多路溫度測試儀的變壓器溫升測試
日期：2024-08-08 18:35
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摘要：
變壓器各個部門有不同的允許溫升，不同的運行工況也有不同的允許溫升。決定允許溫升的因素有：變壓器的運行預期壽命、變壓器的**運行、變壓器的檢測技術。
繞組允許溫升：繞組的允許溫升是指整個繞組的平均溫升，由電阻法測得，允許溫升與絕緣耐熱等級有關。油浸式變壓器屬A級絕緣，由于傳統的繞組溫升測量法為電阻法，測得的溫升為平均溫升，A級絕緣允許的平均溫升為65K。平均溫升與繞組*熱點溫升之差假使為13K。在年平均溫度為20℃時，A級絕緣繞組*熱點溫度為20+65+13=98℃，此時A級絕緣具有正常壽命。干式變壓器各種絕緣的允許平均溫升：A級為60K，E級為75K，B級為80K，F級為100K，H級為125K，C級為150K。冬季繞組溫升低于平均溫升，繞組可延長壽命，夏季的繞組溫升高于平均溫升，繞組要犧牲壽命。如超品牌容量也要犧牲壽命，但超品牌容量運行時，油浸式變壓器A級絕緣繞組*熱點溫度不能超過140℃，即使犧牲的壽命不多，也不允許超過140℃，因超過140℃時油要分解出氣體而影響絕緣強度。所以油浸式變壓器A級絕緣的*熱點溫度不能超過140℃是從變壓器**運行出發的。
大容量變壓器有時有幾種冷卻方式，例如ONAN/ONAF，變壓器額定容量一般是指ONAF下的允許值，當風扇失去電源后，冷卻效率下降，如仍按ONAF冷卻方式下容量運行時，繞組平均溫升必將升高，故ONAN冷卻方式下必須降低容量運行，使繞組平均溫升不超過65K。
另外，雙繞組或三繞組變壓器中，二個或三個繞組應同時達相同的溫升，當一個繞組達65K平均溫升時另一個或二個繞組低于65K，則這樣的設計是不經濟的。油浸式變壓器還應使油面頂層與幾個繞組平均溫升同時達允許溫升是較為經濟的。即油面頂層溫升達55K，繞組平均溫升達65K為經濟的方案。在設計階段，就合理選取每一繞組的電流密度，在保持負載損耗不超過標準值時使各個繞組的溫升接近65K，同時油面頂層也達55K。但是，這對強油循環的變壓器是難以達到的。因強油風冷式變壓器的油頂層溫升一般為40K，強油水冷式變壓器的油頂層溫升一般為35K。
實際上，油面頂層溫升與繞組平均溫升很難同時到達極限允許值，因此，一般不能根據油面頂層溫升來判斷繞組平均溫升。這也是大容量變壓器既裝油面溫度指示儀與繞組熱點溫度指示儀的原因。如單裝油面溫度指示儀時，有時較難判斷繞組平均溫升。尤其強油循環冷卻變壓器。
在分析變壓器溫升時還要注意冷卻介質的溫度：
一般風冷式變壓器的冷卻介質為空氣，水冷變壓器冷卻介質為水。
當裝有封閉母線時，低壓套管在封閉母線內的介質雖為空氣，但溫度為80℃。所以當低壓套管用于敞開式時與用于封閉母線內時有不同的允許溫度。一般，用于封閉母線內的套管要降低額定電流，因封閉母線內空氣溫度較高。
由此可知，引線、套管、有載分接開關或無載分接開關的允許溫升決定于其周圍介質的溫升。變壓器又具有一定的超品牌運行的能力，帶電組件也應具有相同的能力，既有一定的壽命，又不影響**運行。
前面分析的油面頂層溫升與繞組平均溫升是指穩態下的溫升。有時，在運行中常有瞬時負載的變化，如突然接入較大負載，突然甩負載，此時還應注意溫度變化的時間常數。
油的時間常數較大，就是負載變化后，油面溫度在較長時間后才能達穩定溫升值，而繞組的時間常數較小，繞組平均溫度能較快地隨著負載的變化而變化。
當負載增加時，不能認為油面溫度沒有變化，而繞組溫度也沒有變化。油的時間常數較大，油面溫度上升較慢，繞組時間常數較小，繞組溫度上升較快。如有繞組溫度指示儀，這個指示儀也應有較好的響應時間，時間常數也要很小。
要控制ONAF風扇啟動就不能靠油面溫度指示儀，只能由繞組溫度指示儀實現，或由套管電流互感器來控制。
在變壓器中，有時漏磁產生的損耗密度太大時，會產生局部過熱。大電流引線附近的箱壁，大電流套管引出處箱蓋等處，有時會有局部過熱。引起油分解出氣體的局部過溫度是不允許的，這會引起可靠性的下降。這就要采取措施改變漏磁的途徑，采取隔磁措施或在漏磁集中處用不導磁材料。
變壓器在運行中，不可避免地會有短路，變壓器短路時將流過短路電流，此時，變壓器迅速發熱，由于短路電流很大，變壓器等于在絕熱條件下運行而不考慮散熱。
A級絕緣銅導線繞組在短路時的允許溫度為250℃。
為保持這一溫度不超過，要在設計中計算短路電流下許用電流密度，使在允許的持續時間時銅導線不超過250℃。
銅導線的機械應力允許值與溫度有關，銅導線的工作溫度超過，允許應力降低。所以在引伸率為0.2%時允許應力應是250℃下的許用值。
研究變壓器允許溫升時，還有幾點要引起注意：
(1)有載調壓變壓器中有載分接開關內的過度電阻器，應使有載分接開關在連續操作下，電阻器對油溫升不超過350K。
(2)做溫升試驗時，外部的熱不要倒流入變壓器，如短接引線電流密度太大就屬這種情況的例子。
(3)可在繞組內埋設傳感器靠光導纖維引出以測繞組熱點溫度，這樣，更能測出變壓器的超品牌運行能力。
(4)高海拔處運行的變壓器，應注意高海拔處的散熱困難，但同時高海拔處的周圍環境溫度會下降，二者有時可補償。
(5)干式變壓器的鐵心溫度會影響靠鐵心柱繞組的溫升。
(6)散熱器內不能有剩氣沒有放出，散熱器上必須要有放氣塞，在溫升試驗前先放氣。
(7)散熱器的散熱中心比發熱中心要高為好。
(8)箱蓋下不能有死油區。
(9)散熱器或冷卻器進入油箱中油，要能流入繞組，不能在繞組外空間短路流通。
(10)溫升試驗用機組要有足夠容量，必要時可用電容器補償。溫升試驗前后油中含氣色譜分析是檢測有無過熱的檢測手段，但溫升試驗時間要足夠長。也可用液相色譜分析檢測糠醛含量來判斷有無低溫過熱。
