10kV变压器温升试验系统设计

10kV变压器温升试验系统设计关键词：10kv变压器；温升试验；系统设计；短路等效法

引言：在现代电网工程中，变压器是非常重要的，有着强大的功能，能够保障电力稳定供应[1]。如，各级电压转换、电流调整、功率传输等功能，都是电网系统中不可缺少的[2]。在生产、生活中，10kv电路是非常常见的，基本上广泛在电网系统中使用，特别是在农村地区中，使用10kv变压器更加普遍，有效满足农业生产、生活等需要[3]。因此，为保障10kv电网供电稳定安全，更加需要对温升试验进行应用，有效保障电网供电持续性，有利于满足生产、生活的需要。

一、变压器温升试验概述

（一）变压器温升试验的作用

任何供电系统中都不能缺少的是变压器，只有具备安全稳定、长期运转的变压器才能保障电网供电的质量[4]。并且，变压器在使用中，是长期保持较高负荷的，很容易对电网系统产生不利影响，这就需要电网配置高性能的变压器，延长使用时间，以此实现电网稳定运行。因此，任何变压器在研发后、使用前等都需要经过温升试验，这是非常有必要的[5]。借助温升试验后，能够对变压器的冷却媒介、压绕组等温度进行动态化测定，判断在不同情况下温度变化是否查过变压器温升的极限值，能够验证出设计是否合理，也能发现其中存在的问题，有利于实现变压器质量提升，为电网系统安全稳定运行做好保障支持[6]。

（二）变压器温升试验原理分析

在电网系统中，温升试验是非常重要的。在试验过程中，通过对压绕组、空载、负载等内容进行测试，判断其中产生的温升是否符合规定指标[7]。在对变压器所有测试项目中，不管是型式试验，还是例行试验，温升试验都是耗时最长，需要电力最大的测试。但是，现代电网在建设中，因生产、生活等对电网用电要求不同，产生不同大小的输电需求，促使变压器种类增多。这要求在进行温升试

验中，为确保试验精确度高，应该多选择几种变压器，明确最合适的测试方法[8]。当前，不同的电力设备检测机构、生产厂家等对油浸式变压器主要使用短路等效法，而对干式变压器使用模拟负荷法。无论使用何种测试办法，其原理是没有产

生多大变化的，都是对变压器加大负载，确保变压器在规定的情况下进行运转，

对其不同组成部件温度进行动态化监测[9]。并且，在试验结束后，对高低压热态

电阻进行测量，根据测量出来的数值，对断电时产生的电阻值进行计算，可以得

到相应变压器的均衡温升，以此对被测试变压器性能要求进行判断[10]。在对温升

试验后，能够检查出当前变压器的真实情况，为改善变压器可以提出适应性意见，有效实现设计过程优化，也可以实现质量提升，以此保障变压器在电网系统中稳

定运行。如图1所示，是对变压器温升试验原理的直观呈现。

图1变压器温升试验原理

从具体层面分析，在整个试验过程中，需要先设计好电源，能够为温升试验

提供充足的电源容量，一旦试验过程中没有满足试验需求的电容量，应当使用电

网进行提供；但是如果试验电容量超过当前电网系统，这就需要单独配备电源，

如使用发电机发电等[11]。中间变压器主要发挥调节器的作用，能够对电压、电流

等进行调节，将其施加给被测试的变压器。也会结合试验过程的容量要求，选择

针对性的变压器，如果试验过程所需电容量大，应当对中间变压器进行使用；试

验对容量要求低，则需要是使用调压器对中间变压器进行取代[12]。互感器包含了

内容非常多，主要目的是收集试验数据的，能够得到动态化的电压、电流数据。

补偿电容器组主要是在温升试验过程中，对无功容量的测试进行补偿，以此保障

变压器测验结果的准确性。因此，温升试验对变压器使用过程来说是非常重要的，能够有效帮助生产厂家、使用者等衡量变压器的质量合格率、性能等各方面的内容，这对现有的电网建设产生这推动作用。

二、变压器温升试验系统设计分析

在变压器温升试验过程中，主要依托《油浸式电力变压器技术参数和要求》、《干式电力变压器技术参数和要求》等内容，对10kv变压器两个种类容量最大

值进行明确，10kV下油浸式变压器和干式变压器的最大容量均为6300kVA、最小

容量为30kVA。因此，在变压器温升试验中，主要完成10kV/30kVA-6300kVA实验，包括但不限于温升、空载、负载等三方面测试内容。

（一）变压器温升试验方案设计

在对变压器市场情况、使用现状等进行充分了解，大部分电气设备检测机构、生产厂家等主要使用短路等效法对油浸式变压器实施测验。这源于这种测验办法

和模拟负载法有着相同点，都是用了短路阻抗的作用，只需要在温升试验中有足

够电容量、系统消耗等，便于对其中产生的无功容量进行补偿。因此，为确保测

验过程中容量需求量减少，降低测验成本支出，再对测验方案确定后，借助电网、发电设备等提供的有功电量，也可以产生相应的多余电量，能够对其他设备的无

功容量进行补偿。

（二）变压器温升试验容量设计

在对变压器温升试验应用中，不管是对10kv干式变压器进行测试，还是对

油浸式变压器试验，所需容量最大值都是6300kvA。为确保试验过程可以得到正

确的技术指标，需要对短路等效法、模拟负载法分别进行分析。前者在试验中，

需要将一侧短接，一侧进行通电，使用短路过程产生的电流损耗实施温升测试；

后者在试验过程中，需要划分为两个阶段进行实施，分别包括空载、短路等两个

试验过程，得到的温升应当是两个结果相加。这两种测试办法都是依托短路形成

损耗，就会产生相应的负荷，以此完成试验。但是空载试验过程中，对电流量需

要较少，应当对变压器进行合理分析，从而选择出适合的容量。例如，在

10kV/6300kVA油浸式变压器中，是有着明确参数标准的，包括但不限于最大值容

量6300kvA、电压10（10.5）/3.15（6.3）kV、空载损耗4.89kW、负载损耗

35.0kW、空载电流0.40%、短路阻抗5.5%、分接范围：±2×2.5%等。根据现有

的变压器温升试验要求明确规定，一旦分接范围不超过±5%，并且最大容量值不

超过2500kVA，应当在电流最大位置开展温升试验，有利于得到很好的试验结果。一旦分接范围超过上述限值，并且最大容易超过上述限值，使用需要短路等效法