变压器允许温升.doc

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时，A级绝缘绕组最热点温度为20+65+13=98，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，即使牺牲的寿命不多，也不允许超过140，因超过140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。但是，这对强油循环的变压器是难以达到的。因强油风冷式变压器的油顶层温升一般为40K，强油水冷式变压器的油顶层温升一般为35K。实际上，油面顶层温升与绕组平均温升很难同时到达极限允许值，因此，一般不能根据油面顶层温升来判断绕组平均温升。这也是大容量变压器既装油面温度指示仪与绕组热点温度指示仪的原因。如单装油面温度指示仪时，有时较难判断绕组平均温升。尤其强油循环冷却变压器。在分析变压器温升时还要注意冷却介质的温度：一般风冷式变压器的冷却介质为空气，水冷变压器冷却介质为水。当装有封闭母线时，低压套管在封闭母线内的介质虽为空气，但温度为80。所以当低压套管用于敞开式时与用于封闭母线内时有不同的允许温度。一般，用于封闭母线内的套管要降低额定电流，因封闭母线内空气温度较高。由此可知，引线、套管、有载分接开关或无载分接开关的允许温升决定于其周围介质的温升。变压器又具有一定的超名牌运行的能力，带电组件也应具有相同的能力，既有一定的寿命，又不影响安全运行。前面分析的油面顶层温升与绕组平均温升是指稳态下的温升。有时，在运行中常有瞬时负载的变化，如突然接入较大负载，突然甩负载，此时还应注意温度变化的时间常数。油的时间常数较大，就是负载变化后，油面温度在较长时间后才能达稳定温升值，而绕组的时间常数较小，绕组平均温度能较快地随着负载的变化而变化。当负载增加时，不能认为油面温度没有变化，而绕组温度也没有变化。油的时间常数较大，油面温度上升较慢，绕组时间常数较小，绕组温度上升较快。如有绕组温度指示仪，这个指示仪也应有较好的响应时间，时间常数也要很小。要控制ONAF风扇启动就不能靠油面温度指示仪，只能由绕组温度指示仪实现，或由套管电流互感器来控制。在变压器中，有时漏磁产生的损耗密度太大时，会产生局部过热。大电流引线附近的箱壁，大电流套管引出处箱盖等处，有时会有局部过热。引起油分解出气体的局部过温度是不允许的，这会引起可靠性的下降。这就要采取措施改变漏磁的途径，采取隔磁措施或在漏磁集中处用不导磁材料。变压器在运行中，不可避免地会有短路，变压器短路时将流过短路电流，此时，变压器迅速发热，由于短路电流很大，变压器等于在绝热条件下运行而不考虑散热。A级绝缘铜导线绕组在短路时的允许温度为250。为保持这一温度不超过，要在设计中计算短路电流下许用电流密度，使在允许的持续时间时铜导线不超过250铜导线的机械应力允许值与温度有关，铜导线的工作温度超过，允许应力降低。所以在引伸率为0.2%时允许应力应是250下的许用值。研究变压器允许温升时，还有几点要引起注意：(1)有载调压变压器中有载分接开关内的过度电阻器，应使有载分接开关在连续操作下，电阻器对油温升不超过350K。(2)做温升试验时，外部的热不要倒流入变压器，如短接引线电流密度太大就属这种情况的例子。(3)可在绕组内埋设传感器靠光导纤维引出以测绕组热点温度，这样，更能测出变压器的超名牌运行能力。(4)高海拔处运行的变压器，应注意高海拔处的散热困难，但同时高海拔处的周围环境温度会下降，二者有时可补偿。(5)干式变压器的铁心温度会影响靠铁心柱绕组的温升。(6)散热器内不能有剩气没有放出，散热器上必须要有放气塞，在温升试验前先放气。(7)散热器的散热中心比发热中心要高为好。 (8)箱盖下不能有死油区。(9)散热器或冷却器进入油箱中油，要能流入绕组，不能在绕组外空间短路流通。(10)温升试验用机组要有足够容量，必要时可用电容器补偿。温升试验前后油中含气色谱分析是检测有无过热的检测手段，但温升试验时间要足够长。