干式变压器线圈温升计算分析

干式变压器损耗产生的热量是通过热传导，对流和辐射等散发到周围冷却介质中。

由于绕组、铁心结构型式的不同，绕组、铁心的温升计算也不尽相同，而且在很大程度上依赖于试验和经验。

一般温升计算的经验公式为：n kq τ= （1）式中：τ—绕组或铁心对周围环境的温升k 、n —经验系数q —绕组或铁心有效表面热负荷由于干式变压器的结构型式的不同，铁心、绕组的相对位置的不同，经验公式的取值也不同。

干式变压器温升的一般原理是：干式变压器的损耗转换为热量，这些热量一部分由表面向周围冷却介质散发出去，另一部分则提高了变压器本身的温度；当在一定时间内，干式变压器本身温度不再升高时，变压器进入稳定状态，其最后温升为τ时，则：P aS τ= 或变形为：/P aS τ= （2）式中：P —干式变压器的总损耗，WS —冷却面积，2ma —散热系数，即干式变压器的温升为1℃时，每秒从单位面积上所发散的热量 另外，假设干式变压器的损耗全部用来提高变压器本身的温度，整个过程中没有任何热量损失或发散于周围的冷却介质中，该过程为绝热过程，则有：PT CG τ= 或变形为/PT CG τ= （3）式中：T —时间常数C —比热G —质量，kg假设干式变压器处于理想的稳定状态，此时干式变压器的温度升高将为最大，即温升最大，称其为稳态温升。

由式（2）与式（3）可知，干式变压器的稳态温升可以等效为一条直线。

实际上，由式（1）可知干式变压器的温升是一条指数曲线，在计算干式变压器的暂态温升时，将其等效为直线是不准确的。

将式（2）代入式（3），可得：/T CG aS = （4）由式（4）可知，干式变压器的T 为一固定数值，即时间常数。

在此时间内，当无散热时，a 为常数，当0t =时，0t ττ=，则： //0(1)t T t T t e e τττ--=-+ （5）式（5）表明，当0t ττ>时，表示t 时刻温升大于初始温升，故式（5）代表干式变压器的发热过程；反之，当0t ττ<时，表示t 时刻温升小于初始温升，式（5）代表干式变压器的冷却过程。

干式变压器带外壳时的温升分析摘要：本文主要研究了干式变压器带外壳时的温升问题，针对干式变压器带外壳的条件下的外壳升温情况进行总结和分析，希望可以为此后类似的研究提供参考和借鉴。

关键词：干式变压器；带外壳；温升前言随着我国干式变压器的研究越来越深入，我们要思考干式变压器带外壳时的温升的原因，针对该问题，进行深入研究和总结，才能够更加明确其发展和研究的思路，提高设备使用质量。

1、干式变压器的特点及存在的误区近年来干式变压器得到迅速发展，究其原因，主要是其具有传统油变不具备的如下特点：阻燃性能、安全性能良好，能够在负荷中心进行安装；轻重量小体积，安装方便；低耗能、高效率；无污染，易维护；耐潮、耐热；机械强度高，不易开裂；局部放电量小。

但是也正是这些优点，容易让人在其运行使用中产生误区，放松警惕，疏于运行管理，减少维护甚至常年不进行维护，不注意设备在防潮、散热等方面的要求，这不仅会缩短干式变压器的使用寿命，而且有可能严重影响设备安全，酿成事故。

所以对于干式变压器，仍需加强设备的巡视、检查及设备的维护，确保设备的安全运行，延长使用寿命。

在运行过程中，干式变压器的核心构件铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中，而仅是依靠空气对流对自身进行冷却，这就决定了干式变压器对恒温的需求较小。

进而，除却设备运行所必要的滑润外，决不依赖油浸的干式变压器基本不存在火灾和爆炸的风险隐患，更不存在污染环境的弊端。

2、干式变压器外壳通风的重要性影响干式变压器运行温升的原因有很多，除变压器自身产生热量的大小、散热气道的大小，器身高度等原因外，也与外壳的防护等级以及外壳内、外环境温度、空气流动速度等因素密切相关。

变压器本身的参数选取及其散热气道大小要与结构相适应。

外壳的散热能力对变压器温度系统也起着举足轻重的作用，如果外壳内、外的空气流通不好，外壳内的热量也会越积越多，长期运行后壳体内环境中的空气温度会越来越高，变压器的温升加上较高的环境温度，对整个系统是很危险的，因此，必须重视外壳内外的通风要求。

• 64•模拟负载法下矿用干式变压器线圈温升的计算过程中煤科工集团重庆研究院有限公司 张少杰引言：依据现场变压器模拟负载法下所得数据，本文对其计算过程进行了详细分析。

