变压器温升.pdf
配电变压器现场温升试验导则说明书
T/GDCKCJH 055—2022ICS 29.180 CCS K 41配电变压器现场温升试验导则Guide for on-site temperature rise test of distribution transformer2022-01-17发布2022-09-01实施广东省测量控制技术与装备应用促进会 发 布全国团体标准信息平台台平息信准标体团国全T/GDCKCJH 055—2022I目 次前言.. ............................................................................ Ⅱ 1 范围 ............................................................................ 1 2 规范性引用文件 .................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................... 1 4 要求 ............................................................................ 3 5 试验方法 ........................................................................ 5 附录A (规范性) 现场温升试验的安全要求 ........................................... 14 附录B (资料性) 温升试验前的空载试验 ............................................. 17 附录C (资料性) 温升试验前的负载试验 (21)全国团体标准信息平台T/GDCKCJH 055—2022II前 言本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
变压器设计-温升篇
注：1） 当用热电偶测量绕组的温升时，除了电动机外，这些温升值应 减小10K, 说明：温升测试有两种方法：电阻法和热电偶法，电阻法测的是线圈的 平均温升，热电偶法测的是线圈外层的温升，热电偶测线圈外层的温升 结果加10k为线圈的温升。
5
一
温升相关标准
4. GB 1094.2 《电力变压器 第二部分 温升》 5.4 绕组平均温度的测定 绕组 温度是通过绕组电阻确定的．三相变压器中，最好在中柱进行测量。
R j1 ——外绕组外半径，mm裸露部分(内表面积中间气道处与空气接触表面)的半径，
mm; N ——沿绕组均匀分布的撑条数; bt ——撑条宽度，mm; 如不设撑条时9 ，则式中N =0。
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：
K1 ——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4；
2 ——内绕组温升，K；
K 2 ——内绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.44。
12
附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
C3 电源切断瞬间时绕组温度的外推法 测 量仪 器 可选人工读数的或自动记录的，模拟式的或数字式的．在切
断电源即时起大约20m in内应取得相当数量的离散值，作为外推电 源切断瞬间温升的数据．用这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间， 从而得到所需的（电源切断瞬间）值．由测 得 的 离散值构成的曲线 如图C2所示，曲线呈现出绕组温度在开始几分钟内变化最快，然后 才逐渐缓慢。对热 时 间 常数大的变压器（容量较小的油浸自冷式）， 其油温变化渐近线可认为是一条水平线。对于 热 时 间常数较小的变 压器（特别是对强迫冷却的大型变压器）试验电源切断后要求冷却装 置仍保持继续运行的情况下（见附录A)，其油温渐近线，可能有必要 认为是向下倾斜的曲线，在该渐近线上叠加有初始变化较快的部分 （见图C2).
干式变压器温升试验
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。
变压器绝缘等级与温度
变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。
各绝缘等级具体允许温升标准如下：
A级绝缘
（经过绝缘浸渍处理的棉纱、丝、普通漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏105度，额定运行温度摄氏95度，最高允许值摄氏140度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
E级绝缘
（环氧树脂、三醋酸纤维薄膜、聚脂薄膜、高强度漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏120度，额定运行温度摄氏110度，最高允许值摄氏155度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
B级绝缘
（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用有机材料粘合或浸渍）材料允许温度摄氏130度，额定运行温度摄氏120度，最高允许值摄氏165度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
