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一般認為變壓器工作溫度是影響變壓器絕緣老化的一個(gè)重要因素。石油紙絕緣變壓器工作溫度過(guò)高,會(huì )引起變壓器油及變壓器絕緣紙加速老化,影響變壓器的使用壽命。所以在變壓器運行和維修工作中,運行溫度是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。


變壓器工作溫度

油紙絕緣變壓器的工作溫度,包括變壓器油溫、變壓器線(xiàn)圈溫度。通常在箱體頂部安裝有測溫槽,可插入變壓器油內,并在其中設置了溫度傳感器來(lái)測量變壓器的油溫。因為被測對象是變壓器頂部的油,所以一般稱(chēng)之為變壓器頂部油溫。因變壓器繞組流過(guò)負載時(shí)會(huì )產(chǎn)生熱量,故運行中變壓器線(xiàn)圈溫度必須高于變壓器油溫度。在這些溫度變化中,對變壓器絕緣老化影響最大的,就是變壓器內部最熱點(diǎn)的溫度,我們把它稱(chēng)為熱點(diǎn)溫度。一般地,變壓器熱點(diǎn)是在變壓器繞組靠近終端的一處。因為不能準確地定位、準確地測量,通常采用變壓器繞組溫度代替熱溫,以監測變壓器內熱點(diǎn)溫度。所以在油紙絕緣變壓器上通常會(huì )配置變壓器頂層油溫表和變壓器線(xiàn)圈溫度計。


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可以認為變壓器繞組溫度是變壓器頂部油溫和繞組對油的溫升的疊加。通常在變壓器油溫檢測系統的基礎上,添加變壓器負載電流,通過(guò)熱仿真方法模擬了繞組中的溫升,最終得出變壓器繞組溫度。該方法的具體實(shí)現方式見(jiàn)下圖。


通過(guò)對變壓器頂層油溫升的測量,得到了與負載電流成正比的電流Ip,變壓器外殼式電流互感器。該電流通過(guò)復合變送器中附有電熱元件,通過(guò)附加電流作用于電熱元件上所產(chǎn)生的額外溫升,迭加在變壓器頂層油溫上,以求出繞組的溫度。


變壓器繞組溫度被忽略


因變壓器繞組溫度不能直接測量,且測量方法有一定誤差,故對變壓器繞組溫度的精確度不夠。與此同時(shí),由于對變壓器熱點(diǎn)溫度、線(xiàn)圈溫度知之甚少,導致變壓器繞組溫度在實(shí)際工作中被“冷落”。


第一,某些操作規程對繞組溫度冷落。DL/T-572電力變壓器運行規范中規定了運行變壓器上油溫、不表示繞組溫度。在編寫(xiě)110(66)kV~500kV油浸變壓器(電抗器)操作規范時(shí),"將繞組溫度視為間接測量,"相較于油面溫度誤差較大,建議僅作參考。此建議無(wú)意間使變壓器繞組溫度處于可有可無(wú)的位置。


在運檢過(guò)程中受到冷落,必然引起運檢工作的冷落。因此,巡檢時(shí)忽略了繞組溫度計的讀數,檢修人員沒(méi)有及時(shí)處理繞組溫度計存在的缺陷,設計人員從源頭上沒(méi)有考慮到對繞組溫度計進(jìn)行補償所需的電流互感器繞組,從而使繞組溫度表的讀數便與油溫表一致。


變壓器繞組溫度必不可少


熱區溫度是變壓器運行中十分重要的參數,過(guò)高的溫度會(huì )加速其固態(tài)絕緣的老化。因而變壓器負載導則規定非熱改性絕緣紙在熱點(diǎn)溫度98度時(shí)的相對老化速率為1;規定了在正常循環(huán)負載條件下過(guò)負荷運行,熱區溫度不得超過(guò)120℃;規定了長(cháng)時(shí)間緊急處理負荷時(shí),熱點(diǎn)溫度不得超過(guò)140℃;規定了緊急過(guò)載時(shí)的熱點(diǎn)溫度不得超過(guò)160℃;所以,必須對繞組熱點(diǎn)溫度加以重視。


有人認為,由于繞組溫度是在最上層油溫基礎上疊加的銅油溫差,則可通過(guò)監控上層油溫的近似方法間接監控變壓器繞組溫度。這里有個(gè)問(wèn)題要注意,就是變壓器繞組的時(shí)間常數,一般在4-10分鐘左右,而變壓器油的正常時(shí)間約為90-210分鐘。然后,當負載急劇變化時(shí),變壓器油溫變化較慢,線(xiàn)圈溫度變化較快。過(guò)載時(shí),變壓器油溫未及時(shí)升高,而變壓器繞組溫度已升至極高,單獨監測上油溫將延誤對變壓器負荷的調節和冷卻系統投入,從而導致變壓器繞組溫度過(guò)高。


變壓器負載發(fā)生突變時(shí),繞組溫度和頂部油溫發(fā)生變化趨勢。負荷系數從0.6升至1.2,負荷系數作了放大。結果表明,隨著(zhù)負載系數的變化,繞組溫度迅速上升,而最上層油溫變化較慢。

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