干式变压器温升计算方法.pdf

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第44卷第5期
还器
Vol 44 No5
2007年5月
RANYのER
200
千式变压器温升计算方法
柳再本,駱全簿
(三変科技股份有限公司,浙江三门317100
摘要:介绍了于式变压器铁心和绕组温升的计算方法,并给出了计算实例。
关键词:千式变压器;温升;计算
中图分类号:TM402
文献标识码:B
文章编号:1001-8425(2007)05-0014-04
Calculation Method of Temperature Rise of Dry-type Transformer
LIU Zai-ben. LUO Jin hai
Sanbian Science and Technology Co, Ltd, Sanmen 317100, China
Abstract: The method to calculate temperature rises of core and winding in dry-type
transformer is introduced. The calculating example is presented
Key words: Dry-type ransformer; Temperature rise; Calculation
态,其最后温升为r时,则
1引言
T
(2
干式变压器温升计算比油浸式变压器复杂,主或
K
要因为空气冷却方式的散热不仅靠对流,而且靠辐
射。各部位温升的计算值与实测值之间不能出现较式中P一十式变压器的总损耗,W
大误差,过高则影响绝缘寿命,过低则造成体积增大
S一冷却面积,mi
和成本增加。温度是空间和时间的函数,=(x,y,z,
散热系数,即干式变压器的温升为1℃
)。对于稳定的非时变场,-f(x,y,z)。可见温升分布
时,每秒从单位表面积上散出的热量
复杂,一般情况下认为铁心,绕组形状为圆柱体,圆
另外,当假设全部热量用来提髙变压器的本身
筒体。在实际设计计算时通常分别假设一个平均温温度,该过程为绝热过程,则
升,这就是常用的工厂计算方法。该计算方法适用于
P=CGT
(4
环氧浇注式,一般温升计算的经验公式为:
或
(5)
7=KO
式中T-时间常数
式中一绕组或铁心对周围环境的温升
C一比热,J/(kg-K
k、ル一经验系数
q-一绕组或铁心有效表面热负荷
C一质量,kg
由于干式变压器的结构型式的不同,铁心、绕组
由式(3)和式(5),可得
的相对位置不同,经验系数的取值也不同。实际进行
(6)
工程计算时应根据产品结构进行选择计算。
在此时间内,当无散热时,a为常数,当=0,7
2理论基础
则
T:(1-e1)+Te
干式变压器的损耗转换为热量,一部分提高了
式(7)表明,当T>T时,表示稳定温升大于初始
本身的温升,一部分由表面向周围冷却介质散发出温升,为发热过程;当m时,表示稳定温升小于初
去。在一定时间内本身温度不升高,而进入稳定状始温升,为冷却过程。
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第5期
柳再本、骆金海:干式变压器温升计算方法
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式(7)在工程上常用来计算于式变压器的短时主层。低压绕组中间有一个气道,高压绕组中间有
温升。此时可以先按理想条件下的绝热过程计算稳个气道,高压与低压绕组之间有一个绝缘筒。假设此
态温升,再计算t时间的干式变压器的短时温升。
变压器为F级的树脂浇注产品,如SCB10-1000/
3温升的工厂计算方法
10/0.4。干式变压器绕组温升计算方法同铁心一样
采用式(1)。经验系数k因内外绕组及绕组是否包封
3.1铁心温升计算
而有差异,一般取值为0.3-0.66。经验系数n一般取
铁心对空气的温升有一种工程计算方法为:
值为0.75~0.95。在进行工厂计算时,可以通过模拟
0.36y8=0.36(P/S)8
(8)温升试验绘出温升曲线,推算出系数。
式中P一铁心损耗,W
设P、P为折算到指定温度的低压绕组损耗、
铁心的有效散热面积
高压绕组损耗。低压绕组主层1、2的负载损耗为
需注意的是,0.36与0.8为经验系数,因铁心的结P1、P2,温升为5、72。
构材料不同而变化
T
(10)
其中S=S1+S2+S3t+kS4,S为上铁轭顶表面积;S2
为上下铁轭旁表面积;S3为铁心柱裸露表面积;S4为
(11)
铁心柱被遮盖表面积;。=0.56(a2/H)3为散热系
S= ktdl'日1+んpTdn2Bh
数。本文讨论另一种简便和合理的方法,即
其中d1=detC0,k1=-0.56(C/H1)02
7o-0.36x(P
(9)
dlp=2d-d-Co,kn=0.56(C1/H1)03
式中P一单柱铁心损耗,W,对应于低压绕组导
S2=kx md2h+*mdx Hi
线高度H1。由于不同设计方案下磁通其中dn=dntC,kn=0.56(C9V,)
密度B不同则P不同,所以取参考磁
d2=2d2-dn-C1、ん2=0.56(C21/H1)3
密B=1.5T
低压平均温升为:
S。一铁心柱被低压遮盖表面积,m3
Tlu+T2L
S=Tdo H,
Ln、L2为低压主层1、2的导线长。
K。一散热系数,K。=0.56(C02/H1)3
3.3高压绕组各主层温升计算
变压器的分层简图如图1所示。
高压主层4、5的损耗为P2,、P2,温升为74、5,
2)
Ts=khs(2)°0
(13
P
S=ka,,H
CoC」C2lCC
其中d4=d2+C2+C3,ba=0.56(C36/H2)5
d2-=2d4-da-C2-Cg,k=0.56(C4%/H2)5
Ss=*smds.H+nd2H2
中d
C4,ks=0.56(C46/H2)
图1变压器的分层简图
dsp=2ds-dao-ca
Fig. 1 Layer diagram of transformer
高压平均温升:
ん一铁心柱直径C一铁心柱与低压绕组间的距离
T4l21+73 l27
H一低压绕组导线高度
需要说明的是,对于容量小于2500kVA的干
2、Lュ为高压主层4、5的导线长。
式配电变压器,一般铁心较矮,不需精细地计算,但3.4绝缘筒主层温升计算
对较大的干式変压器或某些较特殊的干式变压器,
当干式变压器温升达到稳定状态后,对流和辐
进行铁心的温升计算还是必要的。
射起主要作用。对于裸露散热面则空气与散热面直
3.2低压绕组各主层温升计算
接接触,具有对流和辐射作用;对于内散热面只有对
如图1所示,该干式变压器按气道分隔有5个流,而无辐射作用。