0.前言依据JB/T 3955-2006《矿用一般型电力变压器》和GB/T1094.11-2007《电力变压器第11部分：干式变压器》等标准规定。

线圈温升试验可采用模拟负载法：即可先进行绕组短路试验，直到铁心和绕组温度达到稳定为止，然后进行空载试验，直到铁心和绕组温度达到稳定为止[1]。

标准虽然给出了方法，但还是有很多初学者不知道怎么得出具体的结果，在此，本文给出了答案。

1.试验数据根据GB14048.1-2012第8.3.3.3.1条要求，试验中，周围空气温度应在+10℃～+40℃之间，其变化应不超过10K [2]。

经现场负载试验实测得：冷态环境温度：T 1=10.2℃；热态环境温度：T 2=11.9℃；实测冷态线圈电阻值：R 1=1.179Ω。

查表得线圈材质电阻温度系数：另温升稳定后，实测热态电阻数据如表1所示。

表1 负载下热态电阻值序号时间电阻值，Ω11′ 1.60121′30″ 1.59732′ 1.59142′30″ 1.58753′ 1.58363′30″ 1.57974′ 1.57684′30″ 1.57295′ 1.569105′30″ 1.566116′ 1.563126′30″ 1.561137′ 1.559147′30″ 1.557158′ 1.555168′30″ 1.553179′ 1.552189′30″ 1.5501910′1.549其中时间为试验结束后电源切断瞬间开始计时的时刻时间，测量数据为19组，满足一般线圈测量数据大于10组要求。

根据上述数据，利用武汉高压研究所外推法温升计算程序可得出电源切断瞬间零时刻的热态电阻值R 2=1.6138Ω，如图1所示。

图1负载下热态电阻温升曲线同理，经现场空载试验实测可得：冷态环境温度：T 1=10.2℃；热态环境温度：T 2=11.9℃；冷态线圈电阻值：R 1=1.179Ω；另温升稳定后，实测热态电阻数据如表2所示。

干式变压器的允许温度和温升干式变压器是用于输电和电力分配领域的一种重要设备。

与液体冷却变压器不同，干式变压器是通过自然空气或强制风冷却的方式来保持运行温度。

因此，干式变压器的允许温度和温升是十分重要的性能指标。

本文将分别从允许温度和温升两个方面探讨干式变压器的相关知识。

允许温度干式变压器的允许温度是指变压器在长期运行过程中允许的最高温度，通常以绝缘材料的热稳定性和电气性能为限制条件。

根据变压器内部的电气结构、绝缘材料和制造工艺不同，允许温度也有所差异。

在常规情况下，干式变压器的允许温度一般为130°C，但是也有一些铜箔型干式变压器的允许温度可以达到155°C。

在使用干式变压器时，应该对允许温度有清晰的认识。

当变压器运行时，温度会随负载的变化而不断上升，直到达到允许温度为止。

因此，在设计和运行变压器时，需要考虑负载的变化以及环境温度等因素，以确保变压器能够在允许温度范围内正常运行。

温升干式变压器的温升指的是变压器内部的绕组和铁芯温度与环境温度之间的差值。

温升决定了变压器内部的热平衡状况，对变压器的使用寿命和运行可靠性有着至关重要的影响。

在一般情况下，干式变压器的温升不应超过铁芯的平均温升的限制，通常在100°C左右。

温升的大小与变压器的功率、电流密度、风扇数量和风道结构等因素有关系。

为了控制变压器的温升，需要对这些因素进行综合考虑和合理设计，确保变压器内外的温度平衡和制冷系统的正常运行。

总结干式变压器是电力输配电领域不可或缺的重要装备。

了解干式变压器的允许温度和温升对广大从业人员来说是十分重要的。

在变压器的设计、制造、安装和运行过程中，都需要严格控制允许温度和温升指标，以确保变压器的安全正常运行，同时优化变压器的制冷方案，提高变压器的使用寿命和可靠性。

干式变压器绕组温升计算方法分析傅华强 20031发热与散热的平衡—绕组的稳定温升绕组上的损耗功率是绕组温升的热源,这是比较好算的.而绕组的散热则是一个比较复杂的问题.在绕组内部热量通过传导的方式传到绕组的表面,在表面则通过对流和幅射的方式传到外界环境中去.当绕组的发热与散热达到平衡时,就是绕组的稳定温升。

