譚 樂 劉 勇 曹慶洲 袁 旭

（深圳供電局有限公司變電管理一所）

0 引言

隨著城市化和工業(yè)化進程的逐步加快，目前各行各業(yè)對電力的需求顯著提高，電力事業(yè)也得到了長足的發(fā)展。輸入配電變壓器是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，其工作條件和質(zhì)量直接影響著電力系統(tǒng)的運行，而在實際工作過程中，配電變壓器會產(chǎn)生相應(yīng)的損耗，并直接影響絕緣介質(zhì)的溫度，如果溫度超過一定標準，就會直接影響配電變壓器的正常運行和使用壽命。

原則上，國家對配電變壓器的溫升試驗制定了一定的規(guī)范，但是在國家對配電變壓器的監(jiān)督和質(zhì)量控制中發(fā)現(xiàn)，溫升試驗并沒有考慮到配電變壓器的大部分不合格部分。這在一定程度上影響了配電變壓器的質(zhì)量評定結(jié)果，因此需要深入研究，提高配電變壓器溫升試驗方法的合理性。

1 油浸式配電變壓器溫升試驗概述

在所謂的配電變壓器溫升測試中，為了確保配電變壓器的結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計合理，確保配電變壓器在實際工作過程中不發(fā)熱，技術(shù)人員通常會通過檢測上層高壓繞組流體的溫升進行計算，并檢查數(shù)據(jù)是否與相關(guān)數(shù)據(jù)相符。進行檢查，確保符合要求。相關(guān)國家標準對配電變壓器的溫升檢測有具體的要求，常用的標準是GB/T1094.2-2013，其中規(guī)定在確定啟動變壓器的穩(wěn)態(tài)溫升時，技術(shù)人員可以采用等效短路試驗法，采用總損耗和額定電流兩個階段，在這兩個階段中，上層流體、下層流體、上層流體和下層流體。按照規(guī)程，必須準確測試周圍環(huán)境的環(huán)境溫度。計算配電變壓器的溫升時，應(yīng)準確測試上層流體溫度、下層流體溫度和配電變壓器的實際環(huán)境溫度，并在停電后定期記錄高低壓繞組單個電阻溫度計的數(shù)值。在此基礎(chǔ)上，考慮到實際生產(chǎn)和測試條件，可使用負載損耗和總損耗之間的商定功率（使用功率應(yīng)至少為總損耗的80%），并根據(jù)標準補償規(guī)則降低溫升。校準規(guī)則進一步規(guī)定，校準在所用總損耗的±20%和所用電流的±10%范圍內(nèi)有效。目前，需要根據(jù)自身要求和測試能力驗證溫升的公司可采用以下通用溫升測試方法。

1.1 標準推薦的油浸式配電變壓器試驗方法

在第一階段，將試驗電流減小到額定試驗電流，持續(xù)1h，在該階段結(jié)束時測量熱阻，并根據(jù)標準要求計算繞組的平均溫升。在第二階段，測試電流減小到額定電流，該階段持續(xù)1h，在該階段結(jié)束時測量熱阻，并根據(jù)標準要求計算繞組的平均溫升。

1.2 實際操作中各制造廠進行變壓器溫升的試驗方法

方法A：從額定電流1.25 倍的過載開始，持續(xù)3h，直到流體溫升的最大變化率小于1K/h，在總損耗條件下，測試總損耗，直到額定電流減小，然后繼續(xù)3h，測量和計算后，以額定電流繼續(xù)1h。這種方法的目的是縮短總溫升測試時間，同時確保測量溫升值的可靠性。

方法B：測試期間持續(xù)施加額定電流，待額定電流穩(wěn)定3h 后再進行測量和計算。這種方法的標準是，考慮到試驗場地的試驗?zāi)芰Γㄈ绻╇娔芰Σ蛔悖?，可以使用總損耗至少為80%的最小試驗電流。

