变压器设计-温升篇

1、1内容 Content一一温升相关标准温升相关标准 温升计算温升计算二二3一一温升相关标准温升相关标准 1、GB/T17211干式变压器负载导则干式变压器负载导则对各绝缘等级的热点温度和对各绝缘等级的热点温度和平均温平均温升限制升限制的规定。的规定。4一一温升相关标准温升相关标准 32.GB6450 干式电力变压器干式电力变压器对变压器短路后线圈的平均温度限值的规对变压器短路后线圈的平均温度限值的规定定5一一温升相关标准温升相关标准 3. GB 4943 信息技术设备的安全信息技术设备的安全对最高温升的规定对最高温升的规定 3注：注：1） 当用热电偶测量绕组的温升时，除了电动机外，这些温升值应

2、减当用热电偶测量绕组的温升时，除了电动机外，这些温升值应减小小10K,说明：温升测试有两种方法：电阻法和热电偶法，电阻法测的是线圈的说明：温升测试有两种方法：电阻法和热电偶法，电阻法测的是线圈的平均温升，热电偶法测的是线圈外层的温升，热电偶测线圈外层的温升平均温升，热电偶法测的是线圈外层的温升，热电偶测线圈外层的温升结果加结果加10k为线圈的温升。为线圈的温升。4. GB 1094.2 电力变压器第二部分温升电力变压器第二部分温升5.4 绕组平均温度的测定绕组平均温度的测定绕组绕组 温度是通过绕组电阻确定的三相变压器中，最好在中柱进行测量。温度是通过绕组电阻确定的三相变压器中，最好在中柱进行测

3、量。温度温度T2下的电阻下的电阻R2与与T1下的电阻下的电阻R1之间的比值为：之间的比值为： R2/R1=(235+T 2)/(235+T1) （ 对对 于于 铜铜 ）; R2/R1=(225+T2)/(225+T1) （ 对对 于于 铝铝 ）变压变压 器器 应应 在稳定的环境温度下进行绕组电阻在稳定的环境温度下进行绕组电阻(R1，T1)，）的测量（见，）的测量（见GB1 094.1 第第10-2.3条）在另一温度条）在另一温度T2时测出的电阻为时测出的电阻为R2，则可，则可得到温度得到温度T2值为：值为：T2=R2/R1*(235+T1)-235 （ 对对 于于 铜铜 ） T2=R2/R1*

4、(225+T1)-225 （ 对对 于铝）于铝）令切令切 断断 电电 源时，外部冷却介质的温度为源时，外部冷却介质的温度为T0 ，则绕组温升为：，则绕组温升为：T=T2-T0绕组绕组 电电 阻阻 是在切断电源并去掉短路接线后进行测量。是在切断电源并去掉短路接线后进行测量。一一二二相关标准相关标准二二温升计算温升计算 变压器的绝缘寿命取决于变压器整个绝缘系统的最热点温度，干式变压变压器的绝缘寿命取决于变压器整个绝缘系统的最热点温度，干式变压器在额定负载下，最热点温度不超过绝缘所允许的最高温度，在此温度下干式器在额定负载下，最热点温度不超过绝缘所允许的最高温度，在此温度下干式变压器即可连续运行变压

5、器即可连续运行2025年。年。干式变压器是采用空气冷却，其散热不仅靠对流、热传导、而且还靠辐射干式变压器是采用空气冷却，其散热不仅靠对流、热传导、而且还靠辐射实现，加之空气散热相对能力差，从而对铁心温升和绕组散热温升产生明显的实现，加之空气散热相对能力差，从而对铁心温升和绕组散热温升产生明显的影响，造成干式变压器散热方面的复杂性。影响，造成干式变压器散热方面的复杂性。它的温升除了与磁心损耗和绕组损它的温升除了与磁心损耗和绕组损耗之和有关外，还和辐射表面的面积有关。气流流经变压器，变压器的温度会耗之和有关外，还和辐射表面的面积有关。气流流经变压器，变压器的温度会降低，降低的程度与气流速度有关，想

