变压器的温升计算公式
小功率电源变压器的 功率-温升-载流量-线径表
0.08 0.09 0.10 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.20 0.24 0.27 0.30 0.35 0.40 0.49 0.59 0.75 0.89 1.01
1。变压器功率要靠近，如3.2VA选3VA，3.5VA选4VA等。 2。线径选用靠近的规格线，如0.39选用0.4；0.44选用0.45，0.54选用0.55等。
0.09 0.10 0.12 0.13 0.14 0.16 0.17 0.18 0.23 0.27 0.32 0.35 0.42 0.48 0.59 0.73 0.91 1.08 1.23
5.20 5.00 4.80 4.60 4.50 4.30 4.20 4.10 3.90 3.60 3.50 3.30 3.20 3.10 2.90 2.70 2.60 2.50 2.30
0.08 0.10 0.11 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.22 0.26 0.29 0.33 0.39 0.44 0.54 0.65 0.83 0.97 1.11
1。变压器功率要靠近，如3.2VA选3VA，3.5VA选4VA等。 2。线径选用靠近的规格线，如0.39选用0.4；0.44选用0.45，0.54选用0.55等。
Δ T=50℃
J=A/mm2 φ ~mm J=A/mm2 φ ~mm J=A/mm2 φ ~mm J=A/mm2 φ ~mm
3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 40 50 70 100 150 200 250 注意：
4.90 4.70 4.50 4.30 4.10 3.90 3.80 3.70 3.40 3.20 3.00 2.80 2.70 2.50 2.40 2.20 2.00 1.90 1.80
变压器设计-温升篇
13
附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电 阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
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THANKS!
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q j2
式中：
K * P r2 K 2 * S j 2
Pr1 ——外绕组电阻损耗(参考温度时)，W;
Pr 2 ——内绕组电阻损耗(参考温度时)，W; K ——由参考温度换算到温升试验时绕组温度的系数，H级取1.086；
S jw1 ——外绕组外表面积，m² ；
11
二 温升计算
S jn1 ——外绕组内表面积，m²; S j 2 ——内绕组表面积，m² ;
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：
S j 2 m *H X 2*106 * (2 * * rj 2 N * bt )
式中：m、N、 同上述说明；
H X 2 ——内绕组电抗高度；
r j 2 ——内绕组各表面(包括内、中、外各与空气接触表面)的半径。
K 2 ——外绕组及内绕组轴向气道有效散热系数. K1 、
4. 绕组温升计算 ℃ ℃
外绕组:
1 K1 * q j10.8
内绕组:
2 K 2 * q j 2 0.8
式中：
1 ——外绕组温升，K；
2
K1
——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4； ——内绕组温升，K；
12
变压器设计-温升
1
内容 Content
一 温升相关标准 二 温升计算
一
干式变压器绕组温升计算方法分析
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。
变压器温升(2020年整理).pptx
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。. q0 Q3 }2 `/ P8 U 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。
