第6章电力变压器运行

6.3电力变压器的负荷能力
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6.3.1电力变压器的负荷能力 （1）变压器的负荷能力
20～30年
变压器的额定容量：在规定的环境温度下，变压器在正常使 用年限内，所能连续输送的最大容量
变压器的负荷能力：变压器在短时间内所能输送的容量，在 一定条件下，它可能超过额定容量
几～几十小时
负荷能力的大小和持续时间限制： 变压器的电流和温度不得超过规定的限值 在运行期间，变压器的老化不得超出正常值
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6.3.1电力变压器的负荷能力
（2）负荷状态分类 正常周期 性负荷
遵循等值老 化原则
不直接危及 绝缘安全， 但老化加速
长期急救周 期性负荷
系统中部分变压 器退出运行
短期急救 负荷
系统中发生了事 故
变压器长时间在环境温度较 高，或超额定电流下运行
持续几星期或 几个月
变压器短时间内大幅度超额定电 流，绕组热点温度可能达到危险 的程度
绕组与铁芯表面与油 温差较大
油箱壁与空气的温差 较大
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6.1.1变压器发热和冷却过程
油箱 壁温
铁芯 温度
特点：
上部温度
油温
较高
温度最 高点
绕组温度
沿变压器高度的温度分布 油浸式变压器温度分布
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6.1.1变压器发热和冷却过程
（1）散热过程
对流
部件
部件
内部
外表
油
传导
空气
对流 辐射
油箱 外表面
油箱 内表面
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6.2.2电力变压器寿命
（1）预期寿命 Z
变压器绝缘的机械强度降低到其初始值的15%～20%时变 压器寿命终止
绕组热 点温度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
h 8 0 o~ 1 4 0 o Z A e p h
标准变压器，在额定负荷和额定环境温度下，绕组热 点的正常基准温度为98 度，此时变压器能获得正常预 期寿命20～30年。
ZN Aep98 .
6.2.2电力变压器寿命
（2）相对预期寿命 Z*
温度常 数
ZZ/ZNep(h98) 变压器绕组在 任意温度下运
行单位时间损
（3）相对老化率v
失的寿命
1 Z
经验 公式
6度规则
98
v2 6
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绕组热点温度每增加 6度，老化加倍，即
寿命缩短一半
6.2.3电力变压器绝缘等值老化原则
原则：使变压器在一定时间间隔T内， 绝缘老化或损耗的寿命与维持绕组热 点温度为98。C时等值
小于0.5小时 .
导致绝缘强 度暂时下降
6.3.2电力变压器的正常过负荷能力
原则：不牺牲变压器的正常预期寿命 理论依据：等值老化原则，寿命损失相互补偿 正常过负荷是有计划的、主动实施的过负荷
决定于绕 组 的热点
温度
持续 时间
过负荷 系数
欠负荷 系数
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THANK YOU
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6.2.1电力变压器绝缘热老化定律
绝缘老化 变压器用绝缘材料
承受
机
电
机械载荷
械
气
强
强
度
度
衰退的现 象
抵抗 电击穿
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6.2.1电力变压器绝缘热老化定律
绝缘老化的原因
高温
由于温度、湿度、氧气和油中的某些分解物所 引起的化学反应
绝缘工作 温度越高
化学反应 越快
绝缘老化 越快
绝缘老化程度主要由机械强度的降低程度来确定
第6章电力变压器运行
大连理工大学电气工程系 孙辉
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6.1电力变压器的发热与冷却
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6.1.1变压器发热和冷却过程
低压 绕组
高压 绕组
油箱壁
特点： 部件内、表温差不大
铁芯
空气 温度
油
温度分布 曲线
沿变压器横截面的温度分布
油浸式变压器温度分布
部件的发热只与本身 损耗有关，互不关联
产生的热量都传给了 油
老化率:
T时间损耗的寿命
v
Tepdt
0
1
e dt T p(ht98)
Tep×98 T 0
气温和负荷对 绕组热点温度 的影响，以至 于对变压器寿
命的影响
v>1，变压器的老化大于正常老化，预期寿命缩短
讨 论
v<1，变压器的老化小于正常老化，变压器的负荷能力未能充分利用
一定时间间隔内，维持v→1，. 是制定变压器负荷能力的主要依据
传导
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6.1.1变压器发热和冷却过程
（2）冷却方式 内部冷却介质
300o
不 确
O定
L
300o
K
内部循环方式
油流 自然 热对 流
N
冷却设 备中强 迫，流 经绕组 的热对
流
F
冷却设 备中强 迫，流 经绕组 的强迫 导向
D
外部冷 却介质
水W 空气 A
外部循 环方式
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自然对流 N 强迫循环 F
6.2电力变压器的绝缘老化