方法C：在方法B 的基礎(chǔ)上，隨著電氣設(shè)備的智能化和遠程監(jiān)控的改進，以減少人力和提高試驗場地的利用率，在工作日結(jié)束時組織一次溫升試驗，自動使用電流以保持額定電流，并在第二天試驗人員到達后的白天進行測量。

方法D：在測試過程中，電流始終為額定電流的1.05 倍或保持總損耗（盡可能模擬總損耗），并在測試人員第二天上班后進行測量。

方法E：這種方法首先使用1.5 倍額定電流持續(xù)2h，然后將損耗減小到總損耗，按照標準要求在穩(wěn)定狀態(tài)下使用總損耗3h，然后將損耗減小到額定電流并在1h后進行測量。這種方法的依據(jù)如下。

（1）配電變壓器超過銘牌額定值，且不超過相關(guān)國際標準所述正常負載電流周期的1.5 倍；（2）為減少溫升試驗時間，溫升控制部分可增加輸入功率或惡化冷卻條件，但不超過預(yù)期溫升的70%；（3）國家標準GB/T6451-.2015《充油式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》。變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》標準第4.3.7 條中的短期過載試驗（型式試驗），在溫升試驗結(jié)束后持續(xù) 2h，要求1.5 倍負荷。這種方法的試驗條件比室溫較低時的環(huán)境溫度更差，直接施加1.5 倍負載2h。因此，不考慮這種方法對變壓器熱損壞的影響。

圖1 溫升相對值隨時間的變化曲線（180min）

圖2 溫升相對值隨時間的變化曲線（120min）

2 油浸式配電變壓器溫升試驗的測試方法

在進行溫升試驗前，應(yīng)測量低溫下的直流電阻R和總損耗P。根據(jù)溫升試驗的環(huán)境要求，測量前應(yīng)在樣品周圍放置至少四個環(huán)境溫度傳感器，ONAN變壓器冷卻方法應(yīng)與樣品保持2m 的距離，一般為變壓器冷卻元件高度的一半。在試樣油箱的上方和下方，變壓器油溫應(yīng)足夠長，以確保根據(jù)相關(guān)溫度傳感器的標準布置，繞組溫度、冷直流電阻測量值R、總損耗P（空載損耗測量值對總負載損耗參考溫度的還原）和環(huán)境溫度下的冷電阻測量值T大致相同。溫升試驗采用短路法。第一步，使用總P 損失，用自動連續(xù)記錄儀持續(xù)監(jiān)測上層流體和環(huán)境溫度，直到上層流體和罐底的溫度變化率小于1K/h，并持續(xù)至少3h。在這一階段結(jié)束時，記錄儀應(yīng)取最后一小時的平均值作為測試結(jié)果。在第二階段，額定電流In 應(yīng)持續(xù)1h，自動記錄儀應(yīng)至少每五分鐘記錄一次上層液體溫度、底部溫度和環(huán)境溫度；一小時后，應(yīng)切斷電源，立即打開低壓側(cè)短路，從切斷電源的瞬間同時開始計時，并測量高低壓繞組的直流熱阻。應(yīng)測量高壓繞組和低壓繞組的直流熱阻。在開始測量直流熱阻時，應(yīng)連續(xù)記錄電阻值，并記錄第一個電阻讀數(shù)與電流中斷時間之間的時間差。第一個讀數(shù)可能并不可靠，因此必須等到電阻值下降后才能將其視為第一個可用電阻值。第一個可用電阻值的穩(wěn)定時間通常少于2min。

熱阻測量的持續(xù)時間通常為10min，間隔時間為30s。測量結(jié)束時應(yīng)記錄上層液體的熱阻和罐底的溫度。上液層的溫升和繞組的平均溫升可通過適當(dāng)?shù)膰H既定標準方法計算。

