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。

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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电 阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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q j2
式中：
K * P r2 K 2 * S j 2
Pr1 ——外绕组电阻损耗(参考温度时)，W;
Pr 2 ——内绕组电阻损耗(参考温度时)，W; K ——由参考温度换算到温升试验时绕组温度的系数，H级取1.086；
S jw1 ——外绕组外表面积，m² ；
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二 温升计算
S jn1 ——外绕组内表面积，m²; S j 2 ——内绕组表面积，m² ;
二 温升计算
2. 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：
S j 2 m *H X 2*106 * (2 * * rj 2 N * bt )
式中：m、N、 同上述说明；
H X 2 ——内绕组电抗高度；
r j 2 ——内绕组各表面(包括内、中、外各与空气接触表面)的半径。
K 2 ——外绕组及内绕组轴向气道有效散热系数. K1 、
4. 绕组温升计算 ℃ ℃
外绕组:
1 K1 * q j10.8
内绕组:
2 K 2 * q j 2 0.8
式中：
1 ——外绕组温升，K；
2
K1
——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4； ——内绕组温升，K；
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变压器设计-温升
1
内容 Content
一 温升相关标准 二 温升计算
一

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。

干式变压器温升计算方法nsformerLIUZai-ben.LUOJin-hai (SanbianScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Sanmen317100,China) Abstract.Themethodtocalculatetemperaturerisesofcoreandwindingindry—-typetransformerisintroduced.Thecalculatingexampleispresented. Keywords:Dry-typeransformer;Temperaturerise;Calculation1引言干式变压器温升计算比油浸式变压器复杂,主要因为空气冷却方式的散热不仅靠对流,而且靠辐射.各部位温升的计算值与实测值之间不能出现较大误差,过高则影响绝缘寿命,过低则造成体积增大和成本增加.温度是空间和时间的函数,,Y,z,t).对于稳定的非时变场,,Y,z).可见温升分布复杂,一般情况下认为铁心,绕组形状为圆柱体.圆筒体.在实际设计计算时通常分别假设一个平均温升,这就是常用的工厂计算方法.该计算方法适用于环氧浇注式,一般温升计算的经验公式为:丁=后q(1)式中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,绕组的相对位置不同,经验系数的取值也不同.实际进行工程计算时应根据产品结构进行选择计算.2理论基础干式变压器的损耗转换为热量,一部分提高了本身的温升,一部分由表面向周围冷却介质散发出去.在一定时间内本身温度不升高,而进入稳定状态,其最后温升为1-时,则P=-~T(2)或仁,K(3)式中干式变压器的总损耗,WS——冷却面积,m散热系数,即干式变压器的温升为lcI二时,每秒从单位表面积上散出的热量另外,当假设全部热量用来提高变压器的本身温度,该过程为绝热过程,则PT=CG7(4)或仁品(5)式中时间常数D一比热,J/(kg?K)G——质量,kg由式(3)和式(5),可得(6)0’在此时间内,当无散热时,口为常数,当t=O,=丁n,则丁=(1-e)+丁0e(7)式(7)表明,当&gt;丁0时,表示稳定温升大于初始温升,为发热过程;当&lt;丁0时,表示稳定温升小于初始温升,为冷却过程.第5期柳再本,骆金海:干式变压器温升计算方法15 式(7)在工程上常用来计算于式变压器的短时温升.此时可以先按理想条件下的绝热过程计算稳态温升,再计算t时间的干式变压器的短时温升.3温升的工厂计算方法3.1铁心温升计算铁心对空气的温升有一种工程计算方法为:7=-0.36q瞄=0.36(P/S)明(8)式中铁心损耗,W.s——铁心的有效散热面积,m需注意的是,0.36与0.8为经验系数,因铁心的结构,材料不同而变化.