變壓器繞組熱點(diǎn)溫度對(duì)運(yùn)行的困擾
１．繞組溫升與熱點(diǎn)溫度
變壓器繞組的溫升是指因電流引起繞組導(dǎo)體發(fā)熱達(dá)到的溫度與外部（油浸變?yōu)橛拖渫猓├鋮s介質(zhì)的溫度差，可用“K”表示。它是用于對(duì)變壓器設(shè)計(jì)和對(duì)熱特性參數(shù)評(píng)價(jià)的一個(gè)指標(biāo)。溫升試驗(yàn)可獲得額定負(fù)載下的繞組平均溫升。溫升隨負(fù)載電流的大小而變，而與環(huán)境溫度變化無(wú)關(guān)。
變壓器繞組溫度是溫升和環(huán)境溫度的綜合作用。對(duì)絕緣老化影響最嚴(yán)重的發(fā)熱部位的溫度是最受關(guān)注的，但不能用平均溫升與環(huán)境溫度相加而得，需要探索平均與熱點(diǎn)間的差值。繞組的熱點(diǎn)溫度隨繞組溫升和環(huán)境溫度兩者而變化。對(duì)于繞組平均溫度（升）與熱點(diǎn)溫度（升）的差值，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，不同設(shè)計(jì)的變壓器，特別是不同冷卻方式的變壓器是不同的。當(dāng)負(fù)載倍數(shù)不同時(shí)，差值也是變化的。我國(guó)通常取油浸變?yōu)?3K。因?yàn)椴荒艽_定平均溫度加上13K就是最熱那個(gè)點(diǎn)的溫度，所以在熱點(diǎn)溫升表述時(shí)，不說(shuō)“最熱點(diǎn)”為好。變壓器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的繞組平均溫升不大于65K，因此熱點(diǎn)溫升為78K。按等效的最高年平均溫度20攝氏度計(jì)算，98攝氏度就成為對(duì)油浸變壓器絕緣熱老化作用計(jì)算的基準(zhǔn)值。
２．油浸式變壓器的負(fù)載類型
正常周期性負(fù)載：是指變壓器在額定或超過(guò)（在限值內(nèi)）額定電流和在低于額定值下周期性的交替運(yùn)行，只要在較長(zhǎng)一段運(yùn)行期內(nèi)，平均相對(duì)老化率不大于1的運(yùn)行方式。容量大小不同，變壓器的熱點(diǎn)溫度的限值為120～140攝氏度。
長(zhǎng)期急救周期性負(fù)載：由于與之相關(guān)的變壓器檢修、運(yùn)行方式改變以及用戶負(fù)載增加等，為減少停電損失，有的變壓器將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)周期性的超過(guò)（在限值內(nèi)）額定電流運(yùn)行。整個(gè)運(yùn)行期間的相對(duì)老化率可能大于1或遠(yuǎn)大于1。不同變壓器的熱點(diǎn)溫度限值是130～150攝氏度。需綜合考慮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益決定采用這種運(yùn)行方式，風(fēng)險(xiǎn)很小。
短期急救負(fù)載：相當(dāng)于原規(guī)程中的事故過(guò)負(fù)荷，但現(xiàn)在需要按溫度控制而更科學(xué)。當(dāng)站內(nèi)某臺(tái)變壓器有故障或系統(tǒng)局部故障時(shí)，部分不能切除的負(fù)載急需轉(zhuǎn)移到該變壓器時(shí)的運(yùn)行方式，除電流限值外，熱點(diǎn)溫度限值可以達(dá)到160攝氏度，且配電變只受電流倍數(shù)2的限制。考慮到絕緣有一定的風(fēng)險(xiǎn)，只允許持續(xù)半小時(shí)。
一般來(lái)說(shuō)，在環(huán)境溫度較高時(shí)，變壓器出力受到熱點(diǎn)溫度限值的制約，而在較低的環(huán)境溫度下，負(fù)載電流倍數(shù)將是制約的條件。在用電緊張情況下，按急救負(fù)載規(guī)定限值，對(duì)保證持續(xù)供電是有利的。
３．不應(yīng)把98攝氏度作為“限值”
今夏很多地區(qū)長(zhǎng)期高溫酷暑，準(zhǔn)定在95攝氏度下（<98攝氏度）的繞組溫度計(jì)頻頻報(bào)警，特別是也裝了這種溫度計(jì)的并聯(lián)電抗器。因?yàn)椴⒙?lián)電抗器一投入就是滿載（環(huán)境溫度40攝氏度為正常運(yùn)行條件，如按65K平均溫升設(shè)計(jì)，熱點(diǎn)溫度可達(dá)118攝氏度），一般采用自冷而沒(méi)有備用冷卻器可投，于是有的加風(fēng)扇、有的淋水還是不行，甚為麻煩。
