油变温升计算单
变压器设计-温升篇
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电 阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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THANKS!
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q j2
式中：
K * P r2 K 2 * S j 2
Pr1 ——外绕组电阻损耗(参考温度时)，W;
Pr 2 ——内绕组电阻损耗(参考温度时)，W; K ——由参考温度换算到温升试验时绕组温度的系数，H级取1.086；
S jw1 ——外绕组外表面积，m² ；
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二 温升计算
S jn1 ——外绕组内表面积，m²; S j 2 ——内绕组表面积，m² ;
二 温升计算
2. 内绕组表面积计算 内绕组各表面均为非裸露部分的表面积，按下式计算：
S j 2 m *H X 2*106 * (2 * * rj 2 N * bt )
式中：m、N、 同上述说明；
H X 2 ——内绕组电抗高度；
r j 2 ——内绕组各表面(包括内、中、外各与空气接触表面)的半径。
K 2 ——外绕组及内绕组轴向气道有效散热系数. K1 、
4. 绕组温升计算 ℃ ℃
外绕组:
1 K1 * q j10.8
内绕组:
2 K 2 * q j 2 0.8
式中：
1 ——外绕组温升，K；
2
K1
——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4； ——内绕组温升，K；
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变压器设计-温升
1
内容 Content
一 温升相关标准 二 温升计算
一
液压系统温升及散热器选型计算
液压系统温升及散热器选型计算The manuscript was revised on the evening of 2021液压系统温升及散热器选型计算液压系统油液温升计算及冷却器选型摘要: 介绍了液压系统的系统损耗功率及油液温升的计算。
通过对两种冷却器的比较, 提出了正确的选型方法。
关键词: 液压系统; 油液温升; 冷却器; 损耗功率1 前言液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能量损失, 这些能量损失都将转化为热量, 使系统油温升高。
油温的变化将直接影响液压元件的寿命; 油温升高将使油液氧化, 加速油液的变质; 油温过高还严重影响液压油的稳定性, 进而影响液压系统的寿命和传动效率。
为此, 必须对系统进行发热与温升计算, 以便对系统温升加以控制。
下面对液压系统的发热量及温升计算和冷却器的选择予以介绍。
2 系统损耗功率和温升计算损耗功率计算液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器的功率损失以及溢流阀的溢流损失造成的。
其系统的损耗功率即发热功率为:H=P( 1- η)式中:P—系统泵组的总驱动功率;η—系统效率。
η=ηPηCηA其中:ηP—液压泵的效率, 可从产品样本中查到;ηA—液压执行器总效率, 液压缸一般取～;ηC—液压回路的效率。
ηC=Σp1 q1Σp P q P式中:Σp1 q1 —各执行器负载压力和负载流量即输入流量乘积的总和;Σp p q p —各液压泵供油压力和输出流量乘积的总和。
系统的损耗功率即发热功率H 也可按下式估算, 由于热能的损耗总量约占泵组驱动功率的15% ～30%, 因此:H=( 15%～30%) P油液温升计算液压系统中产生的热量H, 由系统中各个散热面散发至空气中, 其中油箱是主要散热面。
因为管道散热面积相对较小, 且与其身的压力损失产生的热量基本平衡, 故一般略去不计。
当只考虑油箱散热时, 其散热量H O 可按下式计算:H O=KAΔt式中:K—散热系数[ W(/ m2·℃) ] , 计算时可选用推荐值: 当通风很差( 空气不循环) 时, K=8[ W/ ( m2·℃) ] ; 通风良好( 空气流速为1m/s 左右) 时, K=14～20[ W(/ m2·℃) ] ; 风扇冷却时,K=20～25[ W(/ m2·℃) ] ; 用循环水冷却时,K=110～175[ W(/ m2·℃) ] 。
油浸电力变压器温升计算设计手册
