统,型号：SYBS-21；温度巡检仪,型号：YD510R；直流电阻测试仪，型号：JYR。
1.3试验过程SCB10-800/10干式电力变压器负载温阶段升试验。
测温点：绕组每相1个点，铁芯每相1个环境温度4个。
试验样品低压侧短接，高压侧施加额定电流，施加的额定电流尽量接近额定电流值，不能小于额定电流的90%，每小时间隔对各测温点进行温度测量，直到各测温点的温度变化＜1K后，视负载温升达到稳定平衡状态，再进行ab进行直流电阻测量和计算。
【word】 干式变压器温升计算方法
干式变压器温升计算方法nsformerLIUZai-ben.LUOJin-hai (SanbianScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Sanmen317100,China) Abstract.Themethodtocalculatetemperaturerisesofcoreandwindingindry—-typetransformerisintroduced.Thecalculatingexampleispresented. Keywords:Dry-typeransformer;Temperaturerise;Calculation1引言干式变压器温升计算比油浸式变压器复杂,主要因为空气冷却方式的散热不仅靠对流,而且靠辐射.各部位温升的计算值与实测值之间不能出现较大误差,过高则影响绝缘寿命,过低则造成体积增大和成本增加.温度是空间和时间的函数,,Y,z,t).对于稳定的非时变场,,Y,z).可见温升分布复杂,一般情况下认为铁心,绕组形状为圆柱体.圆筒体.在实际设计计算时通常分别假设一个平均温升,这就是常用的工厂计算方法.该计算方法适用于环氧浇注式,一般温升计算的经验公式为:丁=后q(1)式中绕组或铁心对周围环境的温升k,n——经验系数q——绕组或铁心有效表面热负荷由于干式变压器的结构型式的不同,铁心,绕组的相对位置不同,经验系数的取值也不同.实际进行工程计算时应根据产品结构进行选择计算.2理论基础干式变压器的损耗转换为热量,一部分提高了本身的温升,一部分由表面向周围冷却介质散发出去.在一定时间内本身温度不升高,而进入稳定状态,其最后温升为1-时,则P=-~T(2)或仁,K(3)式中干式变压器的总损耗,WS——冷却面积,m散热系数,即干式变压器的温升为lcI二时,每秒从单位表面积上散出的热量另外,当假设全部热量用来提高变压器的本身温度,该过程为绝热过程,则PT=CG7(4)或仁品(5)式中时间常数D一比热,J/(kg?K)G——质量,kg由式(3)和式(5),可得(6)0’在此时间内,当无散热时,口为常数,当t=O,=丁n,则丁=(1-e)+丁0e(7)式(7)表明,当>丁0时,表示稳定温升大于初始温升,为发热过程;当<丁0时,表示稳定温升小于初始温升,为冷却过程.第5期柳再本,骆金海:干式变压器温升计算方法15 式(7)在工程上常用来计算于式变压器的短时温升.此时可以先按理想条件下的绝热过程计算稳态温升,再计算t时间的干式变压器的短时温升.3温升的工厂计算方法3.1铁心温升计算铁心对空气的温升有一种工程计算方法为:7=-0.36q瞄=0.36(P/S)明(8)式中铁心损耗,W.s——铁心的有效散热面积,m需注意的是,0.36与0.8为经验系数,因铁心的结构,材料不同而变化.其中S=SI+.s2+.s34,Sl为上铁轭顶表面积;.s2为上下铁轭旁表面积;.s,为铁心柱裸露表面积;为铁心柱被遮盖表面积;后:0.56(.6/日)幡为散热系数.本文讨论另一种简便和合理的方法,即0.36x(鲁)(9)Aa.-)0式中一单柱铁心损耗,W,对应于低压绕组导线高度日..由于不同设计方案下磁通密度B不同则不同,所以取参考磁密B=I.5T.s广铁心柱被低压遮盖表面积,m,So=‘rrdo?Hl——散热系数,=0.56(Co.)变压器的分层简图如图l所示.图1变压器的分层简图Fig.1Layerdiagramoftransformer如——铁心柱直径C一铁心柱与低压绕组阃的距离H.