也可用液相色谱分析检测糠醛含量来判断有无低温过热。ONAN/ONAF：第一个字母表示与绕组接触的内部冷却介质：2 I6 I N1 o+ Y O矿物油或燃点不大于300。C的合成绝缘液体；. N% c+ X P+ m* u! p( V& Y) I RK燃点大于300。C的绝缘液体；: D, 5 O2 Nm3 p, D1燃点不可测出的绝缘液体。b% | k% s# H注：燃点用“克利夫兰开口杯法”试验。$ o% k) J) g+ Z W+ U7 Y0 C第二个字母表示内部冷却介质的循环方式：. N8 ?. s! M* m# x) & |N流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环；3 d& c1 K0 w0 tu N QF冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环；% g) u8 l4 M9 q) Z2 ?D冷却设备中的油流是强迫循环，（至少）在主要绕组内的油流是强迫导向循环。) l+ - re/ q: B* M第三个字母表示外部冷却介质： V/ F& N1 n& u; U9 A空气；% i a, Q4 R7 A) cW水。l1 |4 B2 t) s; w第四个字母表示外部冷却介质的循环方式：1 T2 t0 k1 H0 f2 9 u3 gN自然对流；6 & e . i( V, s7 Y$ bF强迫循环（风扇、泵等）。变压器常用的冷却方式有以下几种： # c J( ; d5 w: a油浸自冷(ONAN)； 0 Y* |, n/ t: C油浸风冷(ONAF)； + X: s, f7 g. F$ M0 j强迫油循环风冷(OFAF)； 8 S7 6 Z O$ D: W强迫油循环水冷(OFWF)； ! / G2 e; x2 J+ 1 H* % c强迫导向油循环风冷(ODAF)； * O. r; A% K6 z1 J; + H9 V Y: p+ Y强迫导向油循环水冷ODWF)。 . A$ Q! Is* Y6 T按变压器选用导则的要求，冷却方式的选择推荐如下： / J: F& v7 b* j& W: z# r t1 油浸自冷 2 Z; 3 f1 N7 a: v1 w31500kVA及以下、35kV及以下的产品； 5 L3 y& eG* b k- j1 T5 v50000kVA及以下、110kV产品。 * i% E0 n! B- D( R2 油浸风冷 - x8 O( P 7 Q# 12500kVA63000kVA、35kV110kV产品； . n8 + F& X B% H75000kVA以下、110kV产品； * l7 O! h, I/ Q ; G9 n n$ k/ K40000kVA及以下、220kV产品。 ! A8 o& H# - l2 X3 强迫油循环风冷 6 4 1 R7 R$ |& R5000090000kVA、220kV产品。 3 & r4 V) J2 W& o: A) t4 强迫油循环水冷 0 6 T: f+ D1 H/ b* r# h6 , R5 w一般水力发电厂的升压变220kV及以上、60MVA及以上产品采用。 ; ?4 I( a) S. h0 Y: q9 n5 强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF或ODWF) ) ) A* r7 N4 r3 C3 Q2 75000kVA及以上、110kV产品； q0 E# R/ r) C8 S120000kVA及以上、220kV产品； B* Y# _/ s4 J/ j330kV级及500kV级产品。 4 v r5 N, t! H9 dB选用强油风冷冷却方式时，当油泵与风扇失去供电电源时，变压器不能长时间运行。即使空载也不能长时间运行。因此，应选择两个独立电源供冷却器使用。 W$ & L* k1 Ro2 J选用强油水冷方式时，当油泵冷却水失去电源时，不能运行。电源应选择两个独立电源。ONAN/ONAF=ONAN (Oil Natur