绕组的散热是一个复杂过程。

影响绕组散热的主要因素：绕组温度；绝缘层厚；绕组外包绝缘厚：绕组外包绝缘材料的散热性能；散热气道的宽度和长度；气流速度；铁芯和相邻绕组散热的影响等。

因而绕组温升计算随其所用绝缘材料和结构的不同而不同。

2 绕组温升计算的数学模型绕组的稳定温升一般用一个简化的公式进行计算,不同的结构和绝缘材料的绕组所用系数是不同的。

公式运用的温度范围也是有限定的。

如: τ＝ K Q XQ ＝ W／SS＝∑ αi S i式中：τ—绕组温升；K—系数；X—与散热效果有关的系数,散热越好X的值越小；Q— 绕组的单位热负荷 W/m2W—参考温度下的绕组损耗功率 WS— 等效散热面 m2S i— 绕组散热面 m2αi— 散热系数2.1 不同结构型式的变压器所用的计算公式是不同的。

2.2 干式变压器的散热主要是对流和幅射完成的，非包封变压器的传导温升所占比例很小，因而有些计算公式将层绝缘与外绝缘造成的传导引起的温升计算省略了，有些公式还要加上传导引起的温升，如西欧树脂绝缘干式变压器的计算公式。

2.3 黑体面的热量幅射与绝对温度的4次方成比例的，在一个不大的温度段，对流和幅射对散热的综合影响造成的温升式中系数X—与散热效果有关的系数,散热越好X的值越小.如油浸变压器层式绕组温升X值取0.8，而强迫油循环时X取0.7，饼式绕组X取0.6。

一般干式变压器X值取0.8，当温升在80K 左右时，由于温度高时散热效率高，在一些计算公式中X取0.75，因而当温升在100—125K时，X的取值应该再小些。

2.4 当温升范围较大时，用一个计算公式会首尾不能兼顾，需要用两个以上的公式，它们的X值不同，即斜率不同。

干式变压器短路后绕组平均温度
摘要：
一、干式变压器短路后绕组温度升高
1.短路对绕组温度的影响
2.绕组温度的变化趋势
3.影响绕组温度的因素
二、干式变压器绕组平均温度的计算方法
1.计算绕组平均温度的公式
2.计算中涉及到的参数及其含义
3.计算实例及结果分析
三、降低绕组温度的措施
1.选择合适的变压器参数
2.改进冷却系统设计
3.提高运行维护水平
正文：
干式变压器短路后绕组平均温度会显著升高，这对变压器的正常运行和设备寿命都具有重要影响。

在短路发生后，绕组温度会发生变化，其变化趋势与短路类型、短路位置、变压器参数等因素密切相关。

因此，了解这些因素对绕组温度的影响，对于分析和预测变压器的状态具有重要意义。

为了更好地了解绕组温度的变化，需要计算干式变压器短路后的绕组平均温度。

计算平均温度时，通常采用以下公式：
T_avg = (T1 + T2 + T3 + ...+ Tn) / n
其中，T_avg表示绕组平均温度，T1、T2、T3...Tn表示各个测量点的温度，n表示测量点的数量。

在计算中，需要考虑绕组的热容量、热传导系数、表面辐射系数等因素，这些参数对于计算结果的准确性具有重要影响。

在实际应用中，可以通过改进冷却系统设计和提高运行维护水平等措施，降低绕组温度。

例如，可以优化冷却风道设计，提高冷却效果；加强变压器的运行监测，及时发现并处理故障；合理调整负载，避免长时间过载运行等。

总之，干式变压器短路后绕组平均温度的计算及降低措施是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

小型干式变压器温升计算方法1. 小型变压器温升计算(无气道)本计算方法按《电子变压器手册》计算公式编制，适用于绕组间无气道的小型变压器温升计算。

1.1将铁芯和绕组当成一个发热整体计算绕组温升。

1.2 散热面只取外表面，散热系数一般取0.9。

1.3 计算公式：τ=539/ KS * ((PO + PK)/(SCU * 0.01 + 1.5 * SFE * 0.01/KR))^0.8式中:KS——散热系数。

无气道，取0.9SCU——线圈散热面mm2SFE——铁芯散热面mm2KR——热平衡系数KR = 1.414 *（1/（1+1/（1.5 * SFE / SCU * PK/PO）））^0.5 2.小型变压器温升计算(有气道)本计算方法按《电子变压器手册》计算公式编制，适用于10kVA以下绕组间有气道的小型变压器温升计算。