——低压绕组导线高度需要说明的是,对于容量小于2500kV A的干式配电变压器,一般铁心较矮,不需精细地计算,但对较大的干式变压器或某些较特殊的干式变压器, 进行铁心的温升计算还是必要的.3_2低压绕组各主层温升计算如图1所示,该干式变压器按气道分隔有5个主层.低压绕组中间有一个气道,高压绕组中间有一个气道,高压与低压绕组之间有一个绝缘筒.假设此变压器为F级的树脂浇注产品,如SCB10—1000/ l0/0.4.干式变压器绕组温升计算方法同铁心一样采用式(1).经验系数k因内外绕组及绕组是否包封而有差异,一般取值为0.3～0.66.经验系数n一般取值为0.75—0.95.在进行工厂计算时,可以通过模拟温升试验绘出温升曲线,推算出系数.设,P2为折算到指定温度的低压绕组损耗,高压绕组损耗.低压绕组主层l,2的负载损耗为Pll,Pl2,温升为1-I,.nTl=kl()明(10)Oln后2()明(11).)2.sI=后ll’rrdIl?HII2’rrd12”HI其中dlI=do+Co,后ll=0.56(Co1)啮dI2=2dI—do—Co,klz=0.56(CI/日1)S2=k2I’rrdzI?Hl+后丌?HI其中d2l=dl2+CI,kzl=0.56(Cl.6/日I)晒d22=2d2一dI2一CI,后22=0.56(/I)25低压平均温升为:一1-l￡Il+1l2卜]一￡￡.为低压主层l,2的导线长.3.3高压绕组各主层温升计算高压主层4,5的损耗为.,,温升为,,nT4=k4()们(12)nTs=k5(孚)(13).)5S4=k4I1Td4I?H2+k42a’rd42?日2,其中J=d笠++G,Ji}4J=O.56(G.6/日2)d42=2d4-d22一C2._C3,后42:0.56(C4.6/日2) S=后5l7rdsl?H2+,rs2?2,其中d5l=d42+C4,后5I=0.56(c42)=2以一如一高压平均温升:一TaG+22￡.,￡筮为高压主层4,5的导线长.3.4绝缘筒主层温升计算当干式变压器温升达到稳定状态后,对流和辐射起主要作用.对于裸露散热面则空气与散热面直接接触,具有对流和辐射作用;对于内散热面只有对流,而无辐射作用.16委珏嚣第44卷对于自然对流,单位面积靠对流形式散出热量,其公式为:qk=ak?△丁,W/m(14)式中△发热体与冷却空气之间的温差一对流系数,与冷却介质的性质,表面的温度,形状和位置等有关,:?a/H,:o.56(Ⅱ6/),其中,Ⅱ为气道宽度,为气道高度对于强迫对流,对流系数为:-厂(,Ⅱ,).如图l,主层3为绝缘筒.主层2,3,4之间,由q23=%(丁2一丁3),q43=0”43(丁4一丁3), 假设q23=q43,则%(丁2一丁3)=‰(丁3), :—ao.3%-—a4y’r4(15)a一●33.5主层温升校正(1)两个主层间的温升修正比如主层l与主层2之间的温升,几何散热面分别为5,,5:,热交换表面积为5设Tl>丁2, 则温差△仁丁广丁2,温差对应单位热负荷Aq(),对应的交换热量AP=-0.5?Aq?S.:,则主层l的温升降低,A,rl=0.36()ns(16)主层2的温升升高量,△o.36()ns(17),丁】=丁厂A’rl,丁2=丁2+△丁2(18)对于主层4与主层5之间的温升校正,并设丁4< ,同理可得到‘r4=丁4+△丁4,丁5=一△丁5(19)(2)热负荷在树脂上的温度下降量高压绕组的主层4与主层5的温升分别为丁4,,表面树脂厚度分别为t,t,.温度下降量为:△x10-3(20)AA05=旦冬xl0(21)A式中口——通过树脂表面的热负荷人——树脂的热导率,取A=0.2然后计算修正后的主层温升,高压主层4,5的内部温升,表面温升,由式(19),(2O),(21)得:{Z4n=z4+Az4+A04(22)l7~=74+A74{一△A(23)【F—TI广△类似的,低压绕组升由式(24),(25)得:f丁l=丁l一△丁l+A0【丁lf=丁广△丁lf7=丁2+△丁2+△02【7=丁2+△丁2A0l=旦xl0～,主层1,2的内部温升,表面温A02=×10(24)(25)4程序计算实例采用上述温升计算方法,可以用BASIC(或FORTURN)科学计算语言编制程序进行计算.输入文件采用对话式输入,输出文件采用文本式输出. 