变压器电损计算:解析:油浸式变压器的允许温度是多少?

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解析:油浸式变压器的允许温度是多少?

  变压器的额定容量是指在规定的环境温度下,变压器能够获得经济而合理的效率和正常的预期使用寿命时,长期允许连续运行的******功率。变压器规定的环境温度是******气温为40℃,******日平均气温为30℃,******年平均气温为20℃,户外变压器******气温为-25℃,户内变压器******气温为-5℃。

  变压器运行时,其绕组中的铜损和铁芯中铁损都将转变为热量,使变压器的绕组和铁芯发热,温度升高,当单位时间内变压器内部产生的热量等于单位时间内散发出去的热量时,变压器的温度就不再升高,达到了热稳定状态。在分析变压器的发热情况时,常假定铁芯和各个绕组都是独立的发热单位,即认为铁芯的发热仅来源于铁芯损耗,各绕组的发热仅来源于各自的铜损,它们相互之间没有热量交换。变压器产生的热量大多以传导和对流的方式向外扩散,故变压器运行时,各部分温度的分布极不均匀,变压器绕组和铁芯的温度较高,绝缘油的温度低于绕组和铁芯的温度,下部的油温又低于上部的油温。

  变压器温度对其运行有很大的影响,***主要的是对变压器绝缘材料的影响。在油浸式变压器中,绝缘材料主要是绝缘纸、绝缘纸板和变压器油等,长期在热或其他物理化学作用下,其机械、电气性能会衰减,逐渐丧失其所具有的绝缘性能,这种现象称为绝缘老化。只靠电气强度并不能判断老化程度,因为当绝缘材料失去弹性时,只要没有机械损伤,仍能保持一定的电气强度。但是失去弹性的绝缘变得很松脆,逐渐丧失其机械强度,在变压器运行中所产生的电磁振动或电动力的作用下,极易受到损坏,因此机械强度是决定绝缘老化程度的重要因素。变压器的绝缘老化,主要是由于温度、湿度、氧化和油中分解的劣化物质的影响所致,但老化速度主要由温度决定。绝缘的工作温度愈高,化学反应(主要是氧化作用)进行得愈快,绝缘的机械强度和电气强度丧失得愈快,绝缘老化速度就愈快,变压器的使用年限也就愈短。

  根据运行经验和专门研究表明,当变压器绕组绝缘温度在80~140℃范围内,每升高6℃,其绝缘寿命损失会增加一倍,使用寿命将减少一半,这就是变压器运行6℃规则。变压器绕组长期工作的允许******温度为正常寿命温度,绕组热点温度的******允许值为安全温度。

  为了使绝缘材料获得***经济的使用寿命,按其在正常条件下允许的******工作温度分成了Y、A、E、B、F、H、C等不同的耐热等级,其中Y级绝缘******允许工作温度为90℃,A级为105℃,E级为120℃,B级为130℃,F级为155℃,H级为180℃,C级为180℃以上。

  我国的油浸式电力变压器大多数采用A级绝缘,周围空气最高温度为40℃时,变压器绕组的极限工作温度为105℃。油浸式变压器一般通过监测上层油温来监视变压器绕组的温度,使绕组运行温度不超过其绝缘材料的允许温度,以保证变压器的绝缘使用寿命。变压器的上层油温允许值如表1-1所示。由于变压器绕组的平均温度通常比油温高出10℃,所以规定油浸式变压器上层油温最高不超过95℃。正常运行情况下,为保证绝缘油不致过度氧化(温度升高,油的氧化速度加快),上层油温不宜超过85℃。对于采用强迫油循环风冷的变压器,由于冷却效果好,使上层油温和绕组最热点温度相应降低,但绕组平均温度和上层油温的温差较大,故规定上层油温最高不得超过85℃,正常运行时的上层油温不宜经常超过75℃。

  表1-1 油浸式变压器上层油温允许值

  冷却方式环境温度(℃)长期运行的上层油温度(℃)最高上层油温度(℃)

  自然油循环风冷 40 85 95

  强迫油循环风冷 40 75 85

  为监视和保证变压器不超温运行,变压器内装有温度继电器和温度计。温度计用于监视变压器的油温,常用的温度计有水银温度计、带触点的信号温度计等,有的还装有远距离测温的电阻温度计。温度继电器的作用是当变压器上层油温超出允许值时,发出报警信号,根据上层油温的范围,自动地启、停辅助冷却器;当变压器冷却器全停,上层油温又超过允许值时,延时将变压器从系统中切除。

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