设计手册油浸电力变压器温升计算目 录1概述第 1 页热的传导过程 第 1 页温升限值第 2 页 1.2.1 连续额定容量下的正常温升限值 第 2 页 1.2.2在特殊使用条件下对温升修正的要求第 2 页 1.2.2.1 正常使用条件第 2 页 1.2.2.2 安装场所的特殊环境温度下对温升的修正 第 2 页 1.2.2.3 安装场所为高海拔时对温升的修正 第 3 页2层式绕组的温差计算第 3 页层式绕组的散热面（S q c ）计算 第 3 页层式绕组的热负载（q q c ）计算 第 3 页层式绕组的温差（τq c ）计算 第 4 页 层式绕组的温升（θqc ）计算第 4 页3饼式绕组的温升计算第 4 页饼式绕组的散热面（S q b ）计算第 4 页 3.1.1饼式绕组的轴向散热面（S q bz ）计算第 4 页 3.1.2 饼式绕组的横向散热面（S q b h ）计算第 5 页 饼式绕组的热负载（q q b ）计算 第 5 页饼式绕组的温差（τq b ）计算第 5 页 3.3.1 高功能饼式绕组的温差（τq g ）计算 第 5 页 3.3.2普通饼式绕组的温差（τq b ）计算第 6 页饼式绕组的温升（θq b ）计算第 7 页4油温升计算第 8 页箱壁几何面积（S b ）计算 第 8 页箱盖几何面积（S g ）计算第 9 页版次 日期签 字旧底图总号底图总号日期 签字 油 浸 电 力 变 压 器温 升 计 算共 页第 页02 01油箱有效散热面（S yx ）计算第 9 页 4.3.1 平滑油箱有效散热面（S yx ）计算 第 9 页 4.3.2管式油箱有效散热面（S yx ）计算第10 页 4.3.3 管式散热器油箱有效散热面（S yx ）计算 第12 页 4.3.4 片式散热器油箱有效散热面（S yx ）计算 第14 页目 录油平均温升计算第19 页 4.4.1 油箱的热负载（q yx ）计算 第19 页 4.4.2油平均温升（θy ）计算第19 页顶层油温升计算第19 页5强油冷却饼式绕组的温升计算第21 页强油导向冷却方式的特点第21 页 5.1.1 线饼温度分布 第21 页 5.1.2 横向油道高度的影响 第21 页 5.1.3 纵向油道宽度的影响 第21 页 5.1.4 线饼数的影响 第21 页 5.1.5 挡油隔板漏油的影响 第21 页 5.1.6流量的影响第21 页 强油冷却饼式绕组的热负载（q q p ）计算 第22 页强油冷却饼式绕组的温差（τq p ）计算 第23 页 强油冷却饼式绕组的温升（θq p ）计算 第23 页 强油风冷变压器本体的油阻力（ΔH T ）计算第23 页 5.5.1油管路的油阻力（ΔH g ）计算第23 页 5.5.1.1 油管路的摩擦油阻力（ΔH M ）计算 第23 页 5.5.1.2 油管路特殊部位的形状油阻力（ΔH X ）计算 第24 页 5.5.1.3 油管路的油阻力（ΔH g ）计算 第25 页 5.5.2线圈内部的油阻力（ΔH q ）确定第26 页 5.5.2.1 线圈内部的摩擦油阻力（ΔH q m ）计算 第26 页 5.5.2.2 线圈内部特殊部位的形状油阻力（ΔH qT ）计算第27 页油 浸 电 力 变 压 器温 升 计 算共 页第 页02 025.5.2.3 线圈内部的油阻力（ΔH q ）计算第27 页 5.5.3 额定油流量（Q r ）下的变压器本体的油阻力（ΔH T r ）计算 第27 页 强油风冷的实际油流量（Q ）计算第28 页 5.6.1 冷却回路的总油阻力（ΔH Z ）计算 第28 页 5.6.2 强油风冷的实际油流量（Q ）计算第28 页 强油风冷冷却器的冷却容量（P FP ）计算第29 页 5.7.1 强油风冷油平均温升（θ’yp ）的初步确定 第29 页 5.7.2 单台冷却器的冷却容量（P ’FP ）的初步确定 第29 页 5.7.3 风冷却器工作的数量（N FP ）确定第29 页 5.7.4 强油风冷却器单台实际冷却容量（P FP ）计算第30 页 强油风冷油平均温升（θyP ）计算 第30 页 强油风冷冷却器的技术数据第31 页强油水冷冷却器工作的数量（N SP ）确定第38 页1 概述 热的传导过程变压器运行时，绕组、铁心、钢铁结构件中均要产生损耗，这些损耗将转变为热量发 散到周围介质中，从而引起变压器发热和温度升高。
S13-M-200-10-0.4计算单
二次电压（V）: 负载损耗（kW）:
400 2.73 阻抗电压（%）： 4
温升（K）：
油面 绕组
≤ 55 K ≤ 65 K
空载损耗（kW）: 0.24 空载电流（%）： 0.9
冷却方式： ONAN
海拔高度（m）:
1000 直径参考系数： 55
绝缘水平： LI
AC
/ AC
铁芯初选： 160
匝电压初选：
总面积
= 6.029
q
=
1
×( 1.032 × 1 ^ 2 × 2664.58 + 6.029
255
) = 498.4 W/m²
油平均温升 = 0.262 × 498.432 ^ 0.8
= 37.7 K 低压绕组温升：59.5 K
油顶层温升 = 1.2 × 37.7039 + 6
= 51.2 K
高压绕组温升：57.0 K
× 0.598
= 5.70 K
t3 = 0.002 × 795 ×（ 12 - 3 ）×（
0.48 + 0.118 - 0.598 ）
= 0K
θ = 13.59 + 5.70 + 0 = 19.3 K
XXXXX
S 13 - M - 200 / 10 - 0.4
图号： xxxxx
铁芯直径 R=
D
D 油道 纸板 纸板
1819
44 0.01906
2
10250
11.3
1775
43 -0.0198
3
200
10000
11.5