其中S=SI+.s2+.s34,Sl为上铁轭顶表面积;.s2为上下铁轭旁表面积;.s,为铁心柱裸露表面积;为铁心柱被遮盖表面积;后:0.56(.6/日)幡为散热系数.本文讨论另一种简便和合理的方法,即0.36x(鲁)(9)Aa.-)0式中一单柱铁心损耗,W,对应于低压绕组导线高度日..由于不同设计方案下磁通密度B不同则不同,所以取参考磁密B=I.5T.s广铁心柱被低压遮盖表面积,m,So=‘rrdo?Hl——散热系数,=0.56(Co.)变压器的分层简图如图l所示.图1变压器的分层简图Fig.1Layerdiagramoftransformer如——铁心柱直径C一铁心柱与低压绕组阃的距离H.——低压绕组导线高度需要说明的是,对于容量小于2500kV A的干式配电变压器,一般铁心较矮,不需精细地计算,但对较大的干式变压器或某些较特殊的干式变压器, 进行铁心的温升计算还是必要的.3_2低压绕组各主层温升计算如图1所示,该干式变压器按气道分隔有5个主层.低压绕组中间有一个气道,高压绕组中间有一个气道,高压与低压绕组之间有一个绝缘筒.假设此变压器为F级的树脂浇注产品,如SCB10—1000/ l0/0.4.干式变压器绕组温升计算方法同铁心一样采用式(1).经验系数k因内外绕组及绕组是否包封而有差异,一般取值为0.3～0.66.经验系数n一般取值为0.75—0.95.在进行工厂计算时,可以通过模拟温升试验绘出温升曲线,推算出系数.设,P2为折算到指定温度的低压绕组损耗,高压绕组损耗.低压绕组主层l,2的负载损耗为Pll,Pl2,温升为1-I,.nTl=kl()明(10)Oln后2()明(11).)2.sI=后ll’rrdIl?HII2’rrd12”HI其中dlI=do+Co,后ll=0.56(Co1)啮dI2=2dI—do—Co,klz=0.56(CI/日1)S2=k2I’rrdzI?Hl+后丌?HI其中d2l=dl2+CI,kzl=0.56(Cl.6/日I)晒d22=2d2一dI2一CI,后22=0.56(/I)25低压平均温升为:一1-l￡Il+1l2卜]一￡￡.为低压主层l,2的导线长.3.3高压绕组各主层温升计算高压主层4,5的损耗为.,,温升为,,nT4=k4()们(12)nTs=k5(孚)(13).)5S4=k4I1Td4I?H2+k42a’rd42?日2,其中J=d笠++G,Ji}4J=O.56(G.6/日2)d42=2d4-d22一C2._C3,后42:0.56(C4.6/日2) S=后5l7rdsl?H2+,rs2?2,其中d5l=d42+C4,后5I=0.56(c42)=2以一如一高压平均温升:一TaG+22￡.,￡筮为高压主层4,5的导线长.3.4绝缘筒主层温升计算当干式变压器温升达到稳定状态后,对流和辐射起主要作用.对于裸露散热面则空气与散热面直接接触,具有对流和辐射作用;对于内散热面只有对流,而无辐射作用.16委珏嚣第44卷对于自然对流,单位面积靠对流形式散出热量,其公式为:qk=ak?△丁,W/m(14)式中△发热体与冷却空气之间的温差一对流系数,与冷却介质的性质,表面的温度,形状和位置等有关,:?a/H,:o.56(Ⅱ6/),其中,Ⅱ为气道宽度,为气道高度对于强迫对流,对流系数为:-厂(,Ⅱ,).如图l,主层3为绝缘筒.主层2,3,4之间,由q23=%(丁2一丁3),q43=0”43(丁4一丁3), 假设q23=q43,则%(丁2一丁3)=‰(丁3), :—ao.3%-—a4y’r4(15)a一●33.5主层温升校正(1)两个主层间的温升修正比如主层l与主层2之间的温升,几何散热面分别为5,,5:,热交换表面积为5设Tl&gt;丁2, 则温差△仁丁广丁2,温差对应单位热负荷Aq(),对应的交换热量AP=-0.5?Aq?S.:,则主层l的温升降低,A,rl=0.36()ns(16)主层2的温升升高量,△o.36()ns(17),丁】=丁厂A’rl,丁2=丁2+△丁2(18)对于主层4与主层5之间的温升校正,并设丁4&lt; ,同理可得到‘r4=丁4+△丁4,丁5=一△丁5(19)(2)热负荷在树脂上的温度下降量高压绕组的主层4与主层5的温升分别为丁4,,表面树脂厚度分别为t,t,.温度下降量为:△x10-3(20)AA05=旦冬xl0(21)A式中口——通过树脂表面的热负荷人——树脂的热导率,取A=0.2然后计算修正后的主层温升,高压主层4,5的内部温升,表面温升,由式(19),(2O),(21)得:{Z4n=z4+Az4+A04(22)l7~=74+A74{一△A(23)【F—TI广△类似的,低压绕组升由式(24),(25)得:f丁l=丁l一△丁l+A0【丁lf=丁广△丁lf7=丁2+△丁2+△02【7=丁2+△丁2A0l=旦xl0～,主层1,2的内部温升,表面温A02=×10(24)(25)4程序计算实例采用上述温升计算方法,可以用BASIC(或FORTURN)科学计算语言编制程序进行计算.输入文件采用对话式输入,输出文件采用文本式输出. 输入变量包括:主层数,铁心截面直径及单柱损耗值,高压绕组高度,低压绕组高度.各主层间的空气距离,各主层的层间绝缘厚度,内外表层绝缘厚, 主层的平均直径及单相负载损耗等.输出变量包括:铁心温升,高低压各主层的内部和外表面温升,中间绝缘筒的温升,高压低压平均温升.需要说明的是,本文讨论树脂浇注型干式变压器温升的绕组为层式.