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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。
干式变压器相互负载法温升试验摘要：变压器的温升试验是变压器型式试验项目之一，温升超限就会影响变压器的运行，变压器的使用寿命就会缩短。
因此变压器温升试验是非常重要的，它不仅可以检测温升是否超过限值，同时也可验证变压器设计合理。
这样在以后变压器设计时可据此试验使温升既不超限也可降低成本，增强变压器的性价比。
本文主要介绍模拟负载法，此方法操作简单，易于实现。
关键词：干式变压器；相互负载法；温升试验；空载升温一、引言在变压器的运行过程中，常常会产生涡流损耗、磁滞损耗、负载损耗等一系列损耗，这些损耗会在绕组内部产生热量，导致变压器内部温度的升高。
由于内外环境温度差，就会发生热量的传递。
主要的传递方式是对流、辐射及传导。
当变压器损耗产生的热量与变压器内部向外散发的热量达到平衡时，那么温度也将会稳定某一定值而不发生波动，于是就达到变压器的热稳定状。
此时进行温升数据的测量，计算出温升值。
温升超过规定限值是不允许的。
实际在变压器设计中对温升的改善主要从材料方面入手，来设计足够的裕量。
如硅钢片、绕组导线等选择材质较好的。
模拟负载法因其操作易于实现，越来越多的变压器厂选择这一方法进行温升试验。
用模拟负载法进行干式变压器的温升试验要分两步进行，一般先进行空载试验再进行负载试验。
进行变压器的空载试验时，由于励磁电流产生空载损耗而使铁心励磁发热，铁心温度上升很快，而绕组不发热，温度上升缓慢。
待到铁心上升温度稳定后再连续进行负载试验，此时绕组因短路产生损耗而发热，绕组温度快速上升直到绕组温度稳定为止。
分别测出空载试验时绕组温升ΔQe和短路试验时绕组温升ΔQc，再根据两部分试验时测得的温升值计算绕组的实际温升。
二、空载温升实验过程通过用双通道直流电阻测试仪测出冷电阻进行空载温升实验，空载温升试验的接线原理图与空载试验接线原理相同。
将热电偶放在所需测量的温度点上，并加以固定，用多路数据记录仪进行数据采集。
检查接线无误后，施加额定电压，使铁心得到空载励磁电流而产生空载损耗，铁心发热。
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。
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。
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>丁0时,表示稳定温升大于初始温升,为发热过程;当<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>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< ,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。
矿用变流干式变压器温升试验等效电流值的计算方法谢添【摘要】为对变流干式变压器的新产品进行检测,判断其温升试验的要求,按标准IEC61378-1(⑥)IEC:2011 (E)和IEC 61378-2(⑥)IEC:2001 (E)提供的相关检验依据,具体讨论星角联结的干式整流变压器等效电流的计算方法.简要叙述了矿用变流干式变压器总运行负载损耗的组成、谐波对负载损耗的影响,介绍了矿用变流干式变压器温升试验等效电流的计算方法和实例.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P65-67)【关键词】变流干式变压器;等效电流;谐波;总运行负载损耗;涡流损耗;杂散损耗【作者】谢添【作者单位】中国煤炭科工集团上海研究院,上海201401【正文语种】中文【中图分类】TM4120 引言随着高压变频器在煤矿井下的运用越来越广泛，与之配套变流干式变压器中，有一种变压器的一次侧为一个联结成Y或D的三相绕组，二次侧为两个分别联结成y和d的二次绕组(星角联结)，这两个二次绕组的同名端线电压之间的相位移为30°，脉波数为12;另一种延边三角形联结方式的变流变压器，其脉波数有18、24、36等几种。
在矿用变压器中，此类变流干式变压器属于新产品，现尚无相关的行业标准明确规定其试验要求和试验方法，需要借鉴其他同类变流变压器产品的标准。
本文根据标准IEC 61378-1© IEC:2011(E)和IEC 61378-2©IEC:2001(E)提供的相关检验依据，具体讨论了星角联结的干式整流变压器等效电流计算方法。
1 涡流损耗和杂散耗计算图1为标准IEC 61378-1©IEC:2011(E)中规定的一种变流变压器负载试验要求，而矿业变流干式变压器电气结构与之相似，一次侧为Y或D的三相绕组，二次侧有两个分别联结成y和d的二次绕组，脉波数为12，其规定了负载试验需要短接的端子为 1、3、5 和2、4、6，即两个绕组同时短接，并规定了总运行负载损耗为Pc;延边三角形联结方式的变流变压器，因其脉波数未在IEC标准规定范围内，故其总运行负载损耗的认定还有待商榷。
第六章变压器的温升计算第一节变压器的发热和冷却过程 无论油浸式变压器或是干式变压器，它们在运行的过程中，由于有铁耗与铜耗在，这些损耗都将转换成热能而向外发散，从而引起变压器不断发热和温度升高。
具体而言，铁耗和铜耗所产生的热量将首先使铁芯和绕组的温度逐步升高。
最温度上升很快，但随着铁芯和绕组温度的升高，它们对周围的冷却介质(如油或空气有一定的温度差(又叫温差或温升)，这时绕组及铁芯就将一部分热量传到周围的介质去，从而使周围的介质温度升高，此时，由于绕组及铁芯有一部分热传给周围介质本身温度上升的速度将逐渐减慢。
