【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的? 什么叫温升?是以哪一点规定的?总结：
[*]一般我们讲的变压器的温升是指变压器的上层油温与周围环境温度的差。一般油浸变压器采用A级绝缘，最线圈高允许温度105℃。而变压器的上层油温一般比绕组低10℃左右，而一般变压器测量的都是变压器的上层油温，一般讲的温升都是指环境温度在40℃时。所以变压器的允许温升为55℃。
RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
中华人民共和国国家标准UDC 621.341.222.6GB 109.2-85代替 GB 1094-79
电力变压器
第二部分温升
Power transformers Part 2:Temperature rise
本标准参照采用国际标准IEC76-2(1976)《电力变压器 第二部分 温升》。
1 冷却方式的标志
1.1 字母代号
变压器的各种冷却方式用字母代号标志见表1。
表1 字母代号
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在强迫导向油循环的变压器中，一部分线圈内的油流是强迫导向的。但有些线圈，如单独的调压线圈、辅助线圈以及稳定线圈中流经的油流可以不导向。
1.2 代号的排列
变压器的每一种冷却方式由四个代号来标志，每种冷却方式的定额由制造厂规定。
所用代号的次序如表2所列。不同冷却方式的代号组由斜线分开。
例如：一台强迫导向油循环，风冷的油浸式变压器标志为ODAF。
一台油浸式变压器，在自冷与风冷交替使用的情况下，其标志为ONAN/ONAF。
一台油浸式变压器，在自冷与强迫油循环冷却(非导向)交替使用的情况下，其标志为ONAN/OFAF。
表2 代号的次序
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2 温升限值
2.1 正常使用条件下的温升限值
运行海拔及冷却介质温度按GB1094.1-85《电力变压器 第一部分 总则》第2.1条规定值而设计的变压器，当按本标准第3章试验时，其线圈、铁心及变压器油的温升不超过表3的规定。
对于多绕组变压器，顶层油的温升必须以具有最大总损耗的一个负载组合为准。单个线圈的温升应以各该线圈在规定负载组合下最严重的情况来考虑。
表3 油浸式变压器的温升限值
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浸有不燃性合成绝缘液体且所用绝缘材料的耐热等级不是A级的变压器，其温升可以增加。
在同心式线圈并且铁心和线圈均为轴向排列的某些类型的变压器中，两个或多个线圈可以上下排列。如这些线圈完全相同，则它们的温升的算术平均值不应超过表3所列的温升限值；如这些线圈不完全相同时，则对每一个线圈的轴向尺寸应加以考虑。
2.2 特殊温度条件下的温升限值
如变压器的冷却空气的温度超过GB1094.1第2.1条所给的温度最大值中的一个值，但超过值不大于10℃时，则线圈、铁心及油的温升限值应予降低。
*线圈的温升限值(用电阻法测量蝗)是这样选定的，使之对于不同循环种类都能得到同样的最热点温升。通常，线圈的最热点温升不能直接测量。对于强迫导向油循环的变压器，其线圈最热点温升与其平均温升之差比自然循环或强迫循环非导向的变压器为小。因此，强迫导向油循环的变压器线圈的冷却效果确经验证时，其温升限值(用电阻法测量的)可较其他变压器高5K。验证方法须经制造厂与使用部门协商确定。**6300kVA及以下的密封式变压器的顶层油温升限值允许为60K。
如果额定容量等于或大于10MVA，则降低的数值相当于超过的值。对容量较的变压器，温升限值应按如下规定降低：
当超过温度小于或等于5℃时，应降低5K；
当超过温度大于5℃但小于或等于10℃时，应降低10K。
对空气冷却的变压器，当冷却空气温度超过GB1094.1第2.1条所给的温度最大值中的一个值而超过值大于10℃，或对于水冷却的变压器，当冷却水的温度超过30℃，则变压器的温升限值须经制造厂与使用部门协商确定。
