关于油浸式配电变压器温升试验方法的研究

谭 乐 刘 勇 曹庆洲 袁 旭

（深圳供电局有限公司变电管理一所）

0 引言

随着城市化和工业化进程的逐步加快，目前各行各业对电力的需求显著提高，电力事业也得到了长足的发展。输入配电变压器是电力系统的基础设备，其工作条件和质量直接影响着电力系统的运行，而在实际工作过程中，配电变压器会产生相应的损耗，并直接影响绝缘介质的温度，如果温度超过一定标准，就会直接影响配电变压器的正常运行和使用寿命。

原则上，国家对配电变压器的温升试验制定了一定的规范，但是在国家对配电变压器的监督和质量控制中发现，温升试验并没有考虑到配电变压器的大部分不合格部分。这在一定程度上影响了配电变压器的质量评定结果，因此需要深入研究，提高配电变压器温升试验方法的合理性。

1 油浸式配电变压器温升试验概述

在所谓的配电变压器温升测试中，为了确保配电变压器的结构和冷却系统设计合理，确保配电变压器在实际工作过程中不发热，技术人员通常会通过检测上层高压绕组流体的温升进行计算，并检查数据是否与相关数据相符。进行检查，确保符合要求。相关国家标准对配电变压器的温升检测有具体的要求，常用的标准是GB/T1094.2-2013，其中规定在确定启动变压器的稳态温升时，技术人员可以采用等效短路试验法，采用总损耗和额定电流两个阶段，在这两个阶段中，上层流体、下层流体、上层流体和下层流体。按照规程，必须准确测试周围环境的环境温度。计算配电变压器的温升时，应准确测试上层流体温度、下层流体温度和配电变压器的实际环境温度，并在停电后定期记录高低压绕组单个电阻温度计的数值。在此基础上，考虑到实际生产和测试条件，可使用负载损耗和总损耗之间的商定功率（使用功率应至少为总损耗的80%），并根据标准补偿规则降低温升。校准规则进一步规定，校准在所用总损耗的±20%和所用电流的±10%范围内有效。目前，需要根据自身要求和测试能力验证温升的公司可采用以下通用温升测试方法。

1.1 标准推荐的油浸式配电变压器试验方法

在第一阶段，将试验电流减小到额定试验电流，持续1h，在该阶段结束时测量热阻，并根据标准要求计算绕组的平均温升。在第二阶段，测试电流减小到额定电流，该阶段持续1h，在该阶段结束时测量热阻，并根据标准要求计算绕组的平均温升。

1.2 实际操作中各制造厂进行变压器温升的试验方法

方法A：从额定电流1.25 倍的过载开始，持续3h，直到流体温升的最大变化率小于1K/h，在总损耗条件下，测试总损耗，直到额定电流减小，然后继续3h，测量和计算后，以额定电流继续1h。这种方法的目的是缩短总温升测试时间，同时确保测量温升值的可靠性。

方法B：测试期间持续施加额定电流，待额定电流稳定3h 后再进行测量和计算。这种方法的标准是，考虑到试验场地的试验能力（如供电能力不足），可以使用总损耗至少为80%的最小试验电流。

方法C：在方法B 的基础上，随着电气设备的智能化和远程监控的改进，以减少人力和提高试验场地的利用率，在工作日结束时组织一次温升试验，自动使用电流以保持额定电流，并在第二天试验人员到达后的白天进行测量。

方法D：在测试过程中，电流始终为额定电流的1.05 倍或保持总损耗（尽可能模拟总损耗），并在测试人员第二天上班后进行测量。

方法E：这种方法首先使用1.5 倍额定电流持续2h，然后将损耗减小到总损耗，按照标准要求在稳定状态下使用总损耗3h，然后将损耗减小到额定电流并在1h后进行测量。这种方法的依据如下。

（1）配电变压器超过铭牌额定值，且不超过相关国际标准所述正常负载电流周期的1.5 倍；（2）为减少温升试验时间，温升控制部分可增加输入功率或恶化冷却条件，但不超过预期温升的70%；（3）国家标准GB/T6451-.2015《充油式变压器技术参数和要求》。变压器技术参数和要求》标准第4.3.7 条中的短期过载试验（型式试验），在温升试验结束后持续 2h，要求1.5 倍负荷。这种方法的试验条件比室温较低时的环境温度更差，直接施加1.5 倍负载2h。因此，不考虑这种方法对变压器热损坏的影响。

