變壓器油溫與繞組溫度的變化分析

李楠

（北京京能未來(lái)燃?xì)鉄犭娪邢薰景l(fā)電部二值，北京 102209）

變壓器油溫與繞組溫度的變化分析

李楠

（北京京能未來(lái)燃?xì)鉄犭娪邢薰景l(fā)電部二值，北京 102209）

本文對(duì)運(yùn)行中油浸式變壓器油溫和繞組溫度的變化進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，繞組溫度與油溫受變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度、冷卻方式的影響，兩者變化方向一致，溫差主要受當(dāng)前負(fù)荷的影響。

變壓器；油溫；繞組溫度

隨著我國(guó)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)的日趨發(fā)展，對(duì)各種類型變壓器的需求日益增大。油浸式變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的核心設(shè)備之一。其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)的安全可靠性及運(yùn)行費(fèi)用控制具有重要影響。變壓器的油溫與繞組溫度是變壓器運(yùn)行中非常重要的監(jiān)視參數(shù)，其溫度變化對(duì)變壓器的安全運(yùn)行具有重要影響。

變壓器油溫與繞組溫度主要受外界環(huán)境溫度、冷卻方式、變壓器負(fù)荷的影響。現(xiàn)在以全年不同時(shí)間段的環(huán)境溫度、兩種大小相差很大的負(fù)荷、不同冷卻方式為數(shù)據(jù)，針對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)下外界因素的變化對(duì)變壓器油溫與繞組溫度變化的影響進(jìn)行分析［1］。

1 變壓器油和繞組的作用

繞組是變壓器的重要電路部分，一般采用銅線或鋁線繞制而成，在閉合的鐵芯柱上繞有2個(gè)繞組，分別為一次側(cè)和二次側(cè)，主要作用為在磁勢(shì)和電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。變壓器油溫一般指的是變壓器的上層油溫。通常情況下，變壓器的上層油溫比中下層高，變壓器油的作用是冷卻和絕緣。

按A級(jí)絕緣考慮，由于繞組平均溫度比油溫高10℃左右，因此，一般規(guī)定上層油溫不允許超過(guò)95℃，這樣線圈的最高溫度不會(huì)超過(guò)105℃，這與A級(jí)絕緣的允許溫度是一致的。根據(jù)試驗(yàn)和理論分析，如果線圈的運(yùn)行溫度保持在95℃時(shí)，使用壽命為20年，溫度為105℃時(shí)，使用壽命為7年，溫度為120℃時(shí)，使用壽命為2年。可見(jiàn)，變壓器的使用年限主要決定于線圈的運(yùn)行溫度。

2 監(jiān)視主變運(yùn)行溫度

在實(shí)際運(yùn)行中，主變溫度是指主變上層油溫，通過(guò)監(jiān)視主變上層油溫來(lái)間接反映繞組的溫度。主變溫度對(duì)變壓器正常運(yùn)行有很大影響，主要對(duì)主變的絕緣材料有很大影響。絕緣材料在溫度變化的影響下回發(fā)生絕緣老化現(xiàn)象，溫度越高，絕緣老化越快，繞組失去絕緣層的保護(hù)，很容易被高電壓擊穿，造成主變相間短路的事故，不但損壞設(shè)備，還可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，引起大面積停電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為防止絕緣材料加速老化，主變運(yùn)行中上層油溫一般不超過(guò)75℃，最高不超過(guò)85℃；在主變冷卻器全停保護(hù)投入情況下，當(dāng)變壓器冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障被切除，遠(yuǎn)方開(kāi)始計(jì)時(shí)，全部冷卻器停止運(yùn)行，在額定負(fù)載下允許繼續(xù)運(yùn)行1 h，若上層油溫達(dá)到75℃，允許運(yùn)行20min。

3 變壓器的油溫和繞組溫度變化數(shù)據(jù)

根據(jù)測(cè)量需要，如圖1所示，分別取當(dāng)前大氣環(huán)境溫度為變壓器當(dāng)前工作溫度，測(cè)點(diǎn)為（TEMP AMBIENT AIR）；變壓器油溫，測(cè)點(diǎn)為主變油溫1；變壓器繞組溫度，測(cè)點(diǎn)為主變繞組溫度；當(dāng)前變壓器負(fù)荷，測(cè)點(diǎn)為汽機(jī)發(fā)變組主變高壓側(cè)有功功率。

表1 溫度數(shù)據(jù)匯總

圖1 溫度測(cè)點(diǎn)選取

將采集到的數(shù)據(jù)匯總，如表1所示，所有數(shù)據(jù)取自機(jī)組在正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)一年四季不同大氣溫度下，汽機(jī)主變高負(fù)荷和低負(fù)荷兩種運(yùn)行工況下采集的數(shù)據(jù)。以環(huán)境溫度、機(jī)組負(fù)荷、冷卻風(fēng)扇運(yùn)行方式組成不同運(yùn)行工況，當(dāng)其中兩項(xiàng)不變時(shí)，比較變壓器繞組溫度和油溫的變化情況。

4 數(shù)據(jù)比較與結(jié)論

①當(dāng)負(fù)荷、環(huán)境溫度相同，冷卻方式不同時(shí)，繞組溫度和油溫變化一致，所運(yùn)行冷卻風(fēng)機(jī)越多，兩者溫度會(huì)相應(yīng)降低，溫差基本不變。

②當(dāng)環(huán)境溫度、冷卻方式相同，負(fù)荷不同時(shí)，繞組溫度和油溫變化一致，負(fù)荷越高，兩者溫度越高，溫差相應(yīng)增加。

③當(dāng)負(fù)荷、冷卻方式相同時(shí)，環(huán)境溫度不同時(shí)，繞組溫度和油溫變化一致，環(huán)境溫度越高，兩者溫度越高，溫差基本不變。

所以，繞組溫度與油溫受變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度、冷卻方式的影響，但兩者變化方向一致，溫差主要受當(dāng)前負(fù)荷的影響。

［1］ 楊娜娜.變壓器油溫與繞組溫度的變化關(guān)系分析［J］.科技與企業(yè)，2015（10）：202-203.

Analysis of Transformer Oil Temperature and Winding Temperature

Li Nan
（Power Value Two，The Future of Beijing Jingneng Gas Power Co.Ltd.，Beijing 102209）

In this paper,the oil temperature and winding temperature of oil immersed transformer were ana?lyzed.It is found that the winding temperature and oil temperature are affected by transformer load,ambi?ent temperature and cooling mode,and the change direction is the same,and the temperature difference is mainly affected by the current load.

transformer；oil temperature；winding temperature

TM41

A

1003-5168（2017）11-0092-02

2017-10-11

李楠（1989-），男，本科，研究方向：電力。