任何可能使空气冷却受到限制或者可能产生高的环境空气温度的现场条件，应由使用部门提出。
2.3 高海拔条件下的温升限值
制造厂与用户如无其他共同规定，对于在超过1000m的海拔处运行，但在正常海拔试验的空气冷却的变压器，表3中所列温升限值应在1000m以上以每500m为一级按下列数值减少：
油浸自冷变压器 2.0%；
油浸风冷及强油风冷变压器 3.0%。
注：①当使用部门提供的高海拔运行地点的变压器环境温度比GB1094.1第2.1条规定的最高、日平均、年平均温度均有所降低，且符合每升高1000m降低5℃及更多时则认为变压器在高海拔运行时由于散热条件降低而使温升增高的影响已由环境温度的降低所补偿，因此在正常海拔试验时将不予海拔校正。
②如果空气冷却变压器运行地点高度低于1000m，而试验地点高度高于1000m，则测得的温升应予减少，其减少值应根据试验地点海拔超过1000m的高度，以每500m为一级按上述数值降低。
③温升限值的降低或测得的温升的降低均不适用于水冷却的变压器。
3 温升试验(属型式试验)
3.1 冷却空气温度的测量
3.1.1 概述
冷却空气温度需用几个温度计来测量，其放置位置应按本标准第3.1.2款及3.1.3款的规定。温度计应避开风吹和不正常的热幅射。
为了避免由于变压器的温度变化与冷却空气的温度变化之间因滞后而引起的误差，温度计可以插入盛有不少于1000mL油的杯中，其时间常数为2h左右。
试验所采用的冷却空气温度的值，取在试验期间的最后1/4时程里，在相等的时间间隔内的这些温度读数的平均值。
在整个试验期间，冷却空气的温度应尽可能保持恒定，特别是在试验期间的最后1/4时程里。
3.1.2 自然空气冷却
温度计(至少3个)应放在变压器周围的不同位置，位于冷却表面高度大约一半的地方，离开冷却表面1～2m。
3.1.3 吹风冷却
如果有一个流向分明的气流从周围流向冷却器，而没有很多暖空气回流，则温度计应放在气流的入口处。温度计距箱身和冷却器表面应有足够的距离(1～2m)，以防热幅射的干扰。
如果不具备这些条件时，冷却空气温度应在变压器周围且避开回流测量，如果有条件，最好是放在没有冷却器的一侧。
3.2 冷却水温度的测量
冷却水的温度应在冷却器的入口处测量，其数值取在近似相等的时间间隔(不大于1h)里所取读数(至少3个)的平均值。读数应在试验期间最后1/4的时间里读取。
3.3 线圈温度的确定
线圈温度原则上用电阻法测定。
试验结束时的线圈温度θ2应根据该温度下测得的线圈电阻R2以及在另一温度θ1下测得的绕组电阻R1按以下公式确定：
<img width="228" height="94" file="http://www.pps.com.cn/standard/images/10/60/586-1.GIF" border="0" alt="" />
式中：θ1和θ2系测量值，以℃表示。
电阻R1指冷电阻，按GB1094.1第8.2条规定测量。电阻R2可以在切断电源后测量，并按本标准第
3.9条加以校正；也可以不切断电源用叠加法测量，即往线圈中输入一个低值的直流测量电流，叠加在负载电流上(方法见相应国家标准)。
对于同心式线圈并且铁心和线圈为轴向排列的变压器，当两个或多个相同线圈为上下布置时，在温升试验期间，所有线圈可以串联起来，所测得的串联线圈的温升应不超过表3的规定。
如果电阻法不适用，例如当线圈电阻较低而连接处及连接线的电阻在总电阻中占很大比例时，其测量方法应经制造厂与使用部门协商确定，但此时，仍需保持表中所列的温升限值不变。
在确定线圈温度时只能采用一种方法。
3.4 顶层油温的测量
顶层油的温度应由放在充油的温度计座中的温度计测量。温度计座装在箱盖上，或者装在流向冷却器的出油管上。如果冷却器系单独旋转时，温度计座应装在靠近变压器的出油管处。当油箱不完全充满油时，温度计座位足够长，或装于油箱的合适位置，以保证顶层油温度测量的准确性。另外也可采用开孔的方法，以便将温度计插入。这样确定的温升不应超过表3中对油规定的限值。