F级绝缘
（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机化合物改性的合成树脂漆为粘合剂）材料允许温度摄氏155度，额定运行温度摄氏145度，最高允许值摄氏190度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
H级绝缘
（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机漆粘合或浸渍，硅有机橡胶、无机填料）材料允许温度摄氏180度，额定运行温度摄氏175度，最高允许值摄氏220度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
C级绝缘
（特种纸张、层压板等，例如芳族聚酰胺聚合物）材料允许温度摄氏220度，额定运行温度摄氏210度，最高允许值摄氏250度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
变压器允许温升值
变压器允许温升值变压器各个部门有不同的允许温升，不同的运行工况也有不同的允许温升。
决定允许温升的因素有：变压器的运行预期寿命、变压器的安全运行、变压器的检测技术。
绕组允许温升：绕组的允许温升是指整个绕组的平均温升，由电阻法测得，允许温升与绝缘耐热等级有关。
油浸式变压器属A级绝缘，由于传统的绕组温升测量法为电阻法，测得的温升为平均温升，A级绝缘允许的平均温升为65K。
平均温升与绕组最热点温升之差假使为13K。
在年平均温度为20℃时，A级绝缘绕组最热点温度为20+65+13=98℃，此时A级绝缘具有正常寿命。
干式变压器各种绝缘的允许平均温升：A级为60K，E级为75K，B级为80K，F级为100K，H级为125K，C级为150K。
冬季绕组温升低于平均温升，绕组可延长寿命，夏季的绕组温升高于平均温升，绕组要牺牲寿命。
如超名牌容量也要牺牲寿命，但超名牌容量运行时，油浸式变压器A级绝缘绕组最热点温度不能超过140℃，即使牺牲的寿命不多，也不允许超过140℃，因超过140℃时油要分解出气体而影响绝缘强度。
所以油浸式变压器A级绝缘的最热点温度不能超过140℃是从变压器安全运行出发的。
大容量变压器有时有几种冷却方式，例如ONAN/ONAF，变压器额定容量一般是指ONAF下的允许值，当风扇失去电源后，冷却效率下降，如仍按ONAF冷却方式下容量运行时，绕组平均温升必将升高，故ONAN冷却方式下必须降低容量运行，使绕组平均温升不超过65K。
另外，双绕组或三绕组变压器中，二个或三个绕组应同时达相同的温升，当一个绕组达65K平均温升时另一个或二个绕组低于65K，则这样的设计是不经济的。
油浸式变压器还应使油面顶层与几个绕组平均温升同时达允许温升是较为经济的。
即油面顶层温升达55K，绕组平均温升达65K为经济的方案。
在设计阶段，就合理选取每一绕组的电流密度，在保持负载损耗不超过标准值时使各个绕组的温升接近65K，同时油面顶层也达55K。
变压器绕组温升数据表
表格：温升测量
P
t1（℃）
24.0
t2（℃）
24.0
试验电压（V）
236.7
测量部件（部位）
实测温升（K）
限ห้องสมุดไป่ตู้温升（K）
热断路器环境(T100)
25.0
75
变压器绕组表面
33.0
80
绕组温升测量
P
绕组温升测量
t =R2－R1(234.5+t1)-(t2-t1)
R1
R1(Ω)
R2(Ω)
实测温升(K)
实测温升（K）
限定温升（K）
热断路器环境(T100)
20.0
75
变压器绕组表面
26.0
80
绕组温升测量
P
绕组温升测量
t =R2－R1(234.5+t1)-(t2-t1)
R1
R1(Ω)
R2(Ω)
实测温升(K)
限定温升(K)
绝缘等级
变压器初级绕组
851
934
25.6
90
E
变压器次级绕组
3.3
3.6
23.9
90
E
限定温升(K)
绝缘等级
变压器初级绕组
572
644.5
32.8
90
E
变压器次级绕组
2.6
2.9
30.3
90
E
德州信平
表格：温升测量
P
t1（℃）
24.0
t2（℃）
24.0
试验电压（V）
236.7
测量部件（部位）
实测温升（K）
限定温升（K）
热断路器环境(T100)
变压器绝缘等级与温度
变压器绝缘等级与温度------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。
各绝缘等级具体允许温升标准如下：A级绝缘（经过绝缘浸渍处理的棉纱、丝、普通漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏105度，额定运行温度摄氏95度，最高允许值摄氏140度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
E级绝缘（环氧树脂、三醋酸纤维薄膜、聚脂薄膜、高强度漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏120度，额定运行温度摄氏110度，最高允许值摄氏155度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
B级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用有机材料粘合或浸渍）材料允许温度摄氏130度，额定运行温度摄氏120度，最高允许值摄氏165度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