【例】一台SCB10—1000/10,10~2x2.5%/0.4kV, Dyn1l的树脂浇注产品.其铁心直径250mm,内部为箔式低压绕组,铜箔为1.3x670mm,两主层间为10ram宽的气道,使用撑条.高压绕组采用非织布包铜扁线的分段多层圆筒式,中间气道12ram.20oC 时,低压绕组主层l,主层2负载损耗分别为244.7W,423.3W;高压绕组主层4,主层5负载损耗分别为438.6W,814.8W.低压绕组,绝缘筒,高压绕组由内外到的绝缘半径分别为l44.75,166.75, 190.5,215,245.5ram.结构简图如图l所示.主要的输入变量值及输出结果如表l所示.由式(9)算出铁心温升为84K,符合要求.下面简单验算一下绕组主层温升计算结果.因为是F级树脂浇注产品,由2O℃转换到120~C的系数为(234.5+20)/(234.5+120)=0.7179.上述算例,主层2适用公式(11),k:约为0.60,表面温度为:o?6()眦≈87K假设主层l撑条遮盖面积系数为0.65,k.约为0.60,用公式(10)计算,主层l的表面温度为:丁--0.6(丽】9lKk约为O.63,用公式(12)计算,主层4表面温度第5期柳再本,骆金海:干式变压器温升计算方法17表’主要输入的变量值及输出结果5结束语Table1Maininputparametersandoutputresults内部温升外部温升气道平均直径负载损耗冷却面积位热负项目导线层数{/K/KC/mm/mm/W/m情/w?111——主层l929ll529024561.Ol824O主层289871033442391.17336l绝缘简6565l638l主层47977l643043931.5l2290主层58377l249l8l561.727472注:输入的低压绕组长度560ram,高压绕组长度670mm.为:为:删.63(~77Kk约为0.43,用公式(13)计算,主层5表面温度删.43(77K采用不同方法计算的温升值如表2所示.表2温升值Table2Valuesoftemperaturerise温升/K绕组相对误差相对误差试验值计算值老的温升计算值低压绕组868997.53.5%l2%高压绕组798l92.52.5%14.6%注:①计算值相对试验值误差;②老计算值相对试验值误差. 由表2可知,本文计算值比较接近试验值,并有一定裕度.而用老的温升计算方法所得温升值明显高于试验值,误差较大,该方法过于保守,不利于节材设计.本文讨论了干式变压器铁心,绕组各主层温升计算方法及温升校正方法.首先,干变的损耗产生的热量是通过热传导,对流和辐射等散发于周围介质中.由于绕组,铁心结构型式不同,温升计算方法也不尽相同,计算时式(1)的k值是变化的.本文提供了树脂浇注干变的一种程序计算结果,并经适当改动可以推广到SGB系列空气干式绕组的温升计算.该方法较方便解决了铁心的温升计算问题.一般规定铁心温升不超过80～100K.实际经验表明,铁心的最热点一般在铁心柱高度80%左右处,所以用单柱铁心损耗的方法计算铁心温升是可行的.再次,本文对低压绕组,高压绕组各主层及绝缘筒进行了表面温升,内部温升计算,计算值稍大于试验实测值.而老的温升计算只计算低压绕组平均温升,高压绕组平均温升,并且结果明显过高于试验值,所以本文的温升计算更为合理可行.由于干式变压器运行时内部温升呈抛物线分布,最热点温升约为平均温升的1.1～1.6倍,所以本文计算的温升值保留一定的正偏差是合理的.参考文献:【1】路长柏,郭振岩,刘文里,等.干式电力变压器理论与计算【M】.沈阳:辽宁科学技术出版社,2003.收稿日期:2006—07—17作者简介:柳再本(1969～),男,浙江三门人,三变科技股份有限公司工程师,从事变压器设计与开发工作;骆金海(1974一),男,湖北蕲春人,三变科技股份有限公司工程师,从事变压器设计与开发工作.?—-卜一+一—-卜一—-卜一+一—-卜一—-卜”+一—-卜一+一—-卜—-卜一+一—-卜—-卜一+一+一—-卜一+—-卜一++一—-卜--4--+一+”+一++一+一+一+一+一+”+一+一+一+一+一++一+-+一+一+一+?天威保变特大型变压器进入加拿大市场继美国西北能源公司350MV A/230kV移相变压器的订单之后,近日,保定天威保变电气股份有限公司北美市场再传捷报,经过几个月的不懈努力,天威保变成功获得加拿大BC省水电公司的一笔价值约6000万人民币的重要订单.该项目系北美地区2003年电网大瘫痪以来,加拿大政府电网改造的一个重点工程,计划于2008年完成对位于加拿大BC 省邓肯市以北约4公里处温哥华岛电站(VIT电站)的改建. 而天威保变此次中标的650MV A/230kV的移相变压器正是为该工程配套的重点设备.同时参与此项目竞标的是ABB和西门子等知名的跨国集团公司,天威保变再次凭借其移相变压器产品领先的技术优势和北美市场丰富的供货经验,一举击败所有竞争对手,最终赢得了这笔订单.结构复杂,技术难度高是行业内对大型移相变压器产品的共识.目前,全世界只有少数发达国家能够生产,而在国内,保变是唯一拥有移相变设计技术和供货经验的变压器制造厂家.此次天威保变凭借移相变成功叩开加拿大市场的大门,为公司在国际市场上赢得了更高的声誉,为进一步的开拓国际市场奠定了坚实的基础.该变压器将于2008年中旬交货。