3.5 温升试验的时程
试验应连续进行直到满足下述方法之一的要求为止。采用的方法可由制造厂选择。
3.5.1 方法a
应得到证实，即使试验连续进行到热平衡后，最高温升也不超过表3中所列的相应限值。在变压器的试验进程中以及切断电源后，应尽可能记录各处温度。当每小时温升增量小于3℃，即认为试验已经完成。
确定最终温升应采取图1所示的方法。
3.5.2 方法b
试验应证明，在连续4次的每小时读数中，顶层油的温升变化不大于每小时1℃。如试验起始时是采用减少冷却装置或不用任何冷却的方法进行时，则试验应在使用全部冷却装置的情况下，连续进行足够长的时间，以避免最后顶层油温升测量中的误差。
3.6 干式变压器的试验方法
试验方法(见相应国家标准)。
3.7 油浸式变压器的试验方法*
油浸式变压器的温升试验包括顶层油的温升以及线圈温升的确定。
注：①试验期间，可以测量油泵和风扇电机所需的功率。
②负载法见本标准第3.8条。
3.7.1 顶层油温升
顶层油的温升应由测得的顶层油的温度减去冷却介质实测温度而得到。对变压器应供以总损耗。输入功率应保持稳定。
如果达不到总损耗(指测得的负载损耗按GB1094.1第8.1条及第8.4条校正到参考温度的数值与测得的空载损耗之总和)时，也应尽可能接近于这一损耗值，但施加的损耗不得小于总损耗的80%，并采用下列校正系数确定顶层油的温升：
<img width="568" height="382" file="http://www.pps.com.cn/standard/images/10/60/587-1.GIF" border="0" alt="" />
*假定变压器是不带分接。对有分接的变压器。试验应在主分接进行。如果试验是在其他分接进行的，则需要用“相应的分接电压”和“相应的分接电流”代替本文中“额定电压”和“额定电流”。
<img width="142" height="70" file="http://www.pps.com.cn/standard/images/10/60/587-2.GIF" border="0" alt="" />
x的值为：
空气自冷：0.8；
风冷及水冷：1.0。
3.7.2 线圈温升测量
线圈的温升，应由用电阻法测得的线圈的平均温度减去外部冷却介质实测温度而得到。试验时，绕组中应有额定频率下的额定电流流过。
如果不能供以额定电流时，试验应在不小于90%的额定电流下进行。另外，也可采用能提供总损耗的电流。但不论哪种情况都应采用下述的校正因数来确定线圈高于油的平均温度的温升：
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y值为：
自然油循环及强迫非导向油循环：1.6；
强迫导向油循环：20。
油的平均温度可由下述方法之一确定：
a.对所有的冷却方式而言，各线圈周围的油平均温度按图2。根据直线L与纵坐标的交点R1计算。绕组电阻在切断电源后按本标准第3.9条确定。
b.在油浸自冷(ON)、油浸风冷(OF)及强迫导向油循环冷却(OD)的变压器中，油的平均温度等于顶层油的温度减去冷却装置中进出口油温差值的1/2。
对于管式油箱或带散热器的油箱，温差值应取散热管或散热元件顶部与底部表面温度之差。散热管的散热元件应尽可能选取油箱某一侧的中间部分。
在单独安装冷却器的情况下，温差值应取靠近主油箱的冷却器的油入口处与冷却器油出口处的温度计座中的温度计的读数之差。
c.对于额定容量小于2500kVA自然油循环的平板式油箱、波纹式油箱、带有散热管的油箱或带散热器油箱等变压器，其油的平均温升近似为顶层油温升的0.8倍。
如果需要，应允许试验期间的油平均温度有变化，详见本标准第3.8.3款。
油的平均温升是随着损耗而变化的。而这一损耗是按本标准第3.7.1款为测定顶层油温升施加的。
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三个坐标都是线性的