2.1将铁芯和绕组温升分开计算。

2.2 散热系数KS外绕组取0.95，内绕组：当气道=10～12时取0.5；18～20时取0.66。

2.3 三相变压器的绕组散热面按3相的面积。

2.4 各次级间无气道时当成一个计算单元。

2.5计算公式：τ=539/ KS * (PK/(SCU * 0.01))^0.83. 中小型变压器温升计算本计算适用于10kVA以上干式变压器的温升计算。

按干式电力变压器的温升计算公式。

3.1 铁芯和绕组温升分开计算。

3.2 散热系数由气道宽度和绕组高度确定。

3.3 三相变压器的绕组散热面按3相的面积。

3.4 各次级间无气道时当成一个计算单元。

3.5 计算公式：按电力变压器计算公式。

基于有限元法的干式变压器损耗与温升分析干式变压器是一种电气强度、机械强度和耐热强度都很高的变压器。

随着我国城乡电网建设进程的加快和电力行业对节能的需求，干式变压器的应用也越来越广泛。

而这同时也对干式变压器的性能和质量提出了更高的要求。

为提高干式变压器的工作容量并降低损耗和温升，文章利用有限元分析软件（ANSYS）研究了其内部的损耗和温升情况。

本研究可缩短变压器的设计周期，降低设计成本，有利于其优势的发挥。

标签：干式变压器；磁场分布；铁心损耗；温升引言干式变压器相对于油浸式变压器而言，防火性能大大提高，特别适用于城市、室内及人口密集的中心场所[1]。

在发达国家中，干式变压器的应用已占到配电变压器总量的一半。

随着我国城市化进程的加速，干式变压器也将发挥更加重要的作用。

然而因为没有变压器油的存在，由于绝缘的限制，其电压等级不能足够高；由于温升的限制，其容量不能足够大。

干式变压器投入运行后，它的运行寿命要受到负荷和环境条件的影响，其中热效应对绝缘材料的影响最大。

绕组温度超过绝缘耐温限制而导致的绝缘破坏，是造成变压器不能正常工作的主要原因之一。

因此，对干式变压器的损耗和温度场的研究有着重要的实际意义。

损耗包括铁损、铜损和杂散损耗，在这些运行损耗中，除绕组的电阻损耗外，其余损耗都是由磁通产生的[2]。

损耗的计算是温度场分析的基础[3]。

变压器的容量越大，漏磁场就越强，从而使稳态漏磁场引起的各种附加损耗增加，热性能变坏，最终导致绝缘材料的热老化与击穿。

为了缓解这些矛盾，必须对磁场、损耗和温升进行全面的分析。

1 建模分析这里选用的变压器为10kV/400V三相干式电力变压器。

额定容量SN=100kV A，短路损耗Pk=2100W，空载损耗P0=550W，根据《三相干式电力变压器技术参数和要求》等行业标准，铁芯的磁通密度为B=1.623T。

在求解方法的选择上，因为棱边单元法的自由度与单元边有关，而与单元节点无关。

干式电力变压器温绕组温升试验不确定度分析温升试验属于干式电力变压的型式试验，其主要原理是：根据变压器绕组材质（铜或铝），因其电阻随温度的改变会有特定的规律的变化。

试验整个过程分空载温升和负载温升两个阶段，空载温升需对样品施加额定电压，负载温升需对样品施加额定电压。

每个阶段最终目的使样品绕组、环境温度均达到热平衡状态后，测得达到温升热平衡状态并断开电源瞬间时的样品绕组电阻值、环境温度值。

由于无法在断电瞬间测得电阻，所以在断开开关后需要通过短时间间隔多次测的电阻值，采用倒推法拟合曲线或绘图等方式，确定电源断开时热态电阻值。

由于整个试验过程中，测量设备、检验人员的素质、环境条件等因素都可能影响试验结果，所以需对试验结果进行不确定度分析。

根据CNAS-GL007：2018《电器领域不确定度的评估指南》要求，对干式电力变压器绕组温升负载温升阶段进行不确定度分析。

一、测量方法试验开始前，绕组在环境温度中放置一段时间，使绕组温度与环境温度尽量一致，测量并记录此时的冷态电阻值和环境温度。

用温度巡检仪探头分布试品周围的装有绝缘油烧杯中，取平均值。

温升稳定后每隔五分钟记录一次冷却介质温度，带电测量时绕组的温度。

被测试品切断电源后，应尽快测量和记录绕组电阻。

1.1试验样品参数样品型号：SCB10-800/10,额定容量：800kVA，额定电流：46.2/1154.7,频率：50Hz，冷却方式：AN，绝缘耐热等级：F级。

1.2、主要试验仪器变压器综合测试系统,型号：SYBS-21；温度巡检仪,型号：YD510R；直流电阻测试仪，型号：JYR。

1.3试验过程SCB10-800/10干式电力变压器负载温阶段升试验。

测温点：绕组每相1个点，铁芯每相1个环境温度4个。

试验样品低压侧短接，高压侧施加额定电流，施加的额定电流尽量接近额定电流值，不能小于额定电流的90%，每小时间隔对各测温点进行温度测量，直到各测温点的温度变化＜1K后，视负载温升达到稳定平衡状态，再进行ab进行直流电阻测量和计算。