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关于配电变压器温升的试验方法分析与比较

三新电力 - 技术部    2020-09-04    浏览:    二维码

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摘要:转载自: 变压器技术杂志 1.前言 为了有效对变压器的实际运行状态进行检验,都要对变压器进行温升试验。变压器对温度往往比较敏感,如果变压器的温升过快,就会对绝缘材料造成非常大的影响,一旦超过标准的范围,就会对变压器的安全运行...

转载自:变压器技术杂志

1.前言

为了有效对变压器的实际运行状态进行检验,都要对变压器进行温升试验。变压器对温度往往比较敏感,如果变压器的温升过快,就会对绝缘材料造成非常大的影响,一旦超过标准的范围,就会对变压器的安全运行和使用寿命,造成非常大的影响。

三新电力大电流温升试验现场试验图

2.变压器温升试验概述

在变压器的试验过程中,温升试验是所需工作量最大且最为费时的一项试验。通过该试验的验证,能够有效衡量变压器的设计质量,检查变压器各部分的温升是否可以满足变压器的实际使用要求,为变压器的进一步设计优化,可以打下一个良好的基础。由于变压器的类型种类较大,需要选用针对性的温升试验方法,这样才能保证试验的效率和结果的准确性。

变压器温升试验主要是为了验证变压器的设计是否合理,以及冷却系统是否正常发挥了作用。配电变压器温升试验主要是为了检测顶层油温和高低压绕组的温升是否符合相关标准和技术协议书的要求。其在试验过程中,主要分为两个阶段,施加总耗阶段和额定电流阶段。在施加总耗损阶段,主要是为了测量油顶层温升[2]。在第二个阶段,当顶层温升测定完成后,可以施加额定电流一个小时,然后迅速切断电源,并打开短路接线,对高低压的电阻值进行测量。然后基于上述的测量数据,有效计算出变压器额定频率、额定电压和额定电流、低压绕组的平均温升等。在本文中,主要介绍干式变压器两种常用的温升试验方法,及模拟负载法和相互负载法。

3.模拟负载法

模拟负载法进行干式变压器的温升试验需要分步来进行。首先进行空载试验,让励磁铁芯发热,等到温度稳定后再进行短路试验,直到其温度稳定为止,分别测出在空载试验下的绕组温升和短路状态下的绕组温升。最后根据两个阶段的温升,算出总温升。

空载温升试验,采用的是一侧开路,另一侧加额定电压的方法。将温度计布置造需要测量的点上,然后让铁芯因为空载损耗而发热,直到保持温度的稳定。由于在空载试验的过程中,绕组并不发热,铁芯和绕组之间的热交换过程并不能有效显示出来,测得的值也只是一个参考值,不能作为实际温升进行考核。当铁芯温度稳定后,再测绕组的温升[3]。

测得的温升是通过测量绕组电阻率的变化而间接得出来的,属于平均温升。其在切断电源后会首先测得一个值,然后每间隔30秒测量一个值,连续测十次,之后每隔10分钟测量一次。所测得值需要采用半对数坐标做出曲线,然后根据外推法测量其瞬时热电阻值。短路温升试验是放在空载温升试验之后进行的。短路温升变压器的接法和空载温升试验是一致的,采用的低压侧短路,高压侧供电。在对测试线路检测完成后,在高压侧施加额定电流,变压器由于绕组短路而发热,等到温升稳定之后,再测试高、低压绕组的热电阻值。

最后,计算出高低压绕组的短路温升,测试方法和计算方法与空载温升试验相同。根据空载时和短路时测得的高低压绕组的温升,来计算出绕组的实际温升。

相互负载法是利用一台与试验电压比和连接组相同的辅助变压器,一侧绕组进行额定励磁,另一侧绕组通过辅助变压器和试品同名端并联,通过调节负载辅助变压器的输入电压,来对负载电流进行调整,让其达到额定的值。辅助变压器的电源可以和额定的励磁电源相同,也可以不同,但不论是哪种电源,都应该保证电源的相位和频率完全一样,这样才能保证试验的顺利进行。

4.变压器温升试验方法分析与比较

当前的温升试验达到采用的短路连接法,分别对两个阶段进行试验,但具体的试验和计算方法还是有非常大的差异,主要体现在温度测量方法、油平均温度计算方法以及绕组断电时刻热电阻外推法。在温度的测试方法上,有的厂家采用的顶层油温采用的水银温度计,散热器上、上下端采用的是红外点温仪进行非接触测量。有的厂家采用的是将温度传感器贴在散热器上进行测量。在平均温度的计算上,有的厂家是利用顶层油温度减去散热器上端和下段的温度均值得到的平均温度值,有的厂家将顶层油温和地层油温的均值作为油的平均温度。在断电时刻绕组热电阻的计算上,有的厂家是基于测得的离散热电阻值之间的差值,并将其拟合成直线方程,然后得到断电时刻的电阻值。有的厂家是将测得的离散值减去R20,并按照指数曲线方程,然后得到断电时刻的电阻值。

在进行变压器温升试验过程中,应该在室温的范围内进行测试,将总损耗输入到被测试变压器中,并测得标准值和实测值中的较大者。如果是油浸式变压器,其温度不应该超过1K/h,并维持三个小时以上,这时其内部的温度才能达到稳定,变压器的产热量和散热量才会在一个平衡的状态。在油浸式变压器短路试验的过程中,其试验线路和负载试验应该保持相同,为了有效减少接线时的工作量,温升试验往往在负载后的试验进行。先对变压器施加总损耗,等到内部冷却油温度稳定后,再测量其实际的温升,然后将变压器的电流降为额定电流大小,并稳定电流一个小时,然后迅速切断电源,采用电阻法测量绕组的实际温升。

5.结语

变压器温升试验是衡量变压器性能的一个重要指标,虽然变压器的种类十分繁多,在功能上的差别很大,但温升试验的过程是基本一致的。由于在实际试验过程中,对试验结果造成影响的因素往往非常多,这需要试验人员加这些因素都考虑进来,在现有的条件下,采取有效的手段,来降低外界因素的干扰,这样能够获得更加准确的数据。

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