经过一段时间后，绕组及铁芯温度最终达到稳定态，而不再升高，这时绕组和铁芯继续产生的热量将全部散到周围介质中去。
这就热平衡状态，上述过程是受“传热学”的规律所决定的。
在热稳定状态(热平衡)下，热流体所经过的路径是很复杂的。
在油浸变压器中般可有下列几个特点： (1)绕组及铁芯的损耗所产生的热量，将由绕组及铁芯的内部最热点，依靠传导传到绕组及铁芯与油接触的表面。
因而表面温度总比内部最热点的温度要低 图6—1表示了绕组的内部沿辐向方向的温差分布情况． 变压器在做绕组的温升试验及计算时，只能得出绕组的平均温升，而绕组的最比平均温升一般要高出10～15℃．如前所述，最热点温升对确定变压器的负载能力言，是很重要的数据，目前虽可以利用光纤测温等方法来测量绕组最热点的温度，装置费用昂贵，迄今尚未被广泛采用。
(2)当绕组及铁芯内部的热量传到表面以后，此时，绕组及铁芯表面的强度就会的温度要高些，从而将有一部分热量传到绕组及铁芯表面附近的油中，并使油的温渐上升。
一般绕组平均温度比油的平均温度要高出20~30℃(这就是说，绕组对油的平升一般为20~30℃)，通常在设计时，根据经验把绕组对油沮升控制为不超过25K较 (3)当绕组及铁芯附近的油被加热之后，就会自动向上流动，而冷却后的冷油则流动，这就是抽的对流作用(油的热传导性能很差，主要靠对流)，从而使整个变压器箱中的油温升高．另外，热油总向上流动，冷油向下流动，故油箱上部的油总比下沮要高些。
干式变压器热时间常数的计算和试验方法０概述变压器短时过负荷（以下简称过载）运行是一种发热的过渡过程。
过载某一时刻的绕组温升可按下式计算：θ＝θ■＋（θ■－θ■）（１－ｅ■）（1）式中t——过载时间，min；θ——过载时间为t所对应的绕组平均温升，K；θ■——t=0时绕组平均温升，即正常运行时绕组初始温升，K；θ■——过载稳定后绕组的平均温升，K，与变压器过载倍数有关；τ——在过载状态下的热时间常数，min。
干式变压器和油浸变压器不同的是没有油，因此在讨论干式变压器短时过负荷能力时仅需考虑干式变压器高、低压绕组的短时过负荷能力。
由（1）可知，绕组短时过负荷能力的大小取决于绕组的热时间常数，而热时间常数和绕组的热容量、损耗水平以及额定温升等因素密切相关。
１热时间常数的计算干式变压器的热时间常数（理想值）是指干式变压器在恒定负债条件下，温升达到变化值的63.2%所需经历的时间，也等于变压器从稳定温升状态下断开负载，在自然冷却状况下，温升下降63.2%所需的时间，对于干式变压器，其高低压相互独立，故计算时需分别处理。
根据IEEE C57.96-1999（R2005）IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer中A.8.3提供的公式：τ■＝■（2）式中：τ■——额定负载下的热时间常数，min；C——比热容，W·min/K；Δθ■——额定负载下的稳定温升，K；θ■——铁心引起的温升对线圈的影响，对于内线圈，取20K，外线圈，取0K;Ｐ■——线圈的负载损耗，W。
对于比热容C的计算，通常采用以下公式：Ｃ＝Ｃ■*m■+C■*m■（3）式中：Ｃ■——导体的比热值，Cu取6.42（W·min）/（kg·K），Al取14.65（W·min）/（kg·K）；m■——导体质量，单位kg；C■——绝缘材料的比热，对于树脂取24.5（W·min）/（kg·K）；m■——绝缘材料质量，单位kg。
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。
干式变压器的允许温度和温升1. 引言干式变压器是一种常见的电力设备，用于将高压电能转换为低压电能，广泛应用于发电、输电、配电等领域。
在使用干式变压器时，了解其允许温度和温升是非常重要的，因为这关系到设备的安全运行和寿命。
2. 干式变压器的工作原理干式变压器是由两个或多个线圈绕制在铁芯上构成的。
当高压线圈通电时，通过磁场作用，导致低压线圈中产生感应电流。
这样就实现了将高压转换为低压的功能。
3. 允许温度干式变压器在工作过程中会有一定的损耗，其中主要包括铜损耗和铁损耗。
这些损耗会导致变压器发热，因此需要限制其允许温度，以确保设备正常运行和延长使用寿命。
根据国际标准IEC60076-11《干式电力变压器》规定，干式变压器的允许温度一般分为两种情况：•油浸式变压器：允许温度上限为类别F，即155℃。
•干式变压器：允许温度上限为类别H，即180℃。
4. 温升温升是指变压器工作时的温度升高。
干式变压器的温升主要由铜损耗和铁损耗引起。
其中，铜损耗是指线圈中电流通过导线产生的热量，而铁损耗是指铁芯中磁化和去磁化过程中产生的热量。
根据国际标准IEC60076-11的规定，干式变压器的最大允许温升不应超过其允许温度上限减去环境温度。
例如，对于类别H（180℃）的干式变压器，在环境温度25℃下，其最大允许温升为155℃。
5. 温升测试为了确保干式变压器能够在安全范围内工作，需要进行温升测试。
这个测试是通过将变压器通电，并在一定时间内测量其各部位的温度来进行的。
温升测试需要遵循以下步骤：1.在测试前，先将变压器通电预热一段时间，以使其达到稳定工作状态。
2.使用红外测温仪或接触式温度计对变压器的各部位进行测量，并记录下温度值。
3.测量时间一般为1小时，根据需要可以延长至更长时间。
4.测试结束后，将测得的温度值与允许温度上限进行比较，判断变压器是否符合要求。
6. 温升控制为了控制干式变压器的温升在允许范围内，可以采取一些措施：•设计合理的散热系统：通过增加散热表面积、增加风扇冷却等方式来提高散热效果。