第9章电力变压器的运行
K1
I 12 t1
I
2 2
t
2
I
2 n
t
n
t1 t2 tn
0.32 8 0.82 4 0.52 8 0.514
848
查图9-6a曲线得过负荷倍数得K2=1.33。
第四节 变压器的事故过负荷
系统发生局部故障或变电所的某台变压器故障被切除，使部分 不能切除的负荷转移到其它变压器上时，这些变压器的负荷会 超过正常过负荷值很多，称为事故过负荷或短期急救负载。
T e P(t 98)d t T e P(9898) T 0
2)平均相对老化率：变压器在一定的时间间隔T内实际所损失 的寿命与恒温98℃运行时的正常寿命损失T的比值。
T e P(t 98)d t
0
1
T e P(t 98)d t
T
T0
当λ>1 时，变压器的老化大于正常老化，预期寿命缩短；
第9章电力变压器的运行
2021年7月30日星期五
电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一，随 着电力系统电压等级的提高和规模的扩大，升压和降压的层次 增多，系统中变压器的总容量已达发电机装机容量的7~10倍。 可见电力变压器的运行是电力生产中非常重要的环节。本章着 重介绍电力变压器运行中的基本理论。
三、等值空气温度 1. 平均温度δav不能表示变化的温度对绝缘老化的影响 变压器的绝缘老化速度与绕组温度呈指数函数非线性关系，在 高温时绝缘老化的加速远远大于低温时绝缘老化的延缓。
2. 等值空气温度
等值空气温度δeq ：指某一空气温度，如果在一定时间间隔内 维持此温度和变压器所带负荷不变，变压器所遭受的绝缘老化 等于空气温度自然变化时的绝缘老化。
变压器试验基本计算公式
变压器试验基本计算公式一、电阻温度换算：不同温度下的电阻可按下式进行换算：R=Rt（T+θ）/（T+t）θ：要换算到的温度；t：测量时的温度；Rt：t温度时测量的电阻值； T ：系数，铜绕组时为234.5，铝绕组为224.5。
二、电阻率计算：ρ=RtS/L R=（T+θ）/（T+t）电阻参考温度20℃三、感应耐压时间计算：试验通常施加两倍的额定电压，为减少励磁容量，试验电压的频率应大于100Hz，最好频率为150-400Hz，持续时间按下式计算：t=120×fn/f，公式中：t为试验时间，s；fn为额定频率，Hz；f为试验频率， Hz。
如果试验频率超过400 Hz，持续时间应不低于15 s。
四、负载试验计算公式：通常用下面的公式计算：Pk =（Pkt+∑In2R×（Kt2-1））/Kt式中：Pk为参考温度下的负载损耗；Pkt为绕组试验温度下的负载损耗；Kt为温度系数；∑In2R为被测一对绕组的电阻损耗。
三相变压器的一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：“Y”或“Yn ”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=3 In2Rxg；“D”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=In2Rxg。
式中：Pr为电阻损耗；In为绕组的额定电流；Rxn为线电阻；Rxg为相电阻。
五、阻抗计算公式：阻抗电压是绕组通过额定电流时的电压降，标准规定以该压降占额定电压的百分数表示。
阻抗电压测量时应以三相电流的算术平均值为准，如果试验电流无法达到额定电流时，阻抗电压应按下列公式折算并校准到表四所列的参考温度。
ekt=（Ukt ×In）/（Un×Ik）×100%， ek=1)-(K)/10S(Pe22Nkt2kt %式中：ekt为绕组温度为t℃时的阻抗电压，%；U kt 为绕组温度为t℃时流过试验电流Ik的电压降，V；Un为施加电压侧的额定电压，V；In为施加电压侧的额定电流，A；ek为参考温度时的阻抗电压，%；P kt 为t℃的负载损耗，W；Sn为额定容量，kVA；Kt为温度系数。
变压器温度计算
1 引言工频变压器的计算方法很多人认为已趋成熟没有什么可讨论的，对于一个单位的工程技术人员来讲温升计算问题可能并不存在，温升本身来源于试验数据，企业本身有大量试验数据，温升问题垂手可得。
下面就温升的计算公式进行探讨，本文仅提出一个轮廓，供大家参考。
2 热阻法热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确，因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。
