变压器绕组热点温度对运行的困扰高压开关柜

变压器绕组热点温度对运行的困扰

变压器绕组热点温度对运行的困扰 2011： １．绕组温升与热点温度 　　变压器绕组的温升是指因电流引起绕组导体发热达到的温度与外部（油浸变为油箱外）冷却介质的温度差，可用“K”表示。它是用于对变压器设计和对热特性参数评价的一个指标。温升试验可获得额定负载下的绕组平均温升。温升随负载电流的大小而变，而与环境温度变化无关。 　　变压器绕组温度是温升和环境温度的综合作用。对绝缘老化影响最严重的发热部位的温度是最受关注的，但不能用平均温升与环境温度相加而得，需要探索平均与热点间的差值。绕组的热点温度随绕组温升和环境温度两者而变化。对于绕组平均温度（升）与热点温度（升）的差值，严格说来，不同设计的变压器，特别是不同冷却方式的变压器是不同的。当负载倍数不同时，差值也是变化的。我国通常取油浸变为13K。因为不能确定平均温度加上13K就是最热那个点的温度，所以在热点温升表述时，不说“最热点”为好。变压器标准规定的绕组平均温升不大于65K，因此热点温升为78K。按等效的最高年平均温度20摄氏度计算，98摄氏度就成为对油浸变压器绝缘热老化作用计算的基准值。 　　２．油浸式变压器的负载类型 　　正常周期性负载：是指变压器在额定或超过（在限值内）额定电流和在低于额定值下周期性的交替运行，只要在较长一段运行期内，平均相对老化率不大于1的运行方式。容量大小不同，变压器的热点温度的限值为120～140摄氏度。 　　长期急救周期性负载：由于与之相关的变压器检修、运行方式改变以及用户负载增加等，为减少停电损失，有的变压器将在较长时间内周期性的超过（在限值内）额定电流运行。整个运行期间的相对老化率可能大于1或远大于1。不同变压器的热点温度限值是130～150摄氏度。需综合考虑社会和经济效益决定采用这种运行方式，风险很小。 　　短期急救负载：相当于原规程中的事故过负荷，但现在需要按温度控制而更科学。当站内某台变压器有故障或系统局部故障时，部分不能切除的负载急需转移到该变压器时的运行方式，除电流限值外，热点温度限值可以达到160摄氏度，且配电变只受电流倍数2的限制。考虑到绝缘有一定的风险，只允许持续半小时。 　　一般来说，在环境温度较高时，变压器出力受到热点温度限值的制约，而在较低的环境温度下，负载电流倍数将是制约的条件。在用电紧张情况下，按急救负载规定限值，对保证持续供电是有利的。 　　３．不应把98摄氏度作为“限值” 　　今夏很多地区长期高温酷暑，准定在95摄氏度下（<98摄氏度）的绕组温度计频频报警，特别是也装了这种温度计的并联电抗器。因为并联电抗器一投入就是满载（环境温度40摄氏度为正常运行条件，如按65K平均温升设计，热点温度可达118摄氏度），一般采用自冷而没有备用冷却器可投，于是有的加风扇、有的淋水还是不行，甚为麻烦。 　　把报警温度准定得如此低的原因是把设备的设计条件和运行工况的概念混淆了，其中有误解也有误导。有的变压器对使用98摄氏度限值的矛盾不突出不是因为这些变压器的设计有什么特别之处，而是运行的负载率很低，温升也就低，这是多数降压变的情况；还有中小型变压器装绕组温度计的很少，而未受到此限制（其实顶层油温与绕组温度的关系还是有相应规律可循的）。　　４．变压器寿命与温度的关系 　　如不考虑变压器纤维绝缘内在质量以及水分、氧气等对绝缘老化的影响，按蒙辛格规则推出的热老化6度法则可表述为：“在80～140摄氏度的温度范围内，油纸绝缘的老化率随温度变化的系数取为常数，也就是温度每增加6K，老化率增加1倍。”负载导则把98摄氏度时的老化率定为“1”，因而温度降低到92摄氏度时老化率为“0.5”，温度上升到104摄氏度时为“2”，以此每增加6K老化率为4、8、16……应注意的是：老化率增加的倍数不能直接等同于寿命降低的数值，寿命长短受多种因素影响。“设计寿命20年”已是数十年约定俗成的说法，除了因缺陷而夭折外，实际寿命要长得多。不过对提出更长不同使用寿命的承诺不应作为直接评价产品的依据，主要看其性能指标和制造水平。变压器绝缘的剩余寿命虽无法计算，按负载导则可计算其在一定负载期内的“相对老化值”。将不同老化率和时间进行积分或分段累加，可计算出较长一段时间（按天、月或年）的寿命相对损失。总之，不同老化率对寿命的影响和所持续的时间有关，还有高温损失可用低温补偿的原则。如在一天24小时内，统计出2小时的老化率为2、10小时的平均老化率为1、12小时的平均老化率为0.8，则2×2＋10×1＋12×0.8=23.6，计算结果略低于24，由此可认为其正常寿命损失为24小时。

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