1732
-0.0029
400
288.7
40
变压器允许温升
变压器允许温升变压器各个部门有不同的允许温升，不同的运行工况也有不同的允许温升。
决定允许温升的因素有：变压器的运行预期寿命、变压器的安全运行、变压器的检测技术。
绕组允许温升：绕组的允许温升是指整个绕组的平均温升，由电阻法测得，允许温升与绝缘耐热等级有关。
油浸式变压器属A级绝缘，由于传统的绕组温升测量法为电阻法，测得的温升为平均温升，A级绝缘允许的平均温升为65K。
平均温升与绕组最热点温升之差假使为13K。
在年平均温度为20 C时，A级绝缘绕组最热点温度为20+65+13=98 C，此时A级绝缘具有正常寿命。
干式变压器各种绝缘的允许平均温升：A 级为60K，E级为75K，B级为80K，F级为100K，H级为125K，C级为150K。
冬季绕组温升低于平均温升，绕组可延长寿命，夏季的绕组温升高于平均温升，绕组要牺牲寿命。
如超名牌容量也要牺牲寿命，但超名牌容量运行时，油浸式变压器A级绝缘绕组最热点温度不能超过140 C，即使牺牲的寿命不多，也不允许超过140 C,因超过140 C时油要分解出气体而影响绝缘强度。
所以油浸式变压器A级绝缘的最热点温度不能超过140 C是从变压器安全运行出发的。
大容量变压器有时有几种冷却方式，例如ONAN/ONAF变压器额定容量一般是指ONAF 下的允许值，当风扇失去电源后，冷却效率下降，如仍按ONAF冷却方式下容量运行时，绕组平均温升必将升高，故ONAN冷却方式下必须降低容量运行，使绕组平均温升不超过65K。
另外，双绕组或三绕组变压器中，二个或三个绕组应同时达相同的温升，当一个绕组达65K平均温升时另一个或二个绕组低于65K，则这样的设计是不经济的。
油浸式变压器还应使油面顶层与几个绕组平均温升同时达允许温升是较为经济的。
即油面顶层温升达55K，绕组平均温升达65K为经济的方案。
在设计阶段，就合理选取每一绕组的电流密度，在保持负载损耗不超过标准值时使各个绕组的温升接近65K，同时油面顶层也达55K。
变压器结构件温升计算
变压器结构件温升计算
容量比：150MVA/150MVA/75MVA 运行状况：有功功率 120MW，无功功率 37MVA 油箱壁最热点温度：150℃（环境温度：11℃） 经事故分析， 该台变压器高压绕组与发生过热的油箱壁之间的距离过近， 漏磁通在此处 产生的涡流损耗引起严重过热已使钢板表面漆膜变色油箱壁最热点温升高达 94K（标准为 80K）同时油中甲烷，乙烷和乙烯含量上升较快，总烃含量也已超标。通过三比值法可知， 特征编号为 022，故障为高温过热。致使该变压器不得不停运返回制造厂维修
ii
河北工业大学硕士学位论文
Using the procedure which computes the temperature rise of the transformer’s configuration computes the space temperature field of the vertical brace and oil box from changing the dimension and the boundary condition, and analyzes the infection about its configuration to its temperature field. It should guide the design of the transformer’s vertical brace and oil box.
【16，17】
。根据每年国家电力公司变压器事故统计数据来看，
确有相当一部分变压器由于漏磁通在绕组上产生的损耗过大， 油温严重超标。 由此可以看出， 若漏磁场造成的涡流损耗过大， 将造成一系列的连锁反应， 即涡流损耗过大或分布过度集中 造成温升过高，从而使绝缘材料提前老化或击穿，缩短使用寿命，进而影响变压器的效率和 正常运行。 对变压器的漏磁场以及相关损耗的研究， 可以对变压器安全可靠运行做到防患于 未然
油浸式电力变压器计算单(SL9-400KVA)
5.3 13.2 5.6 13.5 69.10 4 2.089 0.6883 18.50 0.0023895 41.4 辐向: 5.65 2 11.3 1 11.3 0 11.3 0.7 12 低压油道 3 41.9
2 2 276.40
97.6
轴向: 13.55 2 27.1 14 379.4 13.55 392.95 3.05 396 39 15 450
130 18.2 50 4.9 17.390
叠片级数： 主级叠厚 78 Hw= 450 迭厚(mm) 209 120 110 12.7 30 3.1 瓦/公斤 1.45700 8.2
净截面(cm ) 磁密(千高斯) 229.9008 轭 角 系数 空载电流计算
0 伏安/公斤 4.636
1.2 Iow(%)= 1.28 Ioy(%)= 0.22 Io(%)= 1.30 高 270 45.21 1.268 0.8470 1.0009 624.3 1.2239 辐向1: 3.15 3 9.45 0.72 10.17 1.83 12 1 32 45 96.8 辐向2: 3.15 9 28.35 2.64 30.99 1.01 32 高压油道 3 主油道 6