F级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机化合物改性的合成树脂漆为粘合剂）材料允许温度摄氏155度，额定运行温度摄氏145度，最高允许值摄氏190度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
H级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机漆粘合或浸渍，硅有机橡胶、无机填料）材料允许温度摄氏180度，额定运行温度摄氏175度，最高允许值摄氏220度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
C级绝缘（特种纸张、层压板等，例如芳族聚酰胺聚合物）材料允许温度摄氏220度，额定运行温度摄氏210度，最高允许值摄氏250度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。
变压器允许温升
变压器允许温升变压器各个部门有不同的允许温升，不同的运行工况也有不同的允许温升。
决定允许温升的因素有：变压器的运行预期寿命、变压器的安全运行、变压器的检测技术。
绕组允许温升：绕组的允许温升是指整个绕组的平均温升，由电阻法测得，允许温升与绝缘耐热等级有关。
油浸式变压器属A级绝缘，由于传统的绕组温升测量法为电阻法，测得的温升为平均温升，A级绝缘允许的平均温升为65K。
平均温升与绕组最热点温升之差假使为13K。
在年平均温度为20 C时，A级绝缘绕组最热点温度为20+65+13=98 C，此时A级绝缘具有正常寿命。
干式变压器各种绝缘的允许平均温升：A 级为60K，E级为75K，B级为80K，F级为100K，H级为125K，C级为150K。
冬季绕组温升低于平均温升，绕组可延长寿命，夏季的绕组温升高于平均温升，绕组要牺牲寿命。
如超名牌容量也要牺牲寿命，但超名牌容量运行时，油浸式变压器A级绝缘绕组最热点温度不能超过140 C，即使牺牲的寿命不多，也不允许超过140 C,因超过140 C时油要分解出气体而影响绝缘强度。
所以油浸式变压器A级绝缘的最热点温度不能超过140 C是从变压器安全运行出发的。
大容量变压器有时有几种冷却方式，例如ONAN/ONAF变压器额定容量一般是指ONAF 下的允许值，当风扇失去电源后，冷却效率下降，如仍按ONAF冷却方式下容量运行时，绕组平均温升必将升高，故ONAN冷却方式下必须降低容量运行，使绕组平均温升不超过65K。
另外，双绕组或三绕组变压器中，二个或三个绕组应同时达相同的温升，当一个绕组达65K平均温升时另一个或二个绕组低于65K，则这样的设计是不经济的。
油浸式变压器还应使油面顶层与几个绕组平均温升同时达允许温升是较为经济的。
即油面顶层温升达55K，绕组平均温升达65K为经济的方案。
在设计阶段，就合理选取每一绕组的电流密度，在保持负载损耗不超过标准值时使各个绕组的温升接近65K，同时油面顶层也达55K。
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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。
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。
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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。
变压器的温升：
变压器的温度与周围空气温度的差叫变压器的温升。
回答这个问题要提到变压器的允许温升，它的规定和依据？
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。
一般变压器的主要绝缘是A级绝缘，规定最高使用温度为105度，变压器在运行中绕组的温度要比上层油温高10—15度。
如果运行中的变压器上层油温总在80-90度左右，也就是绕组经常在95-105度左右。
如果变压器长时间在温度很高的情况下运行，会缩短内部绝缘纸板的寿命，使绝缘纸板变脆，容易发生破裂，失去应有的绝缘作用，造成击穿等事故；绕组绝缘严重老化，并加速绝缘油的劣化，影响使用寿命。
所以能避免高温尽量避免，实在不行，时间也不宜太长。
绝缘等级是指所用的绝缘材料的耐热等级，干式变压器的按绝缘等级分类可分为：（A、E、B、F、H、N、C）七个等级，
绝缘的温度等级 A E B F H N C
最高允许温度(℃)105 120 130 155 180 200 220
绕组温升限值(K) 60 75 80 100 155 \ 150
它反应绝缘材料的耐热性能，如：A-105℃它是指变压器工作时本身的温度与当天的环境温度加在一起不超过105℃；其它等级依此类推。
国家标准《干式变压器》GB6450-1986对干式变压器的温升限值做出了规定。
1、对干式变压器的线圈，
当采用A级绝缘材料时，其极限工作温度在105℃时，最高温升应小于60K；
当采用E级绝缘材料时，其极限工作温度在120℃时，最高温升应小于75K；
当采用B级绝缘材料时，其极限工作温度在130℃时，最高温升应小于80K；
当采用F级绝缘材料时，其极限工作温度在155℃时，最高温升应小于100K；
当采用H级绝缘材料时，其极限工作温度在180℃时，最高温升应小于125K；
当采用C级绝缘材料时，其极限工作温度在220℃时，最高温升应小于150K。
2、铁芯、金属部件和与其相邻的材料，在任何情况下，不会出现使铁芯本身、其他部件或与其相邻的材料受到损害的温度。
现在大多数干式变压器都采用H级绝缘材料，故一般说干式变压器的温度应在180℃以下。