強迫油循環變壓器溫升試驗第三繞組溫升測量數據偏差的分析

馬小光

國網天津市電力公司，天津 300312

在我國大型油浸式電力變壓器溫升試驗依據標準為GB-1094.2，溫升試驗分為兩個步驟：一是測量穩態條件下及總損耗下的頂層油的溫升，平均油溫升；二是測量繞組平均溫升，其方法是測量繞組平均銅油溫差，然后用繞組平均銅油溫差與平均油溫升相加之和即為繞組平均溫升。

現在試驗室通用的溫升試驗方法對于雙繞組變壓器基本適合，對于三繞組變壓器的第一對繞組基本適合，但是對于三繞組變壓器的第三繞組測量有一定的偏差，其主要表現在測量第三繞組銅油溫差的數據上。

三繞組變壓器，一般為我們常說的聯絡變，高壓與中壓為第一對繞組，低壓為第三繞組。

對于三繞組變壓器的第三繞組測量數據，強油循分為導向循環和非導向循兩種，以下專門對強油導向循環變壓器進行分析。

1 強油導向循環變壓器

溫升過程中，從冷卻器流出的溫度較低油流，只有部分泄露，或有意控制流入箱體的自由空間，絕大部分油流流入繞組，流過繞組的溫度較高的油流基本流入冷卻裝置進行冷卻。以下分析忽略部分泄露油流。

1.1 油流的具體方式和路徑如下圖：

由于冷卻器帶有油泵，試驗時油泵工作，流經繞組的油被加熱后成為熱油，油泵強迫熱油經油管上口流入冷卻器，經冷卻后，溫度較低的油流流入繞組的下部經過繞組，涼油經過繞組加熱溫度升高，成為熱油，這就是所謂“強油導向循環”。

1.2 第三繞組測量銅油溫差時各個繞組的發熱情況

根據繞組容量分配，第三繞組一般為低壓繞組并且小于變壓器額定容量，在此以第三繞組為三分之一容量為例進行分析。

第三繞組的溫升試驗方法一般為高壓加電，低壓短路。此時，高壓繞組損耗為其繞組額定容量下損耗的九分之一，其發熱量也為其繞組額定容量的九分之一。此時流經高壓繞組的油流溫度幾乎沒有上升，溫度近似等于冷卻器下口的油流溫度。

中壓繞組沒有電流經過，其損耗為零。所以流經中壓繞組的油流溫度幾乎沒有上升，溫度等于冷卻器下口的油流溫度。

低壓繞組流經其額定電流，低壓繞組的損耗為額定容量下損耗。所以流經低壓繞組的油流溫度上升很多，流出低壓繞組的熱油3 的溫度遠高于流入低壓繞組的涼油溫度。涼油溫度等于冷卻器下口的油流溫度。

1.3 熱油的含量

根據各個繞組的油道，假定熱油1、熱油2、熱油3 的容量比例為1：1：1；

低壓繞組平均溫度：T2；

冷卻器下口的油流溫度也就是涼油溫度T1；

流經低壓繞組的油流溫度上升很多，熱油比涼油溫度升高K1；

低壓繞組流出熱油溫度：T1+K1；

高壓繞組流出油溫度：T1；

中壓繞組流出油溫度：T1；

冷卻器上油管平均溫度：(T1+K1+2*T1)/3=T1+1/3*K1。

1.4 油平均溫度測量值與實際值的比較

油平均溫度的計算方法為上口溫度與下口溫度的平均值；

溫度測量值：（T1+1/3*K1+T1）/2=T1+1/6*K1；

理論計算流經第三繞組的油平均溫度實際值：(T1+K1+T1)/2=T1+K1/2；

二者差為：T1+K1/2-（T1+1/6*K1）=1/3*K1。

1.5 第三繞組（低壓繞組）的銅油溫差的測量值與實際值的比較

溫度測量值：T2-（T1+1/6*K1）；

理論計算實際值：T2-(T1+K1/2)；

二者差為：T2-(T1+K1/2) -（T2-（T1+1/6*K1））=1/3*K1。

1.6 經以上分析得出：

應用常規方法測量得出的第三繞組的銅油溫差比理論計算的要高1/3*K1。

2 實例分析

以某臺電力變壓器溫升試驗為例，測量第三繞組（低壓繞組）溫升數據如下：

比較第三繞組（低壓繞組）的銅油溫差的測量值與實際值，二者差為：1/3*K1=2.0K。

由此可知此臺變壓器低壓繞組平均溫升測量值比實際繞組平均溫升高2.0K。