输入变量包括:主层数,铁心截面直径及单柱损耗值,高压绕组高度,低压绕组高度.各主层间的空气距离,各主层的层间绝缘厚度,内外表层绝缘厚, 主层的平均直径及单相负载损耗等.输出变量包括:铁心温升,高低压各主层的内部和外表面温升,中间绝缘筒的温升,高压低压平均温升.需要说明的是,本文讨论树脂浇注型干式变压器温升的绕组为层式.【例】一台SCB10—1000/10,10~2x2.5%/0.4kV, Dyn1l的树脂浇注产品.其铁心直径250mm,内部为箔式低压绕组,铜箔为1.3x670mm,两主层间为10ram宽的气道,使用撑条.高压绕组采用非织布包铜扁线的分段多层圆筒式,中间气道12ram.20oC 时,低压绕组主层l,主层2负载损耗分别为244.7W,423.3W;高压绕组主层4,主层5负载损耗分别为438.6W,814.8W.低压绕组,绝缘筒,高压绕组由内外到的绝缘半径分别为l44.75,166.75, 190.5,215,245.5ram.结构简图如图l所示.主要的输入变量值及输出结果如表l所示.由式(9)算出铁心温升为84K,符合要求.下面简单验算一下绕组主层温升计算结果.因为是F级树脂浇注产品,由2O℃转换到120~C的系数为(234.5+20)/(234.5+120)=0.7179.上述算例,主层2适用公式(11),k:约为0.60,表面温度为:o?6()眦≈87K假设主层l撑条遮盖面积系数为0.65,k.约为0.60,用公式(10)计算,主层l的表面温度为:丁--0.6(丽】9lKk约为O.63,用公式(12)计算,主层4表面温度第5期柳再本,骆金海:干式变压器温升计算方法17表’主要输入的变量值及输出结果5结束语Table1Maininputparametersandoutputresults内部温升外部温升气道平均直径负载损耗冷却面积位热负项目导线层数{/K/KC/mm/mm/W/m情/w?111——主层l929ll529024561.Ol824O主层289871033442391.17336l绝缘简6565l638l主层47977l643043931.5l2290主层58377l249l8l561.727472注:输入的低压绕组长度560ram,高压绕组长度670mm.为:为:删.63(~77Kk约为0.43,用公式(13)计算,主层5表面温度删.43(77K采用不同方法计算的温升值如表2所示.表2温升值Table2Valuesoftemperaturerise温升/K绕组相对误差相对误差试验值计算值老的温升计算值低压绕组868997.53.5%l2%高压绕组798l92.52.5%14.6%注:①计算值相对试验值误差;②老计算值相对试验值误差. 由表2可知,本文计算值比较接近试验值,并有一定裕度.而用老的温升计算方法所得温升值明显高于试验值,误差较大,该方法过于保守,不利于节材设计.本文讨论了干式变压器铁心,绕组各主层温升计算方法及温升校正方法.首先,干变的损耗产生的热量是通过热传导,对流和辐射等散发于周围介质中.由于绕组,铁心结构型式不同,温升计算方法也不尽相同,计算时式(1)的k值是变化的.本文提供了树脂浇注干变的一种程序计算结果,并经适当改动可以推广到SGB系列空气干式绕组的温升计算.该方法较方便解决了铁心的温升计算问题.一般规定铁心温升不超过80～100K.实际经验表明,铁心的最热点一般在铁心柱高度80%左右处,所以用单柱铁心损耗的方法计算铁心温升是可行的.再次,本文对低压绕组,高压绕组各主层及绝缘筒进行了表面温升,内部温升计算,计算值稍大于试验实测值.而老的温升计算只计算低压绕组平均温升,高压绕组平均温升,并且结果明显过高于试验值,所以本文的温升计算更为合理可行.由于干式变压器运行时内部温升呈抛物线分布,最热点温升约为平均温升的1.1～1.6倍,所以本文计算的温升值保留一定的正偏差是合理的.参考文献:【1】路长柏,郭振岩,刘文里,等.干式电力变压器理论与计算【M】.沈阳:辽宁科学技术出版社,2003.收稿日期:2006—07—17作者简介:柳再本(1969～),男,浙江三门人,三变科技股份有限公司工程师,从事变压器设计与开发工作;骆金海(1974一),男,湖北蕲春人,三变科技股份有限公司工程师,从事变压器设计与开发工作.?