干式变压器温升计算方法
干式变压器是一种常见的变压器类型，其主要特点是使用干燥的绝缘材料来隔离绕组和外部环境，因此被广泛应用于各种场合，尤其是在室内和密闭空间中。

在设计和运行干式变压器时，温升是一个重要的参数，它直接影响变压器的安全运行和寿命。

因此，我们需要正确计算干式变压器的温升，以确保其正常运行。

干式变压器的温升主要是由变压器的负载和损耗引起的。

负载引起的温升可以通过测量变压器的输入和输出功率来计算，其中输入功率可以由输入电流和输入电压计算得出，输出功率可以由输出电流和输出电压计算得出。

损耗引起的温升可以通过测量变压器的空载损耗和负载损耗来计算，其中空载损耗可以通过测量输入电流和输出电流的差值来计算，负载损耗可以通过测量输入功率和输出功率的差值来计算。

除了负载和损耗外，干式变压器的温升还受到环境温度的影响。

通常情况下，变压器的温升应该在一定的范围内，以确保变压器正常运行。

因此，在计算温升时，需要考虑环境温度对变压器的影响，并采取必要的措施来控制环境温度。

对于干式变压器的温升计算，可以使用热平衡方程来进行。

热平衡方
程是根据能量守恒定律建立的，它可以描述变压器内部的能量输入和输出之间的平衡关系。

通过求解热平衡方程，可以得到变压器的温升。

具体的计算方法可以参考相关的标准和规范。

总之，正确计算干式变压器的温升是确保其正常运行的关键步骤。

在计算过程中，需要考虑负载、损耗和环境温度等因素，并采用适当的方法来进行计算。

同时，还需要关注变压器的运行状态和维护保养，以确保其长期稳定运行。

参 考 文 献
１ 尹 克 宁． 干式 变压 器 的 现 状 及 其 发展 ． 力设 备 ，０ ０ （ ） 电 ２ ０ 。２ ２ 杨世 铭 ． 文铨 ． 热 学 ． 京 ： 等教 育 出版社 ，０ ６ ４ 陶 传 北 高 ２０ （）
４ 算例
４１ 基 本 参 数 ．
３ 程 明 ， 鄂 。 吉 华 ． 用 隔 爆 型 干 式 变 压 器 的 温 升 计 算 ． 压 器， 周 许 矿 变 １９ （ ） ９ ５ ７ ４ 刘 文 里 ． 式 绕 组 Ｈ 级 绝 缘 干 式 变 压 器 温升 计 算 ． 饼 变压 器 ，９ ９ １ ８
设 壳体 四侧 壁 内外 面积为 Ａ ， 底板 内外 面积 为 Ａ ， 盖 ：上
内外 面 积 为 Ａ ， 的对 流换 热 量 为 ： ］总
Ｑ （Ｌ １ Ａ －３３Ａ ２ ＝ ０Ａ＋ ２—０Ａ ） ｏ ｌ Ｌ
由表 ２数 据计算 得到壳 体 内空气对 壳体 外空 气 的平均
温 升 △０ 为 ２ ． Ｋ。 ２ ０７ ９
６ Ａ． ＨＡＬ Ａ． ＡＣＳ Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ Ｒｉｅ ｆ Ｄｒ Ｔ ｐ ａ ｓｏ ｍｅ ｓＩ ＥＥ Ｙ． ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｏ ｙ－ ｙ ｅ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ． Ｅ