图2 确定切断电源瞬间线圈电阻及油的平均温度的方法
3.8 加负载法*
下述3.8.1～3.8.3款中任意一种加负载法均适用于油浸式双绕组变压器。
*假定变压器不带分接。对有分接的变压器，试验应在主分接进行。如果试验是在其他分接进行的，则需要用“恒应的分接电压”和“相应的分接电流”代替本文中“额定电压”和“额定电流”。
3.8.1 直接负载法
在变压器的一个绕组上用额定电压来励磁，在另一绕组上连接适当的负载，使两个绕组中都流过额定电流。线圈温升所采用的油平均温度不需要校正。
3.8.2 相互负载法
把两台变压器并联起来，其中一台是被试变压器。在被试变压器上施加额定电压，借助于不同变压比或输入电压的方法，使被试变压器中流经额定电流。线圈温升所采用的油平均温度不需要校正。
3.8.3 短路法
为了确定油的温升，对变压器应供以总损耗(包括空载损耗和参考温度下的负载损耗)，变压器的一个绕组励磁，另一绕组在其端子上短路。记录油顶层的温升和油的平均温升。
然后降低输入值，使绕组中流过额定频率下的额定电流，保持该值大约1h。然后由电阻法确定线圈的温度。当计算超出油平均温度的线圈温升时，应计入这1h内的油平均温度的差值。
在试验第二部分确定的高于油平均温度的线圈温升上加上试验第一部分中确定的油的平均温升，可得到额定电流、额定频率和额定电压时的总损耗下高于冷却介质温度的线圈温升。或者，从本款第一段所述的总损耗下的试验终了时测得的线圈温升中，通过把线圈的温度与油的平均温度之温差校正到相应的额定电流和额定频率下的办法，可以推算出额定电流、额定电压时总损耗下的高于冷却介质温度的线圈温升。
3.8.4 多绕组变压器的负载
对于多绕组变压器，在使用时它的两个以上的绕组都可以同时带有负载，其温升试验一般按独立的双绕组试验进行。
在某些情况下，某个绕组的额定容量可能妨碍变压器在满值的总损耗下进行试验。此时，油浸式变压器的顶层油温升应按本标准第3.7.1款所述方法加以校正。
为了确定该绕组在其最严重情况下指定负载组合的温升，必要时可按本标准第3.7.2款规定进行计算校正。在计算中制造厂可考虑该负载组合下的杂散损耗和涡流损耗。
3.9 切断电源后对变压器冷却的温度校正
3.9.1 概述
线圈温度的测量可以在变压器运行时按本标准第3.3条所述的叠加法进行，也可以在切断变压器的电源后采用电阻法测量。
在后一情况下，为了尽可能接近实际地取得切断变压器电源瞬间的线圈温度，应考虑切断电源的瞬间与温度测量的时间二者之间的时间间隔而对测量结果加以校正。
应尽可能在切断电源后就开始读数。但为了消除电感效应，允许留有足够的时间，如在冷电阻测量中所指出的(见GB1094.1第8.2.1款)。
在变压器的电源切断后，风扇和水泵应停止运行，但油泵应继续运行。
由电阻法确定的线圈温升应校正到切断电源的瞬间。应根据时间-温度曲线或者时间-电阻曲线采用外推法推算到切断电源瞬间的方法进行温升校正。
3.9.2 使用线性坐标的外推法
先由电阻测量得到一系列的电阻值，并由这些电阻值画出时间-电阻曲线，将该曲线用外推法推到切断电源的瞬间，即可近似地确定校正值。然后再根据切断电源瞬间的电阻来计算绕组的最高温度。
外推法可按图2进行，图中的电阻是在相等的时间间隔Δt中读取的。
在用某些电桥法进行实际电阻测量时，测定电阻降低值ΔR为固定变化值的时间来预先设定好电桥，当指针通过零时即可得到更精确的值。将对应于相等的时间间隔的电阻降低值ΔRn描画在相应纵轴点的水平位置上以构成直线L0电阻R2是切断电源瞬间的绕组的电阻。
3.9.3 使用对数线性坐标的外推法
把测量电阻与相应于切断电源后线圈正在冷却时温度的电阻R′之差即ΔR′画于对数线性坐标纸上，令时间在线性坐标轴上而ΔR′在对数坐标轴上。电阻R′的选取应使画于坐标纸上的各试验点近似于一直线。切断电源瞬间的电阻等于R′ ΔR′0，其中ΔR′0系由通过坐标上的那些点划一直线，并将该直线外推到时间为零时而得到。
附加说明：
本标准由中华人民共和国机械工业部和水利电力部提出。
本标准由沈阳变压器研究所和水利电力部电力科学研究院负责起草。