3 溫升試驗方法注意事項的探討

可將測試樣品放置在室外，當(dāng)溫差相對較大時，例如由于日照、下雪氣候或其他原因，測試樣品會被移至測試地點。在此之前，冷阻值和負載耗散測量要在穩(wěn)定的環(huán)境中進行足夠長的時間，使條件放松，并將變壓器頂部流體溫度與平均環(huán)境溫度之差調(diào)整到±2°C 以內(nèi)。冷阻值和測量溫度直接影響繞組平均溫升的計算，負載損耗的計算也與測量溫度有關(guān)，即使最終在實際操作中采用重新計算總損耗的方法，也會出現(xiàn)偏差，影響試驗結(jié)果的準確性。其次是總損耗的測量?？倱p耗測量包括空載損耗測量和負載損耗測量；對于空載損耗測量，數(shù)據(jù)是在變壓器通電、測試樣品加到額定電壓、空載電流和損耗數(shù)據(jù)穩(wěn)定后獲得的?？蛰d損耗測量應(yīng)快速進行，以避免繞組發(fā)熱測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。第三，監(jiān)測溫升測試。在試驗過程中，應(yīng)通過專門的現(xiàn)場監(jiān)控和自動系統(tǒng)監(jiān)控試品的泄漏電流等現(xiàn)象，并監(jiān)控供電系統(tǒng)的自動升壓是否出現(xiàn)故障，避免因過流或其他原因造成試品或試驗設(shè)備的損壞。測量繞組的熱阻。在高溫下測量電阻時，應(yīng)盡可能使用同一直流電阻計的冷電阻測量值，以避免因外部因素造成誤差，并選擇同一直流電阻計的冷電阻測量值進行元件測量和冷電阻測量。在計算繞組平均溫升時，要注意變壓器的材料，銅和鋁材料的計算系數(shù)不一樣，以免誤差系數(shù)導(dǎo)致繞組平均溫升計算的最終結(jié)果出現(xiàn)誤差。安全在變壓器溫升試驗中，無論線路和設(shè)備是否陳舊，是否可以正常使用，試驗區(qū)域都應(yīng)設(shè)置防護欄等絕緣物和“有電危險”等警示標志，防止他人不慎觸電或觸及樣品，導(dǎo)致高溫灼傷。確保他人不會不慎觸電或接觸樣品，導(dǎo)致高溫灼傷。

4 配電變壓器溫升試驗方法總結(jié)

首先，分析實驗方法。等效短路試驗法是測試油配電變壓器溫升的常用方法，通常分兩個階段進行，即總損耗應(yīng)用階段和額定電流階段，并準確記錄每個階段的環(huán)境溫度、上層流體溫度和油箱底部溫度。二是注意測試細節(jié)。為避免試驗過程中測量細節(jié)出現(xiàn)錯誤和失誤，應(yīng)注意幾個細節(jié)，如準確測量環(huán)境溫度冷阻、計算平均液體溫度、計算線圈平均溫升等。GB/T1094.2-2013 中的液體溫度和繞組平均溫度的計算。該標準對溫升的計算有明確規(guī)定。最后是安全問題。在現(xiàn)場操作時，安全是最重要的，必須確保每次測試都有電力供應(yīng)，并保證測試人員的人身安全。

5 結(jié)束語

溫升試驗是配電變壓器的重要試驗之一，試驗結(jié)果直接反映配電變壓器的質(zhì)量和穩(wěn)定性，配電變壓器的溫升試驗方法決定了試驗結(jié)果，作為配電變壓器試驗人員和學(xué)徒，我們深入研究配電變壓器的溫升試驗方法和程序。溫升測量和計算應(yīng)該是提高配電變壓器質(zhì)量、促進我國電力工業(yè)健康發(fā)展的科學(xué)方法。本文從理論和試驗兩個方面說明，目前基于試驗數(shù)據(jù)的溫升試驗方法是可靠有效的。分析和試驗結(jié)果表明，方法A 和E可以縮短溫升試驗時間，測得的數(shù)據(jù)可以滿足技術(shù)要求。標準方法和其他測試方法建議，成品上層的溫升應(yīng)監(jiān)測在53K以內(nèi)，繞組的平均溫升應(yīng)監(jiān)測在63K以內(nèi)，以確保產(chǎn)品能順利通過控制和抽檢，且偏差小于2K。