图1 温升相对值随时间的变化曲线（180min）

图2 温升相对值随时间的变化曲线（120min）

2 油浸式配电变压器温升试验的测试方法

在进行温升试验前，应测量低温下的直流电阻R和总损耗P。根据温升试验的环境要求，测量前应在样品周围放置至少四个环境温度传感器，ONAN变压器冷却方法应与样品保持2m 的距离，一般为变压器冷却元件高度的一半。在试样油箱的上方和下方，变压器油温应足够长，以确保根据相关温度传感器的标准布置，绕组温度、冷直流电阻测量值R、总损耗P（空载损耗测量值对总负载损耗参考温度的还原）和环境温度下的冷电阻测量值T大致相同。温升试验采用短路法。第一步，使用总P 损失，用自动连续记录仪持续监测上层流体和环境温度，直到上层流体和罐底的温度变化率小于1K/h，并持续至少3h。在这一阶段结束时，记录仪应取最后一小时的平均值作为测试结果。在第二阶段，额定电流In 应持续1h，自动记录仪应至少每五分钟记录一次上层液体温度、底部温度和环境温度；一小时后，应切断电源，立即打开低压侧短路，从切断电源的瞬间同时开始计时，并测量高低压绕组的直流热阻。应测量高压绕组和低压绕组的直流热阻。在开始测量直流热阻时，应连续记录电阻值，并记录第一个电阻读数与电流中断时间之间的时间差。第一个读数可能并不可靠，因此必须等到电阻值下降后才能将其视为第一个可用电阻值。第一个可用电阻值的稳定时间通常少于2min。

热阻测量的持续时间通常为10min，间隔时间为30s。测量结束时应记录上层液体的热阻和罐底的温度。上液层的温升和绕组的平均温升可通过适当的国际既定标准方法计算。

3 温升试验方法注意事项的探讨

可将测试样品放置在室外，当温差相对较大时，例如由于日照、下雪气候或其他原因，测试样品会被移至测试地点。在此之前，冷阻值和负载耗散测量要在稳定的环境中进行足够长的时间，使条件放松，并将变压器顶部流体温度与平均环境温度之差调整到±2°C 以内。冷阻值和测量温度直接影响绕组平均温升的计算，负载损耗的计算也与测量温度有关，即使最终在实际操作中采用重新计算总损耗的方法，也会出现偏差，影响试验结果的准确性。其次是总损耗的测量。总损耗测量包括空载损耗测量和负载损耗测量；对于空载损耗测量，数据是在变压器通电、测试样品加到额定电压、空载电流和损耗数据稳定后获得的。空载损耗测量应快速进行，以避免绕组发热测量结果出现误差。第三，监测温升测试。在试验过程中，应通过专门的现场监控和自动系统监控试品的泄漏电流等现象，并监控供电系统的自动升压是否出现故障，避免因过流或其他原因造成试品或试验设备的损坏。测量绕组的热阻。在高温下测量电阻时，应尽可能使用同一直流电阻计的冷电阻测量值，以避免因外部因素造成误差，并选择同一直流电阻计的冷电阻测量值进行元件测量和冷电阻测量。在计算绕组平均温升时，要注意变压器的材料，铜和铝材料的计算系数不一样，以免误差系数导致绕组平均温升计算的最终结果出现误差。安全在变压器温升试验中，无论线路和设备是否陈旧，是否可以正常使用，试验区域都应设置防护栏等绝缘物和“有电危险”等警示标志，防止他人不慎触电或触及样品，导致高温灼伤。确保他人不会不慎触电或接触样品，导致高温灼伤。

4 配电变压器温升试验方法总结

首先，分析实验方法。等效短路试验法是测试油配电变压器温升的常用方法，通常分两个阶段进行，即总损耗应用阶段和额定电流阶段，并准确记录每个阶段的环境温度、上层流体温度和油箱底部温度。二是注意测试细节。为避免试验过程中测量细节出现错误和失误，应注意几个细节，如准确测量环境温度冷阻、计算平均液体温度、计算线圈平均温升等。GB/T1094.2-2013 中的液体温度和绕组平均温度的计算。该标准对温升的计算有明确规定。最后是安全问题。在现场操作时，安全是最重要的，必须确保每次测试都有电力供应，并保证测试人员的人身安全。

5 结束语

温升试验是配电变压器的重要试验之一，试验结果直接反映配电变压器的质量和稳定性，配电变压器的温升试验方法决定了试验结果，作为配电变压器试验人员和学徒，我们深入研究配电变压器的温升试验方法和程序。温升测量和计算应该是提高配电变压器质量、促进我国电力工业健康发展的科学方法。本文从理论和试验两个方面说明，目前基于试验数据的温升试验方法是可靠有效的。分析和试验结果表明，方法A 和E可以缩短温升试验时间，测得的数据可以满足技术要求。标准方法和其他测试方法建议，成品上层的温升应监测在53K以内，绕组的平均温升应监测在63K以内，以确保产品能顺利通过控制和抽检，且偏差小于2K。