—-卜一+一—-卜一—-卜一+一—-卜一—-卜”+一—-卜一+一—-卜—-卜一+一—-卜—-卜一+一+一—-卜一+—-卜一++一—-卜--4--+一+”+一++一+一+一+一+一+”+一+一+一+一+一++一+-+一+一+一+?天威保变特大型变压器进入加拿大市场继美国西北能源公司350MV A/230kV移相变压器的订单之后,近日,保定天威保变电气股份有限公司北美市场再传捷报,经过几个月的不懈努力,天威保变成功获得加拿大BC省水电公司的一笔价值约6000万人民币的重要订单.该项目系北美地区2003年电网大瘫痪以来,加拿大政府电网改造的一个重点工程,计划于2008年完成对位于加拿大BC 省邓肯市以北约4公里处温哥华岛电站(VIT电站)的改建. 而天威保变此次中标的650MV A/230kV的移相变压器正是为该工程配套的重点设备.同时参与此项目竞标的是ABB和西门子等知名的跨国集团公司,天威保变再次凭借其移相变压器产品领先的技术优势和北美市场丰富的供货经验,一举击败所有竞争对手,最终赢得了这笔订单.结构复杂,技术难度高是行业内对大型移相变压器产品的共识.目前,全世界只有少数发达国家能够生产,而在国内,保变是唯一拥有移相变设计技术和供货经验的变压器制造厂家.此次天威保变凭借移相变成功叩开加拿大市场的大门,为公司在国际市场上赢得了更高的声誉,为进一步的开拓国际市场奠定了坚实的基础.该变压器将于2008年中旬交货。
变压器温升试验
变压器温升试验
变压器温升试验是指在稳定的运行条件下，通过给变压器加负荷，在规定时间内记录各部分温升的变化，以评估变压器的热性能和耐热能力。
具体步骤如下：
1.确定检测温升的部位和测量方法，通常测量变压器油温、线
圈温度和冷却器温度；
2.根据变压器的额定容量、电压等参数制定试验负载条件；
3.给变压器加负荷，记录变压器各部分温度随时间的变化，观
察温升是否达到规定要求；
4.停止加负荷，观察温度变化趋势，在规定时间内或温度回落
到安全范围内后停止试验；
5.根据试验结果评估变压器的热稳定性和耐热性，并根据需要
进行修复或更换。
变压器温升试验是变压器出厂检测和运行中的重要测试项目，能够确保变压器的安全可靠运行，降低故障率，延长使用寿命。
干式变压器散热设计中温度场仿真分析的应用李尚谦
干式变压器散热设计中温度场仿真分析的应用李尚谦发布时间：2021-08-30T04:42:06.335Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：李尚谦[导读] 由于干式变压器的温度，是预先埋藏于绕组线圈中的铂电阻，通过传感器直接传给温控器的控制系统的。
当绕组温度超过绝缘耐受温度时，会造成变压器的绝缘破坏，这是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，所以温控器能否安全运行和它使用寿命的长短，在很大程度上决定着变压器绕组绝缘是否安全可靠。
（顺特电气设备有限公司广东顺德 528300）摘要：由于干式变压器自身体积小重量轻，低耗能，以及具有阻燃性能、安全性能良好，易维护等诸多优于传统油变的特点，在电力系统中的应用越来越广泛。
而干式变压器在长时间运行过程中会散发大量的热，机柜内部温度会升高，如果不能及时散热，很容易影响电子元件的正常运行，严重还可能导致电子元件的损坏。
通过温度场仿真的方法对干式电力变压器温度场进行模拟计算，得到变压器室内流体温度场分布和相关试验数据，对干式变压器出风口位置进行模拟优化改进，在干式变压器散热设计及产品温升控制有着良好的应用效果，本文将对干式变压器散热设计中温度场仿真分析的相关话题进行详细分析和探讨。
关键词：干式变压器；散热设计；有限元；流体温度场一、干式变压器的工作原理以及温升原因由于干式变压器的温度，是预先埋藏于绕组线圈中的铂电阻，通过传感器直接传给温控器的控制系统的。
当绕组温度超过绝缘耐受温度时，会造成变压器的绝缘破坏，这是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，所以温控器能否安全运行和它使用寿命的长短，在很大程度上决定着变压器绕组绝缘是否安全可靠。