有了厂家提供的热阻数据，简单、实用何乐而不为。
高频变压器可采用这一方法。
而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。
热阻法的具体计算公式如下:式中，温升ΔT(℃)变压器热阻Rth(℃/w)变压器铜损PW(w)变压器铁损PC(w)3 热容量法源于早期的灌封变压器，由于开放式变压器的出现这种计算方法已被人遗忘，可以说是在考古中发现。
这种计算方法的特点是把变压器看成是一个密封的元件，既无热的传导，也无热的辐射，更无热的对流，热量全部靠变压器的铁心、导线、绝缘材料消耗掉。
这样引出一个热容量(比热)的概念，就可以利用古人留给我们的比热的试验数据，准确的计算出变压器的温升来。
不是所有的变压器都可以利用这一计算公式，唯独只有带塑料外壳的适配器可采用这一方法，这种计算方法准确度犹如瓮中捉鳖十拿九稳。
若适配器开有百叶窗，那就有一部份热量通过对流散发出去，如不存在强迫对流，百叶窗对温升的影响只在百分之三左右。
上一代的变压器设计工作者对这一计算方法很熟悉，现在的变压器设计工作者根据此线索，进行考古也会有收获。
热容量法的计算模式如下：式中，温升ΔT(℃)变压器质量Gt(g)变压器铜损PW(w)变压器铁损PC(w)T—加热时间常数(s)At—变压器散热面积(cm2)Ct——变压器比热(w·s/℃·g)CC——铁心比热(w·s/℃·g)GC——铁心质量(g)cw——导线比热(w·s/℃·g)Gw——导线质量(g)cis——绝缘材料比热(w·s/℃·g)Gis——绝缘材料质量(g)Gt——变压器质量(g)4 散热面积法散热面积法基于热量全部由变压器表面积散发出去，这种算法有三种类型：4.1 统算法不管变压器的铁损铜损统统加起来，让他从变压器表面积散发出去，环型变压器常采用这一形式。
变压器的损耗﹑效率和温升
变压器的损耗﹑效率和温升要准确地计算出开关电源变压器的损耗﹑效率和温升,使其与实侧值相符是难以做到的但作如下的近似估算,其结果还是有一定的参考价值 1.铁耗:e V T D Fe V P k k p =()W (3-16)式中: e V ----磁心的有效体积(3cm 或3m ,与V P 的单位相对应);D k ----考虑到变压器感应电势的波形为矩形波而引入的附加铁耗系数,且与脉 冲的占空比D 有关;T k ----与变换器拓扑有关的铁耗系数: 正激﹑反激变压器,可取4.0≈T k ; 推挽﹑桥式变压器,0.1=T k至於磁心的比损耗V P ,可根据预计磁心的温度T (应小于80℃)﹑变换器的工作频f 和工作磁密的幅值m B (将其视作正弦波的幅值),用补插法由磁心生产厂家提供的bma T V B Kf P =)(曲线族和有关资料而查得｡ 2.铜耗:)(222121r I r I k p Cu Cu += ()W (3-17) 式中: 21,I I ----原﹑副边绕组电流的有效值)(A ; 21,r r ----原﹑副边绕组的直流电阻)(Ω;Cu k ----考虑趋肤效应﹑邻近效应和电流波形为矩形波而引入的附加铜耗系数 Cu k 与变换器的工作频率和占空比﹑绕组所用单根铜线的直径﹑多胶绞合线单位长度内的绞扭数以及绕组的分布和排列有关 3.效率:变压器的总损耗为:Cu Fe p p p +=∑ ()W (3-18) 变压器的效率为: ∑+=pP P 00η(3-19)4.温升:变压器绕组的平均温升T ∆(℃)与变压器的总损耗∑)(W p 和热阻(th R ℃)/W 成正比,其计算公式如下:∑∆=∆p R K T th T (℃) (3-20) 自然散热时,系数T K ∆= 1;采用强迫通风等散热措施时,系数T K ∆< 1热阻th R 与变压器磁心的形状和散热的表面积等有关,初步估算变压器的温升时,可采用表3-4所提供的自然散热时的th R 值代入式(3-20)来计算表 3 - 4 常用磁心的热阻(摘自EPCOS 产品目录)变压器绕组所用的绝缘材料(包括铜线的漆膜),按其最高的允许工作温度不同,分为A ﹑E ﹑B ﹑F ﹑H ﹑C 等六个等级,各绝缘等级的最高允许工作温度m ax T 如表3-5所示 表 3 - 5若绝缘材料的工作温度低於m ax T ,则变压器可以长期安全地运行(例如20年)但当绝缘材料的工作温度高於m ax T 时,由於绝缘材料的热老化,其寿命将大为缩短,每增高10℃,其寿命约缩短一半(例如10年) 因此在设计变压器时,必须使绕组最热点的的温度不超过表3-5中所列出的值考虑到变压器绕组最热点的温度与绕组的平均温度之差为d T ∆,当环境温度为a T 时,变压器绕组的允许平均温升为:a d T T T T -∆-=∆max (3-21)按国际标准IEC 1046的规定,在环境温度为25℃时,对应於各绝缘等级的绕组的允许平均温升值如表3-6所示 表 3 - 6。