绕 组负 载损耗 ２ ０ ． 压绕组 负载损 耗 ３０ １Ｗ
绕 组 之 间 ． 心 和 高 压 绕 组 在 正 常 工 作 时 均 发 热 ， 低 压 绕 铁 使 组的换热条件 变差 。
式 中， Ｐ为线 圈 的负 载损耗 ， 于铁心 ， 为额 定空 载损 对 则
耗 则线圈 （ 心 ） 温升 为 ： 铁 的
Ａ０ ＝ ｑ １Ｃ “
（） ４ 运用 传热学 理论 分析可 知 ， 流从绕 组 最热 的 内层 热 向 内外 气道方 向传递 ．因而在热 流 的沿 途方 向温度逐 渐 降

Δθe =（R2/ R1）×（T+θ1）-（T+θ2）
式中：Δθe一空载试验下的绕组温升；R1一绕组的冷电阻值；R2一绕组的热电阻值；θ1一冷态电阻的绕组温度；θ2一试验最后1h内空气的平均温度；T一对于铜导线为235；对于铝导线为225。
3、短路温升试验
当空载温升测试完以后，接着要进行短路温升测定。短路温升试验接线原理与负载试验接线方法相同，通常是低压侧短路，高压侧供电。检查接线无误后，在高压侧施加额定电流，使变压器绕组因短路损耗而发热，待绕组温升稳定后断电，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的测试法相同。根据空载时和短路时所测得的高、低压绕组的温升，利用计算公式算出绕组的实际温升。
图1中：T—试品；T1—调压器；T4—辅助变压器；T4’—调压器；TA—电流互感器；TV—电压互感器；A—电流表；V—电压表；
2、一般要求和计算方法
用相互负载法做温升试验，对负载辅助变压器和电流互感器的要求较高。一般情况，负载辅助变压器供给被试变压器高压侧的额定电流，要求负载辅助变压器二次绕组高于试品绕组的电压级次，电流互感器也要具有或高于试品绕组的电压级次。在被试变压器高、低压不是Y，y联结的情况下，用相互负载法试验时，被试和辅助变压器的联结相序必须要对应。试品容量较大时，被试和辅助变压器低压侧之间的联结铜排截面大，长度要一致，拆卸要方便，这在实际接线中难以做到。由于被试、辅助和负载辅助变压器之间联结线电压高，在设备摆敞与线的联结方面也不方便。相互负载法温升试验测量方法与模拟负载法相同。温升计算方法如下：
浅谈干式变压器温升试验的两种方法
摘要：介绍了干式变压器温升试验的两种方法：模拟负载法与相互负载法，分析两种方法在需要试验设备、试验方法及试验所需时间的差别。便于根据不同的试验条件选择适合的温升试验方法。

干式变压器温升试验之“模拟负载法”1.试验方法：模拟负载法。

2.试验原理：通过短路试验和空载试验的组合来确定的。

3.试验目的：是验证变压器冷却能力，能否将由总损耗所产生的热量散发出去，达到热平衡时使变压器绕组（平均）高于冷却介质的温升不超过规定的限值，同时还要通过红热扫描观测电路联结点、铁心及结构件、绕组等是否有局部过热。