干式变压器的散热有自然空气冷却和强迫空气冷却两种方式。
由于变压器过负荷时，其负载损耗和阻抗电压增加较大，变压器的温升增高。
当采取自然空气冷却方式时，变压器可以长期连续地在额定容量下工作。
当采用强迫空气冷却方式时，是通过装在干式变压器底部的横流式冷却风扇实现的，此时变压器的输出容量，可以提高50%，这种冷却方式适用于断续过负荷工作，或者适用于应急事故过负荷工作。
浅谈干式变压器温升试验的两种方法
式中：Δθe一空载试验下的绕组温升；R1一绕组的冷电阻值；R2一绕组的热电阻值；θ1一冷态电阻的绕组温度；θ2一试验最后1h内空气的平均温度；T一对于铜导线为235；对于铝导线为225。
3、短路温升试验
当空载温升测试完以后，接着要进行短路温升测定。短路温升试验接线原理与负载试验接线方法相同，通常是低压侧短路，高压侧供电。检查接线无误后，在高压侧施加额定电流，使变压器绕组因短路损耗而发热，待绕组温升稳定后断电，测试高、低压绕组的热电阻值。最后计算出高，低压绕组的短路温升，测试方法和计算方法与空载温升试验的测试法相同。根据空载时和短路时所测得的高、低压绕组的温升，利用计算公式算出绕组的实际温升。
图1中：T—试品；T1—调压器；T4—辅助变压器；T4’—调压器；TA—电流互感器；TV—电压互感器；A—电流表；V—电压表；
2、一般要求和计算方法
用相互负载法做温升试验，对负载辅助变压器和电流互感器的要求较高。一般情况，负载辅助变压器供给被试变压器高压侧的额定电流，要求负载辅助变压器二次绕组高于试品绕组的电压级次，电流互感器也要具有或高于试品绕组的电压级次。在被试变压器高、低压不是Y，y联结的情况下，用相互负载法试验时，被试和辅助变压器的联结相序必须要对应。试品容量较大时，被试和辅助变压器低压侧之间的联结铜排截面大，长度要一致，拆卸要方便，这在实际接线中难以做到。由于被试、辅助和负载辅助变压器之间联结线电压高，在设备摆敞与线的联结方面也不方便。相互负载法温升试验测量方法与模拟负载法相同。温升计算方法如下：
浅谈干式变压器温升试验的两种方法
摘要：介绍了干式变压器温升试验的两种方法：模拟负载法与相互负载法，分析两种方法在需要试验设备、试验方法及试验所需时间的差别。便于根据不同的试验条件选择适合的温升试验方法。
干式变压器试验原理及方式相关知识讲解
• ——水滴； • ——盐雾； • ——过量的和有腐蚀性的灰尘； • ——负载电流中有较高的谐波含量； • ——电源电压波形畸变； • ——瞬变过电压峰值超过了规定的限值； • ——修正相关功率因数和限制涌流的电容器投入方式： • ——叠加的直流电流； • ——要求在设计中进行特殊考虑的地震条件； • ——巨大的机械冲击和振动；
一、标准
• GB1094.1 总则
• GB1094.2 温升
• GB1094.3
绝缘水平和绝缘试验
• GB1094.4
电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作试
验导则
• GB1094.5
承受短路的能力
• GB1094.10 声级测定
• GB1094.11 干式变压器
• IEC60076.11干式变压器
• IEEE.C57.12.01 干式配电和电力变压器通用要求，包
四、电压比测量及联结组别标号检定
• 1、电压比测量目的 • （1）、保证绕组各个分接的电压比在标准或合同技术要
求的电压比允许范围之内。
• （2）、确定并联线圈或线段（例如分接线段）的匝数相
同。（短路、断路）
• （3）、判定绕组各分接的引线和分接开关的连接是否正
确
• 2、联结组别 • 如用户无其他规定，变压器的联结组建议用钟时序数为5
其标志的原则见GB 1094.3）；
• q) 防护等级； • r) 环境等级； • s) 气候等级； • t) 燃烧性能等级
三、试验项目
1、例行试验：（每台变压器都要承受的试验） ⑴电压比测量和联结组别标号检定 ⑵绕组直流电阻测量 ⑶空载试验 ⑷负载试验 ⑸绝缘电阻 ⑹工频耐压试验 ⑺感应耐压试验 ⑻局部放电试验
• 2、分类
变压器试验基本计算公式