ZLB 0.3
656.3 线圈重= 139.5 轴向: 辐向: 7.05 58 408.9 1.1 410 25 15 450 5.65 2 11.3 1 11.3 0 11.3 0.7 12
XX实业有限公司
容量 联结组标号 三相 户外装置 轨距 试验 电压 高压 低压 感应高压 硅钢板重 铝导线重 纵向 横向 工频 (kV 有效) 35 5 400
SL9-M
(kVA) Yyn0 50Hz
400
10
计算单
变压器的温升计算
第六章变压器的温升计算第一节变压器的发热和冷却过程 无论油浸式变压器或是干式变压器，它们在运行的过程中，由于有铁耗与铜耗在，这些损耗都将转换成热能而向外发散，从而引起变压器不断发热和温度升高。
具体而言，铁耗和铜耗所产生的热量将首先使铁芯和绕组的温度逐步升高。
最温度上升很快，但随着铁芯和绕组温度的升高，它们对周围的冷却介质(如油或空气有一定的温度差(又叫温差或温升)，这时绕组及铁芯就将一部分热量传到周围的介质去，从而使周围的介质温度升高，此时，由于绕组及铁芯有一部分热传给周围介质本身温度上升的速度将逐渐减慢。
经过一段时间后，绕组及铁芯温度最终达到稳定态，而不再升高，这时绕组和铁芯继续产生的热量将全部散到周围介质中去。
这就热平衡状态，上述过程是受“传热学”的规律所决定的。
在热稳定状态(热平衡)下，热流体所经过的路径是很复杂的。
在油浸变压器中般可有下列几个特点： (1)绕组及铁芯的损耗所产生的热量，将由绕组及铁芯的内部最热点，依靠传导传到绕组及铁芯与油接触的表面。
因而表面温度总比内部最热点的温度要低 图6—1表示了绕组的内部沿辐向方向的温差分布情况． 变压器在做绕组的温升试验及计算时，只能得出绕组的平均温升，而绕组的最比平均温升一般要高出10～15℃．如前所述，最热点温升对确定变压器的负载能力言，是很重要的数据，目前虽可以利用光纤测温等方法来测量绕组最热点的温度，装置费用昂贵，迄今尚未被广泛采用。
(2)当绕组及铁芯内部的热量传到表面以后，此时，绕组及铁芯表面的强度就会的温度要高些，从而将有一部分热量传到绕组及铁芯表面附近的油中，并使油的温渐上升。
一般绕组平均温度比油的平均温度要高出20~30℃(这就是说，绕组对油的平升一般为20~30℃)，通常在设计时，根据经验把绕组对油沮升控制为不超过25K较 (3)当绕组及铁芯附近的油被加热之后，就会自动向上流动，而冷却后的冷油则流动，这就是抽的对流作用(油的热传导性能很差，主要靠对流)，从而使整个变压器箱中的油温升高．另外，热油总向上流动，冷油向下流动，故油箱上部的油总比下沮要高些。
温升试验报告
温升试验报告已知被试产品为S9-M-315/10 电压为：10000±5%/400V，电流为：18.19/454.7A，联结组标号为Yyn0, 出厂编号为：5016 空载损耗与负载损耗数据见表1-1表1-1 变压器损耗数据（一）确定试验方案根据被试产品的已知条件及试验设备的状况，确定该产品温升试验方案。
1.该产品温升试验采用短路法，由高压供电，低压方短路。
2.根据损耗的标准值与实测值，确定试验的总损耗为799+3777=4576W，以此总损耗为准，造成与实际运行等效的发热条件。
3.选择试验设备试验电压U=U n e k√P总/P K75℃式中U —温升试验试品供电侧的电压。
U N —供电侧的额定电压；e k —与P总中负载损耗相应的阻抗电压标么值;P总—温升试验实加总损耗（实测的空载损耗与负载损耗之和）P k75℃—实测75℃时的负载损耗;U=10000X4.0%√4576/3777 =440V●试验电流I=I N√P总/P K75℃式中I —温升试验时试品供电侧的电流。
I N —试品供电侧的额定电流；I=18.19X√4576/3777 =20A●试验设备用TSJA-250/0.4的感应调压器作电源。
用QJ23A单臂电桥和QJ44双臂电桥测量试品的高、低压绕组的冷、热态绕组电阻。
(二).准备工作1.拧开管式油位计上盖子,连接相关管道,使油路畅通。
2.按照规定在试验室,油面,散热器进出口放置温度计。
3.测量绕组的冷态电阻,高压侧冷电阻为3.599Ω(AB), 低压侧冷电阻为0.003807Ω(ab),测量时绕组温度为24.1℃4.试验区围好围栏,做好安全防范措施,试送电一小时,观察产品有无局部过热之处.检查线路,短路工具,试品等的发热状态是否正常,仪表指示是否正常,如无异常现象则准备工作结束。
(三).试验过程1.送电后施加总损耗,为了缩短温升试验的时程,采用提高试验电流的方法。
监视并记录油顶层及环境温度。
油变计算单S13-315
角 57.3559
系数
总计 450.996 油箱尺寸
1.15 327 油箱简图
横加强铁
380
528
300
高压出线盒
93
261
270
中压出线盒
473
73
160
箱
沿
862
10
上节油箱重
740
473 740
箱4 底
13
下箱沿
下节箱壁
箱地加强铁
吊拌及杂件
862
装却装置
开
关
R= 236.5 直线长=
直线高=
波纹片
= 910 = 90
1000
低
压
Y