6、要精确、系统地计算出变压器的温升是降低，降低的程度与气流速度有关，想要精确、系统地计算出变压器的温升是不容易的不容易的 ，温升的计算值与实测值不能出现较大误差，可通过多次实测值统温升的计算值与实测值不能出现较大误差，可通过多次实测值统计修正设计数据，使二者相近似稳和。计修正设计数据，使二者相近似稳和。te9二二温升计算温升计算1.外绕组表面积计算外绕组表面积计算外绕组外表面积外绕组外表面积(裸露部分面积，裸露部分面积，m )： 外绕组外绕组(非裸露部分面积，非裸露部分面积，m )内表面积：内表面积：式中式中M 套有绕组的铁心柱数，一般三相套有绕组的铁心柱数，一般三相m=3，单相，单相m=2；

7、外绕组外半径，外绕组外半径，mm； 外绕组电抗高度，外绕组电抗高度，mm; 外绕组非裸露部分外绕组非裸露部分(内表面积中间气道处与空气接触表面内表面积中间气道处与空气接触表面)的半径，的半径，mm;N 沿绕组均匀分布的撑条数沿绕组均匀分布的撑条数; 撑条宽度，撑条宽度，mm; 如不设撑条时，则式中如不设撑条时，则式中N =0。 611110*2*XjjwHRmS)*2(*10*1611tjXjnbNrHmS1 jR1XH1jrtb10二二温升计算温升计算2.内绕组表面积计算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：内绕组各表面均为非裸露部分的表面积，按下式计算：式中：式中

8、：m、N、 同上述说明；同上述说明；内绕组电抗高度；内绕组电抗高度；内绕组各表面内绕组各表面(包括内、中、外各与空气接触表面包括内、中、外各与空气接触表面)的半径。的半径。3.绕组轴向气道有效散热系数绕组轴向气道有效散热系数气道有效散热系数根据生产实践经验证明，可按下式计算：气道有效散热系数根据生产实践经验证明，可按下式计算：气道高度；气道高度； H线圈高度；线圈高度；)*2(*10*2622tjXjbNrHmS2XH2jr46 . 1*56. 0HK11二二温升计算温升计算3.绕组单位热负荷绕组单位热负荷外绕组（外绕组（W/m ）:内绕组（内绕组（W/m ）:式中：式中：外绕组电阻损耗外绕组

9、电阻损耗(参考温度时参考温度时)，W;内绕组电阻损耗内绕组电阻损耗(参考温度时参考温度时)，W;由参考温度换算到温升试验时绕组温度的系数，由参考温度换算到温升试验时绕组温度的系数，H级取级取1.086； 外绕组外表面积，外绕组外表面积，m；11111*jnjwrjSKSPKq2222*jrjSKPKq1rP2rPK1jwS12二二温升计算温升计算1jnS 外绕组内表面积，外绕组内表面积，m ; 内绕组表面积，内绕组表面积，m; 、 外绕组及内绕组轴向气道有效散热系数外绕组及内绕组轴向气道有效散热系数.4.绕组温升计算绕组温升计算外绕组外绕组: 内绕组内绕组:式中：式中：外绕组温升，外绕组温升，

10、K；外绕组温升计算系数，经验设计验证取值外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4；内绕组温升，内绕组温升，K；内绕组温升计算系数，经验设计验证取值内绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.44。2jS1K2K8 . 0111*jqK8 . 0222*jqK11K22KC3 电源切断瞬间时绕组温度的外推法电源切断瞬间时绕组温度的外推法测测 量仪量仪 器器 可选人工读数的或自动记录的，模拟式的或数字式的在切可选人工读数的或自动记录的，模拟式的或数字式的在切断电源即时起大约断电源即时起大约20m in内应取得相当数量的离散值，作为外推电源内应取得相当数量的离散值，作为外推电源切断瞬间温升的数据用

11、这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间，切断瞬间温升的数据用这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间，从而得到所需的（电源切断瞬间）值由测从而得到所需的（电源切断瞬间）值由测 得得 的的 离散值构成的曲线离散值构成的曲线如图如图C2所示，曲线呈现出绕组温度在开始几分钟内变化最快，然后所示，曲线呈现出绕组温度在开始几分钟内变化最快，然后才逐渐缓慢。对热才逐渐缓慢。对热 时时 间间 常数大的变压器（容量较小的油浸自冷式），常数大的变压器（容量较小的油浸自冷式），其油温变化渐近线可认为是一条水平线。对于其油温变化渐近线可认为是一条水平线。对于 热热 时时 间常数较小的变间常数较小的变压器（特别是对强迫冷却的大型变压器）试验电源切断后要求冷却装压器（