变压器试验基本计算公式一、电阻温度换算：不同温度下的电阻可按下式进行换算：R=Rt（T+θ）/（T+t）θ：要换算到的温度；t：测量时的温度；R t：t温度时测量的电阻值； T ：系数，铜绕组时为234.5，铝绕组为224.5。
二、电阻率计算：ρ=RtS/L R=（T+θ）/（T+t）电阻参考温度20℃三、感应耐压时间计算：试验通常施加两倍的额定电压，为减少励磁容量，试验电压的频率应大于100Hz，最好频率为150-400Hz，持续时间按下式计算：t=120×fn/f，公式中：t为试验时间，s；fn为额定频率，Hz；f为试验频率， Hz。
如果试验频率超过400 Hz，持续时间应不低于15 s。
四、负载试验计算公式：通常用下面的公式计算：Pk =（Pkt+∑In2R×（Kt2-1））/Kt式中：Pk为参考温度下的负载损耗；Pkt为绕组试验温度下的负载损耗；Kt为温度系数；∑In2R为被测一对绕组的电阻损耗。
三相变压器的一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：“Y”或“Yn ”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=3 In2Rxg；“D”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=In2Rxg。
式中：Pr为电阻损耗；In为绕组的额定电流；Rxn为线电阻；Rxg为相电阻。
五、阻抗计算公式：阻抗电压是绕组通过额定电流时的电压降，标准规定以该压降占额定电压的百分数表示。
阻抗电压测量时应以三相电流的算术平均值为准，如果试验电流无法达到额定电流时，阻抗电压应按下列公式折算并校准到表四所列的参考温度。
ekt=（Ukt ×In）/（Un×Ik）×100%， ek=1)-(K)/10S(Pe22Nkt2kt %式中：ekt为绕组温度为t℃时的阻抗电压，%；U kt 为绕组温度为t℃时流过试验电流Ik的电压降，V；Un为施加电压侧的额定电压，V；In为施加电压侧的额定电流，A；ek为参考温度时的阻抗电压，%；P kt 为t℃的负载损耗，W；Sn为额定容量，kVA；Kt为温度系数。
浅谈相互负载法在干式变压器温升试验中的应用 周广富
浅谈相互负载法在干式变压器温升试验中的应用周广富摘要：温升试验是干式变压器型式试验项目之一，其目的是检验试品温升状况，确定试品能否在满负载下长时间运行，同时该试验对设计有验证及指导意义。
相互负载法可准确测量出试品温升，在干式变压器试验中有着非常重要的实践意义。
关键词：干式变压器；温升试验；电气设备；系统安全随着配电网的快速发展，干式配电变压器由于其特有的诸多优点已经成为了热门的配电网领域的重要组成部分，本文提出了一种基于相互负载法的干式变压器的负载试验方案，有效地解决了干式变压器的温升、负载、空载等试验问题，为干式变压器的出厂试验与型式试验提供了参考。
1.相互负载法应用设备介绍1.1发电机发电机输出频率为50Hz，使用直流电动机带动同步发电机发电，当直流发电机达到额定转速时，可改变同步发电机励磁电流，达到调节输出电压的目的，以提供给试品高压侧额定电流并提供给三相调压器高压电压。
发电机输出电压0V～480V，额定电流866A，额定功率630kVA。
1.2三相调压器使用调压器提供给两台试品空载励磁电流，输出电压能达到试品低压侧额定电压，并能提供两台试品空载电流，额定容量100kVA，额定频率为50Hz，输入电压为0V～480V，输出电压0V～1200V。
1.3温度采样系统为了保证试验温度测量精确，试验中采用四线制PT100热电耦进行温度测量，同时使用数据采集器对整个试验过程温度进行全自动采集。
通过该系统，设备采样间隔为30min，即每30min系统自动测量一次绕组PT温度、铁心温度及环境温度。
1.4电压互感器及电流互感器高压侧：电压互感器40000V/100V；电流互感器50A/5A。
低压侧：电压互感器1000V/100V；电流互感器3000A/5A。
1.5中间试验变压器发电机输入到中间变压器低压侧，通过选择中间变压器恰当的挡位，以提供被试品及辅助变压器阻抗电压。