400 230.94
454.6633/454.6633 26
2 x 13 = 26
导线、裸线 尺寸绝缘
ZB-0.3
1.65 x 2.65
1"
4.50 × 8.50 ZB-0.3
2x2
1.95 x 2.95
4.80 × 8.80
垫块尺寸 截面 （mm2） 电 密（A/mm2)
附加 =0.00663%
损耗
1884x0.00663%=12W
计算
3.8/10^7x(50x26x4.5x149.56x0.922/256.48)^2
=0.043% 1734x0.043%=75W
S1=6π/10^6x(0.85x133.35+0.85x0.75x(145.6+148.85)+169.1)x273.05
4217
0.64% 0.24%
4.00% 4.15%
绝缘半径
L 121 3 124 10.25 134.25 4 138.25 10.25 148.5 5 153.5 12.25 165.75 4 169.75 20.25 190 x2 380
油浸式电力变压器热点温升计算软件开发与应用
油浸式电力变压器热点温升计算软件开发与应用中国地域广阔,能源布局极其不平衡,同时随着人们生活水平进步,电力需要越来越大,为了把能源中心和负荷中心有效的连接起来,电网输送能力必须提升,大容量变压器应用剧增。
由于大容量变压器服务地区面积广,一旦出现故障,其政治和经济影响巨大,因此如何保证变压器安全可靠运行成为重要研究课题。
影响变压器安全可靠运行的因素有很多,如绝缘耐受能力、抗短路能力、绝缘老化情况等。
本文将通过控制变压器绕组热点温升的方法研究绝缘老化问题,通过本文开发的热点温升计算分析软件,为保证大容量变压器的安全可靠运行提供了一种有效的分析方法。
本文对变压器热点温升及寿命的影响因素进行阐述,并对现有的热点温升数值计算法、导则推荐法及热路模型计算法分别进行研究与对比,发现常常规的分析热点温升方法很难反映电力变压器热点温升的实际情况。
针此上述问题,本文以HotTempterature为基础语言,借助Delphi开发平台,充分考虑热传导、热对流和热辐射的散热形式,影响热点温升的因素,编制了热点温升计算软件,完成热点温升计算软件包。
通过两台500kV变压器光纤测热点温升数据与此软件的仿真计算值对比,证实此套软件计算的准确性与实用性。
基于本文所开发的计算软件包,本文将软件运用于单相容量为1000MVA的1000kV变压器的热点温升计算上。
通过对比温升实测数据,实测热点温升值略低于软件计算值,再次证实计算软件具有非常好的可靠性,产品在此项技术上得到了保证。
本文结尾对软件开发应用在热点温升计算与控制所取得的成果进行了总结,并对软件开发后续研究前景进行了展望。
变压器计算单
附加系数
19.15 125.58
335.6 334.95 335.275
54.5 0.95
1
3.93
图样代号 高压套管 低压套管 零相套管
气体继电器
分接开关 长波纹壁 短波纹壁 纵向轨距 横向轨距 高压引线 低压引线 夹件槽钢 储油柜
压力释放阀 片式散热器
设计
日期
有关技术参数
1DB.710.629.JD BLD-10/275
3207 8
低压线圈计算
相电压 并联根数
4
400 单根面积 34.204
带纸宽 匝/层 匝/层 匝/层 电流密度 额定匝长 总长 导线总重
8.7 18.5 18.5 18.5 2.64 21.38 21.88 80.7
负载损耗
负载总损耗
低压附加损耗
相电流
360.8
轴向并绕根 幅向叠绕根
2
2
理论面积
高压圆角
油箱几何尺寸及波纹片(片式散热器)计算
350
高
835
波纹壁厚 1.2
单侧总长
单侧宽(高)
276
Hw
380
箱沿厚
8
1000
460
74
最大片宽
300
箱壁厚
4
898
259
下节箱长 铁芯至盖
136
箱盖厚
6
1010
470
184 波纹深H
140
垫脚 单侧总长
898
19 单端长L1
62.5
箱底厚 长波共重
65.99
高压2 总面积
电抗压降 电阻压降
短路阻抗
短路阻抗计算
试验计算
变压器试验计算方法及案例一、空载试验计算1.空载电流I0(%)=I0(A)/I r×100%式中：I r—额定电流(A)2.空载损耗P0= P m (1+d)式中：d=(U′-U)/ U′U′—平均值电压；U—有效值电压；P m—实测空载损耗值。
3.例：型号规格：SZ11-50000/110额定容量：50000kVA额定电压：(110±8×1.25%)/10.5kV额定电流：262.4/2749.3A测量数据：计算结果：空载电流I0(%)=2.04/2749.3×100%=0.07%空载损耗P0=24.649×[1+(10.500-10.525)/10.500]=24.590 kW 二、负载试验计算1. 负载损耗P k =tt rkt K K R IP ∑-⨯+)1(22式中：P k —参考温度下的负载损耗；P kt —绕组试验温度下的负载损耗； P kt =(P-P x )×(tr I I )2P x = I 2t ×R x式中：P —实测负载损耗；P x —负载试验中的线路损耗；I r —额定电流； I t —试验电流； R x —线路电阻。