本标准主要起草人王肇平、凌愍。
自本标准实施之日起，原GB1094-79《电力变压器》中有关内容作废。
RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
顶层油温升：油不与大气直接接触的变压器 60K
油与大气直接接触的变压器 55K
强迫油循环的变压器 65K
绕组平均温升（电阻法测量） 65K
通常生产厂家和用户都约定为顶层油温升≤55K,绕组平均温升≤65K,强迫油循环的顶层油温升≤65K。你所说的 ks7看是何种冷却方式，你一对照就知道了。
顶层油温升国家标准规定为55K，按环境温度 40°C计算，顶层有温度可达95°C，但由于测量顶层有温度是间接测量，所以通常温度保护设定在80-85
RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
答：1.变压器的温度与周围空气温度的差叫变压器的温升。2.在变压器寿命上，引起绝缘老化的主要原因是温度。由于变压器内部热量传播不均匀，故变压器各部位的温度差别很大，因此需要对变压器在额定负荷时，各部分温度的升高做出规定，这是变压器的允许温升。一般油浸变压器采用A级绝缘，最高允许温度105℃。各部分允许温升为：
线圈允许温升65℃。以A级绝缘105℃为基础，当环境温度为40℃时，105℃-40℃＝65℃。由于变压器的温度一般比绕组低10℃，故变压器油的允许温升为55℃。
为防止油的老化，上层油面的温升不得超过45℃。这样无论周围空气如何变化，只有温升不超过允许值，就能够保证变压器在规定的使用年限内安全运行。
3.变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10℃。国标规定：变压器绕组的极限工作温度为105℃；（即环境温度为40时℃），上层温度不得超过95℃，通常以监视温度（上层油温）设定在85℃及以下为宜。
RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
变压器油的作用是绝缘和冷却。一般变压器上层油温比中下层油温高，一般监视变压器上层油温来控制变压器线圈的最高点温度。按A级绝缘考虑，由于绕组平均温度比油温高10度，因此一般规定上层油温不允许超过95度，这样线圈的最高温度不会超过105度，这与A级绝缘的允许温度是一致的。根据试验和理论分析，如果线圈的运行温度保持在95度时，使用寿命为20 年，温度为105度时，使用寿命为7年，温度为120度时，使用寿命为2年。可见变压器的使用年限主要决定于线圈的运行温度。RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
1.变压器的温度与周围空气温度的差叫变压器的温升。2.在变压器寿命上，引起绝缘老化的主要原因是温度。
3.变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10℃。
RE：【每日一题20090120】油浸电力变压器的温度与温升是如何规定的?
变压器异常运行主要表现在：声音不正常，温度显著升高，油色变黑，油位升高或降低，变压器过负荷，冷却系统故障及三相负荷不对称等。当出现以上异常现象时，应按运行规程规定，采取措施将其消除，并将处理经过记录在异常记录簿上。在正常负荷和正常冷却条件下，变压器上层油温较平时高出10℃以上，或变压器负荷不变而油温不断上升，则应认为变压器温度异常。变压器温度异常可能是下列原因造成的：
1） 变压器内部故障。如绕组匝间短路或层间短路，绕组对围屏放电，内部引线接头发热，铁芯多点接地使涡流增大而过热等。这时变压器应停电检修。
2） 冷却装置运行不正常。如潜油泵停运，风扇损坏停转，散热器阀门未打开。此时，在变压器不停电状态下，可对冷却装置的部分缺陷进行处理，或按规程规定调整变压器负荷至相应值。
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