4.试验接线图：5.试验过程：在额定电压下连续进行的空载试验应一直持续到绕组和铁心的稳定状态，然后测量各个线圈的温升Δθe；立即进行短路试验，此时一个线圈由开路变成短路，另一个线圈输入额定电流，直到绕组和铁心稳定为止，然后测量各个线圈的温升Δθc。

(试验顺序可以互换) 绕组温升：Δθc（Δθe）=R2/R1(T+θ1)-( T+θ2)各个线圈的总温升：Δθc’=Δθc [1+（Δθe /Δθc）1/k1]k1式中：Δθc’--绕组总温升；Δθc—短路试验下的绕组温升；Δθe—空载试验下的绕组温升；T—温度系数，铜时为：235铝时为：225R1、R2、θ1、θ2—冷态电阻、热态电阻、冷电阻环温、热电阻环温；k1—对于自冷式为0.8；对于风冷式为0.9。

备注：由于某种原因，施加电流没有达到额定电流时折算：I rΔθr＝Δθ×(-)qIt式中：Δθr、Δθt－额定电流下、试验电流下的绕组温升；I r、I t－额定电流、试验电流；（I t ＞0.9I r）q－AN:1.6、AF:1.8。

首先要测冷电阻并准确的记录绕组温度，接线方式分别同空载试验和负载试验。

负载状态下试验的电流应尽可能接近额定持续电流,并不小于此值的90%，电流应持续直到变压器任何部分每小时的温度上升少于2K。

测量高、低压热电阻并准确的记录绕组温度，记录数据并计算结果。

检验绕组的温升是否符合设计要求。

6.温升试验分接位置的选择：a. 对分接范围在±5%以内，且额定容量不超过2500kVA的变压器，如无特殊要求，温升试验选在主分接上进行。

干式变压器温升计算空气自冷式开式干式变压器温升计算戴永林1.内部线圈的温升：τW =0.33(P W /S W )0.8 (K) 垂直气道散热面积:S WZ1=αW (散热表面积-表面遮盖)αW :散热系数; αW =0.56(Y 1.6/H)0.25Y:气道宽(mm)H:气道高(mm)水平气道散热面积:S WP1=β(散热表面积-表面遮盖)β: 散热系数; β=1.73｛1＋LP/F －〈1＋（L P /F ）2〉0.5｝ L P :水平气道宽(mm)F: 线圈辐向高(mm)2.外部线圈的温升：τW =0.28(P W /S W )0.8 (K)垂直气道散热面积:S WZ2=αW (散热表面积-表面遮盖)αW :散热系数; αW =0.56(Y 1.6/H)0.25水平气道散热面积:S WP2=β(散热表面积-表面遮盖)β: 散热系数; β=1.73｛1＋LP/F －〈1＋（L P /F ）2〉0.5｝3.铁芯温升：τ0=0.36(P 0/S 0)0.8 (K)P 0: 空载损耗(W)S 0: 铁芯有效散热面积(m 2)其中铁芯散热面积有七个部分组成:1) 上铁轭顶面积： S 1=2M 0(L B －N ×Δ)×10-6＋A Z ×10-4/fA m 2 式中： LB : 铁芯叠片总厚度 (mm)Δ: 铁芯中气道厚度 (mm),一般为10~20mm N: 气道数A Z : 铁芯有效面积 (cm 2)f A : 叠片系数2) 上下铁轭侧表面积：S 2=4［B L (2M 0＋B L )－ΔA B A (2M 0+B A )/L C ］×10-6m 2宽度 (mm)，一般为30~40 mm 0-4 m 210-6 m 2 5) 铁芯柱被遮盖的表面积：S 5=6(H W －H A ) ［B L ＋L B －N ×Δ－2L Q ］×10-6m 2(或拉板绝缘的宽度) 式中： B L : 铁芯最大片宽 (mm)ΔA : 铁芯中夹件绝缘的垫块 B A : 铁芯最小片宽 (mm)L C : 铁芯中夹件绝缘的间距 (mm)，一般为100~130mm3) 上下铁轭侧表面积：S 3=2［B L (L B ×Δ)×10-6］＋A Z / f A ×14) 铁芯柱裸露表面积：S 4=6H A (B L ＋L B －N ×Δ)× 式中： H A : 铁芯柱裸露部分的高度 (mm)式中：L Q : 铁芯柱撑板的宽度(mm) 散热系数：α5=0.56［A 01.6/(H W -H A ) ］0.25式中： A 0: 心柱外接圆与绝缘筒之间的距离 (mm)×10-6 m 2 L )B L N ×10-6 m 2 散热系数：α7=0.56(Δ1.6/B L )0.26) 铁芯柱气道的表面积：S 6=6H W B L N7) 铁芯轭气道的表面积：S 散热系数：α6=0.56(Δ1.6/H W )0.257=2(2M 0＋B 5。