K t —电阻温度换算系数； K t =t++23575235 t —试验温度∑I 2rR —t ℃时被测一对绕组的电阻损耗： ∑I 2rR=1.5I 21r R 1x +1.5I 22r R 2x 式中：I 1r —一次侧额定电流； I 2r —二次侧额定电流；R 1x —一次侧线电阻平均值； R 2x —二次侧线电阻平均值。
2. 短路阻抗Z k (%)=rk U U ×kr I I ×100%式中：U k —绕组通过试验电流I k 的短路电压； U r —施加电压侧的额定电压；I r —施加电压侧的额定电流。
3. 例①：三相变压器 型号规格：SZ11-50000/110 额定容量：50000kVA额定电压：(110±8×1.25%)/10.5kV 额定电流：262.4/2749.3A 测量数据：计算结果：P kt =(43270-0.02314×139.62×202354.14235++)×(6.1394.262)2=151.319 kW∑I 2rR=1.5×262.42×35896.05905.05893.0+++1.5×2749.32×3004691.0004654.0004661.0++=113.848 kWK t =4.1423575235++=1.243负载损耗P k =243.1)1243.1(848.113319.1512-⨯+=171.659 kW短路阻抗Z k (%)=110433.9×6.1394.262×100%=16.12%4. 例②：单相变压器 型号规格：DF11-23330/132 额定容量：23330kVA额定电压：(132/√3±4×2.5%)/33kV 额定电流：306.1/707.0A 测量数据：计算结果：P kt =(19010-0.015427×156.52×202356.27235++)×(5.1561.306)2=71.236 kW∑I 2r R=306.12×0.2088+707.02×0.06612=52.614 kW K t =6.2723575235++=1.1805负载损耗P k =1805.1)11805.1(614.52236.712-⨯+=77.885 kW短路阻抗Z k (%)=3/132474.6×5.1561.306×100%=16.62%5. 例③：自耦变压器型号规格：OSSZ10-180000/220 额定容量：180000/180000/90000kVA 额定电压：(220±8×1.25%)/121/38.5kV 额定电流：472.4/858.9/1349.6A 测量数据：计算结果：P kt =(104270-0.007236×284.32×2023526235++)×(3.2844.472)2=286.236 kW∑I 2rR=1.5×472.42×(38847.08861.08867.0++-35243.05244.05251.0++)+1.5×(858.9-472.4)2×35243.05244.05251.0++=238.469 kWK t =2623575235++=1.1877负载损耗P k =1877.1)11877.1(469.238236.2862-⨯+=323.448 kW短路阻抗Z k (%)=220521.10×3.2844.472×100%=7.95%6. 例④：分裂变压器 型号规格：SFFZ11-90000/110 额定容量：90000/45000-45000kVA 额定电压：(110±8×1.25%)/10.5-10.5kV 额定电流：472.4/2474.4-2474.4A 测量数据：计算结果：P kt =(77460-0.021044×249.32×2023523235++)×(3.2494.472)2=273.382 kW∑I 2rR=1.5×472.42×(33507.03516.03511.0++)+1.5×2474.42×(3008682.0008711.0008674.0+++3005046.0005006.0005023.0++)=243.488 kW K t =2323575235++=1.2016负载损耗P k =2016.1)12016.1(488.243382.2732-⨯+=317.454 kW短路阻抗Z k (%)=110193.5×3.2494.472×100%=8.95%三、 温升试验计算1.总损耗下油顶层温升△θ1=(油面温度-环境温度)×(试验损耗总损耗)x式中：x —自然油循环且额定容量不大于2500kVA 为0.8； 自然油循环且额定容量大于2500kVA 为0.9； 强迫非导向油循环和强迫导向油循环为1.0。
谐波条件下变压器温升及寿命的计算
作者简介:马海君(1973———),女,回族,宁夏吴忠人,2005年毕业于吴忠职业技术学院电力工程自动化专业,助理工程师,现主要从事变电运行。
马德萍(1979—),女,回族,宁夏吴忠人,2012年毕业于宁夏大学机电一体化工程专业,助理工程师,现主要从事变电运行。
0引言变压器在运行时所产生的空载损耗和负载损耗都转变为热能,从而使变压器发热。
所发出的热量通过传导、对流和辐射的方式向周围冷却介质散出。