中间变压器联结组别为Yy0，额定容量为2100kVA，额定电压为6157V/498V。
干式变压器热时间常数的计算和试验方法
干式变压器热时间常数的计算和试验方法０概述变压器短时过负荷（以下简称过载）运行是一种发热的过渡过程。
过载某一时刻的绕组温升可按下式计算：θ＝θ■＋（θ■－θ■）（１－ｅ■）（1）式中t——过载时间，min；θ——过载时间为t所对应的绕组平均温升，K；θ■——t=0时绕组平均温升，即正常运行时绕组初始温升，K；θ■——过载稳定后绕组的平均温升，K，与变压器过载倍数有关；τ——在过载状态下的热时间常数，min。
干式变压器和油浸变压器不同的是没有油，因此在讨论干式变压器短时过负荷能力时仅需考虑干式变压器高、低压绕组的短时过负荷能力。
由（1）可知，绕组短时过负荷能力的大小取决于绕组的热时间常数，而热时间常数和绕组的热容量、损耗水平以及额定温升等因素密切相关。
１热时间常数的计算干式变压器的热时间常数（理想值）是指干式变压器在恒定负债条件下，温升达到变化值的63.2%所需经历的时间，也等于变压器从稳定温升状态下断开负载，在自然冷却状况下，温升下降63.2%所需的时间，对于干式变压器，其高低压相互独立，故计算时需分别处理。
根据IEEE C57.96-1999（R2005）IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer中A.8.3提供的公式：τ■＝■（2）式中：τ■——额定负载下的热时间常数，min；C——比热容，W·min/K；Δθ■——额定负载下的稳定温升，K；θ■——铁心引起的温升对线圈的影响，对于内线圈，取20K，外线圈，取0K;Ｐ■——线圈的负载损耗，W。
对于比热容C的计算，通常采用以下公式：Ｃ＝Ｃ■*m■+C■*m■（3）式中：Ｃ■——导体的比热值，Cu取6.42（W·min）/（kg·K），Al取14.65（W·min）/（kg·K）；m■——导体质量，单位kg；C■——绝缘材料的比热，对于树脂取24.5（W·min）/（kg·K）；m■——绝缘材料质量，单位kg。
干式变压器试验指导.
[键入公司名称]变压器实验指导丛书[键入文档副标题]目录1、编制说明------------------------------------------32、变压器试验项目的性质和程序------------------------3 2.1、变压器测量和联结组别标号检定--------------------4 2.2、绕组电阻测定规程--------------------------------4 2.3、绝缘例行试验------------------------------------6 2.4、外施耐压试验------------------------------------7 2.5、短路阻抗和负载损耗测量规程----------------------8 2.6、空载试验和空载损耗测量规程----------------------10 2.7、感应耐压试验------------------------------------12 2.8、局部放电测量规程--------------------------------13 2.9、声级测量规程------------------------------------13 2.10、变压器零序阻抗测定规程-------------------------14 2.11、雷电冲击试验-----------------------------------162.12、温升试验---------------------------------------193、附录----------------------------------------------201、编制说明《试验工作指导书》是根据GB1094.11-2007、GB1094.1,2—1996、GB1094.3，5-2003、GB/T10228-1996、JB/T501-2006等标准的要求,按照公司现有的试验设备的具体情况及试验经验编制的，是我公司干式变压器试验操作方法的依据。