干式变压器温升校正公式1 干式变压器温升计算方法首先是把铁心、线圈看作互不影响的发热个体，分别求出各自对环境的温升，然后再计算它们因温升不同的相互影响，求出铁心、线圈的温升校正量，进行校正。

1.1铁心、内线圈（层式线圈）的温升（τ）计算基本公式τ= 0.36 q0.8q = W／S式中：q— 铁心或内线圈的单位热负荷 W/m2W— 损耗功率 WS— 等效散热面 m21.2 等效散热面的计算1.2.1 铁心等效散热面 S0S0 = S W0 +α0 S Y0＿＿＿＿4式中：α0＝ 0.56 √ a01.6/H0S W0— 未被遮盖的散热面S Y0— 被遮盖的散热面α0— 折合系数a0— 铁心平均气道宽H0— 铁心平均气道高1.2.2 内线圈等效散热面 S1S1 = α1 S Y1＿＿＿＿4式中：α1＝ 0.56 √ a11.6/H1S Y1— 内线圈散热面α1— 折合系数a1— 内线圈平均气道宽H1— 内线圈电抗高1.2.3 外线圈等效散热面 S2S2 = α2 S Y2＿＿＿＿4式中：α2＝ 0.56 √ a21.6/H2S Y2— 外线圈散热面α2— 折合系数a2— 外线圈平均气道宽H2— 外线圈电抗高2 温升校正根据铁心与线圈的温差反求出对应的热负荷差。

此部分热负荷使相邻部件产生的温升,即是温升的校正值。

2.1 铁心、线圈未校正温差ΔτW0-1＝τW0-τW1ΔτW1-0＝τW1-τW0ΔτW1-2＝τW1-τW2ΔτW2-1＝τW2-τW12.2 由温差求相应的热负荷差根据公式 τ= 0.36 q0.88.036Δq.0/τΔ=由ΔτW0 等得出：Δq0-1; Δq1-0; Δq1-2; Δq2-1当温差是负值时，相应的热负荷也是负值。

2.3 求热负荷校正量与温升校正量当τW0﹥τW1 时：S0-1＝m D0πH1q0-1＝0.5Δq0-1S0-1/(S W0 + S Y0)Δτ0-1＝0.36q0-10.8q1-0＝0.5Δq1-0S0-1/S Y1Δτ1-0＝0.36q1-00.8当τW0＜τW1 时：S0-1＝m(πD1 - nb1 )H1q0-1＝0.5Δq0-1S1-0/(S W0 + S Y0)Δτ0-1＝0.36q0-10.8q1-0＝0.5Δq1-0S1-0/S Y1Δτ1-0＝0.36q1-00.8当τW1﹥τW2 时：S1-2＝m(πD1 – nb2)H1q1-2＝0.5Δq1-2S1-2/S Y1Δτ1-2＝0.36q1-20.8q2-1＝0.5Δq2-1S1-2/(S W2 + S Y2)Δτ2-1＝0.36q2-10.8当τW1＜τW2 时：S2-1＝m(πD2 - nb2 )H2q1-2＝0.5Δq1-2S2-1/S Y1Δτ1-2＝0.36q1-20.8q2-1＝0.5Δq2-1S2-1/(S W2 + S Y2)Δτ2-1＝0.36q2-10.82.4 铁心、线圈校正后温升τ0＝τW0 - Δτ0-1τ1＝τW1 - Δτ1-0 - Δτ1-2τ2＝τW2 - Δτ2-1注：实际使用上述公式计算发现，如果内线圈τW1最高，当减去Δτ1-0和Δτ1-2后，τ1反而最低了，这不符合实际。