一边发热,一边散热,发热大于散热时变压器各部分温度就升高起来,发热与散热平衡时温度就保持一定数值,不再升高了。
这时的稳定温度,就是通常所指的变压器各部分的温度。
变压器发热越大(损耗越大)、散热越小,则温度越高,需要足够的冷却装置才能将温度降低到允许值。
1变压器的发热变压器的热量主要来源于铁心和绕组,而且只有一定的温度差才能散热,所以变压器各部分温度是不一样的。
一般来说,绕组的温度最高,铁心的温度次之。
对每一部分来水,温度的高度也不一致,均是自下而上逐渐升高的。
但在最高处由于散热好些,所以温度也不是最高。
油浸自冷变压器各部分的温度中最重要的是最高温度,即最热点的位置,因为他对变压器的绝缘影响最大。
变压器最热点一般是在绕组高度方向的3/4处,宽度向外方向的1/3处。
一般只能测量变压器的顶层油温,以及用电阻法测量绕组的平均温度。
2变压器的温升变压器的温升,对于空气冷却变压器是指测量部分的温度与冷却空气温度之差;对于水冷却变压器是指测量部分的温度与冷却器入口处水温之差。
变压器运行在海拔高度1000米及以下,而冷却介质温度规定为下列数值时:最高温度+40℃最高日平均气温+30℃最高年平均气温+20℃最低气温-25℃(户外式)最低气温-5℃(户内式)冷却器入口处最高温度+25℃油浸式变压器线圈和顶层油温升限值是绕组最热点温度为+98℃得来的。
因为A 级绝缘在+98℃产生的绝缘损坏为正常损坏,而保证变压器正常寿命的年平均气温是+20℃,线圈最热点与其平均温度之差为13K ,所以线圈温升限值为:98-20-13=65K油正常运行的最高温度为+95℃,最高气温是+40℃,所以顶层油温升限值为:95-40=55K当本体内的油不与大气接触时油正常运行最高温度为+100℃。
S15型非晶配电变压器设计单1000KVA
×
292.0
×
13.395
340.2
平均匝角半径
1.348
34.3
55.5
3.233
82.1
铜总重
1094.3
lb
496.3
Kg
平均匝长
50.39
1280.0
1387.5
60.818
1544.8
导线总长
50.72
15.5
m
2776.075
846.1
m
低压线圈铜总重
497.0
lb
225.4
Kg
BY
0.197
5.00
油道
4.0
×
4.0 mm
导线角半径
0.020
0.500
0.031
0.800
低压
高压
双边绝缘厚度
0
0.00
0.020
0.50
内油道型式
End
END
匝数
12.09
12
519.63
520
窗内
0
1
95%分接
494.00
494
端部
1
1
105%分接
546.00
546
外油道型式
End
Full
铁心与低压纸筒间隙
高低压绝缘
高压绕组间绝缘
外铁心压板
C向每边
0.276
7.0
纸厚
0.118
3.0
高压绕组外包扎厚
0.039
1.0
0.611 inch
D向每边
0.551
14.0
油道
0.236
6.0
温升计算--中文明细
一、总损耗下顶层油温稳定后求下列数据：
1、顶层油温升
2、油平均温度
3、油平均温升二、总损耗下顶层油温稳定后，额定电流一小时后，求： 1、油平均温度 2、绕组温度：铜为235、铝为225.
3、绕组对油的温升
4、绕组对环境的温升
国内温升计算
()1=1-02r θθ顶层油温升（顶层油温度）（环境温度平均值）
()()()()22'112p θθθθ-=-
上层油温度下层油温度油平均温度顶层油温度()()()
1102p p τθθ=-油平均温升油平均温度环境温度平均值()()
()()22'212p θθθθ-=-
上层油温度下层油温度油平均温度顶层油温度()()()()()()3(2350)2351RH T R θ=
⨯+-断电瞬间热态电阻铜材料常数铜材料常数高压绕组温度冷态电阻时的环境温度环境温度下冷态电阻()()()
()()()3'(2350)2352RL T R θ=⨯+-断电瞬间热态电阻铜材料常数铜材料常数低压绕组温度冷态电阻时的环境温度环境温度下冷态电阻()()()332p τθθ∆=-高压绕组对油的温升高压绕组温度油平均温度()()()
3'3'2p τθθ∆=-低压绕组对油的温升低压绕组温度油平均温度()()()313p τττ=+∆油平均温升高压绕组对环境的温升高压绕组对油的温升()()()3'13'p τττ=+∆油平均温升高压绕组对环境的温升高压绕组对油的温升。
变压器的温升计算方法
变压器的温升计算方法１、引言我们提出工频变压器温升计算的问题，对高频变压器的温升计算也可以用来借鉴。
工频变压器的计算方法很多人认为已趋成熟没有什么可讨论的，其实麻雀虽小五脏俱全，再成熟的东西也需要不断创新才有生命力。
对于一个单位的工程技术人员来讲温升计算问题可能并不存在，温升本身来源于试验数据，企业本身有大量试验数据，温升问题垂手可得，拿来主义就可以了，在本企业来说绝对有效，离开了本企业也带不走那么多数据。
但冷静的考虑一下，任何一个企业不可能生产全系列变压器，总会有相当多的系列不在你生产的范围内，遇到一些新问题，只能用打样与试验的方法去解决，小铁心不在话下，耗费的工时与材料都不多，大铁心耗费的铁心与线材就要考虑考虑了。