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变压器的温升计算公式
1 引言
工频变压器的计算方法很多人认为已趋成熟没有什么可讨论的，对于一个单位的工程技术人员来讲温升计算问题可能并不存在，温升本身来源于试验数据，企业本身有大量试验数据，温升问题垂手可得。
下面就温升的计算公式进行探讨，本文仅提出一个轮廓，供大家参考。
2 热阻法
热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确，因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。
有了厂家提供的热阻数据，简单、实用何乐而不为。
高频变压器可采用这一方法。
而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。
热阻法的具体计算公式如下:
式中，
温升ΔT(℃)
变压器热阻Rth(℃/w)
变压器铜损PW(w)
变压器铁损PC(w)
3 热容量法
源于早期的灌封变压器，由于开放式变压器的出现这种计算方法已被人遗忘，可以说是在考古中发现。
这种计算方法的特点是把变压器看成是一个密封的元件，既无热的传导，也无热的辐射，更无热的对流，热量全部靠变压器的铁心、导线、绝缘材料消耗掉。
这样引出一个热容量(比热)的概念，就可以利用古人留给我们的比热的试验数据，准确的计算出变压器的温升来。
不是所有的变压器都可以利用这一计算公式，唯独只有带塑料外壳的适配器可采用这一方法，这种计算方法准确度犹如瓮中捉鳖十拿九稳。
若适配器开有百叶窗，那就有一部份热量通过对流散发出去，如不存在强迫对流，百叶窗对温升的影响只在百分之三左右。
上一代的变压器设计工作者对这一计算方法很熟悉，现在的变压器设计工作者根据此线索，进行考古也会有收获。
热容量法的计算模式如下：
式中，温升ΔT(℃)
变压器质量Gt(g)
变压器铜损PW(w)
变压器铁损PC(w)
T—加热时间常数(s)
At—变压器散热面积(cm2)
Ct——变压器比热(w·s/℃·g)
CC——铁心比热(w·s/℃·g)
GC——铁心质量(g)
cw——导线比热(w·s/℃·g)
Gw——导线质量(g)
cis——绝缘材料比热(w·s/℃·g)
Gis——绝缘材料质量(g)
Gt——变压器质量(g)
4 散热面积法
散热面积法基于热量全部由变压器表面积散发出去，这种算法有三种类型：
4.1 统算法
不管变压器的铁损铜损统统加起来，让他从变压器表面积散发出去，环型变压器常采用这一形式。
有两种公式：
1)第一种形式:
α——变压器散热系数(w/cm2·℃)
At——变压器散热表面积cm2
2)第二种形式:
4.2 热交换法
热交换法的理论认为若铁心的温度与线圈的温度不同，为达到温度平衡铁心与线圈之间必需进行热交换，热交换有三种形式，一是铁心温度高线圈温度低，铁心向线圈传热，二是铁心温度低线圈温度高，线圈向铁心传热，三是铁心温度与线圈温度相等，互不传热，这样计算方法与统算法相似，只不过他要先计算出铁心与线圈的温度后才能下结论，统算法是不管三七二十一，铁心与线圈温度是多少只有一种算法，
1)计算线圈与铁心初始温升比
2)计算线圈与铁心间热平衡系数k
3)计算修正前温升Δτw0
Aw——线圈散热面积(cm2)
铁心散热面积AC与线圈散热面积AW之比
αw0——线圈散热系数(w/cm2·℃)
散热面积的计算也有三种，第一种认为变压器底部的面积是不能散热的，是将变压器底部表面积不计入变压器的散热面积，第二种是认为变压器底部虽不能散热，但底部是安装在金属底板也会散热，因次将底部的面积计算进去，第三种是变压器表面不规则时为了计算方便要用等效散热面积去代替，例如环型变压器，采用直径等于变压器外径，高度等于变压器高度的一个圆柱体的表面积来代替变压器的散热面积，这三种计算方法的散热面积是不同的，所引起的误差要折算到散热系数中，这样才能使计算下.。