老企业可以用这样简单的办法去解决，只不过多花费一些时间罢了，一个新企业或规模不大的企业，遇到这些问题要用打样与试验的方法去解决，就耗时比较多了，有时候会损失商机。
进入软件时代，软件的编写者如不能掌握这一问题，软件的用户将会大大减少。
下面就温升的计算公式进行探讨，本文仅提出一个轮廓，供大家参考。
2 热阻法热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确，因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。
有了厂家提供的热阻数据，简单、实用何乐而不为。
高频变压器可采用这一方法。
而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。
热阻法的具体计算公式如下：式中，温升ΔT（℃）变压器热阻Rth（℃/w）变压器铜损PW（w）变压器铁损PC（w）3 热容量法源于早期的灌封变压器，由于开放式变压器的出现这种计算方法已被人遗忘，可以说是在考古中发现。
这种计算方法的特点是把变压器看成是一个密封的元件，既无热的传导，也无热的辐射，更无热的对流，热量全部靠变压器的铁心、导线、绝缘材料消耗掉。
这样引出一个热容量（比热）的概念，就可以利用古人留给我们的比热的试验数据，准确的计算出变压器的温升来。
自然冷却高燃点油变压器温升计算方法
自然冷却高燃点油变压器温升计算方法
王秀春;杨增军;毛一之;孙新中;智会强;韩鹏
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2004(24)7
【摘要】高燃点油变压器以其优越的防火减灾功能越来越受到用户的青睐。
由于
高燃点油的热物性与变压器油有很大的不同,粘度远高于变压器油,不能应用现有的
变压器温升计算方法来计算高燃点油变压器的温升。
文中根据传热学基本原理提出了一套计算高燃点油变压器温升的计算方法,用以计算高燃点油变压器平均油温升、顶油温升、绕阻温升等。
计算结果与试验值吻合良好,可以满足工程设计计算需要。
这为高燃点油变压器的研制开发提供了一种热设计的新方法。
【总页数】4页(P223-226)
【关键词】高燃点油变压器;温升计算方法;自然冷却;绕组;散热器;传热学
【作者】王秀春;杨增军;毛一之;孙新中;智会强;韩鹏
【作者单位】河北工业大学;保定天成集团特变有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM401.1
【相关文献】
1.油浸变压器绕组加导油挡板结构时温升计算方法 [J], 刘金泽
2.浅谈变压器温升及自然循环冷却方式的选择 [J], 于静
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产品型号：
出厂序号：600497项目号：
客户：北京
温升试验时分接位置：
实测空载损耗Po
实测负载损耗Pk
总损耗∑P
该分接位置的额定电流IN
在第一阶段，实加损耗∑Pt
施加总损耗，温升稳定后
环境温度θ02
顶层油温度θ01
散热器进口温度θi
散热器出口温度θd
施加额定电流1小时后，
环境温度θ'02
顶层油温度θ'01
散热器进口温度θ'i
散热器出口温度θ'd
温升计算
1 施加总损耗时
实加总损耗时的校正系数f1
油顶层温升T1
油平均温度θp1
油平均温升Tp1
实加电流的校正系数f 2
油平均温度θp2
油平均温升Tp2
绕组平均温度
电 力 变 压 器 温 升
SZ10-50000/110P0000 0689在第二阶段，实加电流It（低压绕组短接）2 当低压绕组短接，施加额定电流时 高压绕组冷态电阻R1
高压绕组冷态电阻对应的温度θ1 高压绕组在断电瞬间热电阻R2
高压绕组平均温度θ2
低压绕组冷态电阻R1
低压绕组冷态电阻对应的温度θ1 低压绕组在断电瞬间热电阻R2
低压绕组平均温度θ2
总损耗下及额定电流下，油平均温升下降值Δt 校正后，高压绕组平均温度θ'2
低压绕组平均温度θ'2
高压绕组对油平均温升Th-oil
低压绕组对油平均温升Tm-oil
高压绕组对冷却介质平均温升Th-air 低压绕组对冷却介质平均温升Tm-air
温 升 试 验 计 算
17
22.68kW
184.98kW Po+Pk207.66kW
291.6A
207.66kW
26.7℃
69.5℃
69.7℃
52.3℃
291.58A
26.9℃
69.3℃
69.5℃
52.6℃
(∑P/∑Pt)*0.91
(θ01-θ02)*f142.8K
(θ01+θd)/260.9℃(θp1-θ02)*f134.2K
(IN/It)*1.6 1.0001
(θ'01+θ'd)/260.92℃(θp2-θ'02)*f234.07K
0.3183Ω
27℃
0.37904Ω
(R2/R1)*(235+θ1)-23576.9℃
0.000481Ω
27℃
0.000583Ω
(R2/R1)*(235+θ1)-23582.1℃Tp1-Tp20.1K
θ2+Δt77.1℃θ2+Δt82.3℃
(θ'2-θp2)*f216.2K (θ'2-θp2)*f221.4K Th-oil+Tp250.2K Tm-oil+Tp255.4K。