把報(bào)警溫度準(zhǔn)定得如此低的原因是把設(shè)備的設(shè)計(jì)條件和運(yùn)行工況的概念混淆了，其中有誤解也有誤導(dǎo)。有的變壓器對(duì)使用98攝氏度限值的矛盾不突出不是因?yàn)檫@些變壓器的設(shè)計(jì)有什么特別之處，而是運(yùn)行的負(fù)載率很低，溫升也就低，這是多數(shù)降壓變的情況；還有中小型變壓器裝繞組溫度計(jì)的很少，而未受到此限制（其實(shí)頂層油溫與繞組溫度的關(guān)系還是有相應(yīng)規(guī)律可循的）。
４．變壓器壽命與溫度的關(guān)系
如不考慮變壓器纖維絕緣內(nèi)在質(zhì)量以及水分、氧氣等對(duì)絕緣老化的影響，按蒙辛格規(guī)則推出的熱老化6度法則可表述為：“在80～140攝氏度的溫度范圍內(nèi)，油紙絕緣的老化率隨溫度變化的系數(shù)取為常數(shù)，也就是溫度每增加6K，老化率增加1倍。”負(fù)載導(dǎo)則把98攝氏度時(shí)的老化率定為“1”，因而溫度降低到92攝氏度時(shí)老化率為“0.5”，溫度上升到104攝氏度時(shí)為“2”，以此每增加6K老化率為4、8、16……應(yīng)注意的是：老化率增加的倍數(shù)不能直接等同于壽命降低的數(shù)值，壽命長(zhǎng)短受多種因素影響。“設(shè)計(jì)壽命20年”已是數(shù)十年約定俗成的說(shuō)法，除了因缺陷而夭折外，實(shí)際壽命要長(zhǎng)得多。不過(guò)對(duì)提出更長(zhǎng)不同使用壽命的承諾不應(yīng)作為直接評(píng)價(jià)產(chǎn)品的依據(jù)，主要看其性能指標(biāo)和制造水平。變壓器絕緣的剩余壽命雖無(wú)法計(jì)算，按負(fù)載導(dǎo)則可計(jì)算其在一定負(fù)載期內(nèi)的“相對(duì)老化值”。將不同老化率和時(shí)間進(jìn)行積分或分段累加，可計(jì)算出較長(zhǎng)一段時(shí)間（按天、月或年）的壽命相對(duì)損失。總之，不同老化率對(duì)壽命的影響和所持續(xù)的時(shí)間有關(guān)，還有高溫?fù)p失可用低溫補(bǔ)償?shù)脑瓌t。如在一天24小時(shí)內(nèi)，統(tǒng)計(jì)出2小時(shí)的老化率為2、10小時(shí)的平均老化率為1、12小時(shí)的平均老化率為0.8，則2×2＋10×1＋12×0.8=23.6，計(jì)算結(jié)果略低于24，由此可認(rèn)為其正常壽命損失為24小時(shí)。
變壓器繞組的溫升是指因電流引起繞組導(dǎo)體發(fā)熱達(dá)到的溫度與外部（油浸變?yōu)橛拖渫猓├鋮s介質(zhì)的溫度差，可用“K”表示。它是用于對(duì)變壓器設(shè)計(jì)和對(duì)熱特性參數(shù)評(píng)價(jià)的一個(gè)指標(biāo)。溫升試驗(yàn)可獲得額定負(fù)載下的繞組平均溫升。溫升隨負(fù)載電流的大小而變，而與環(huán)境溫度變化無(wú)關(guān)。
變壓器繞組溫度是溫升和環(huán)境溫度的綜合作用。對(duì)絕緣老化影響最嚴(yán)重的發(fā)熱部位的溫度是最受關(guān)注的，但不能用平均溫升與環(huán)境溫度相加而得，需要探索平均與熱點(diǎn)間的差值。繞組的熱點(diǎn)溫度隨繞組溫升和環(huán)境溫度兩者而變化。對(duì)于繞組平均溫度（升）與熱點(diǎn)溫度（升）的差值，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，不同設(shè)計(jì)的變壓器，特別是不同冷卻方式的變壓器是不同的。當(dāng)負(fù)載倍數(shù)不同時(shí)，差值也是變化的。我國(guó)通常取油浸變?yōu)?3K。因?yàn)椴荒艽_定平均溫度加上13K就是最熱那個(gè)點(diǎn)的溫度，所以在熱點(diǎn)溫升表述時(shí)，不說(shuō)“最熱點(diǎn)”為好。變壓器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的繞組平均溫升不大于65K，因此熱點(diǎn)溫升為78K。按等效的最高年平均溫度20攝氏度計(jì)算，98攝氏度就成為對(duì)油浸變壓器絕緣熱老化作用計(jì)算的基準(zhǔn)值。
２．油浸式變壓器的負(fù)載類型
正常周期性負(fù)載：是指變壓器在額定或超過(guò)（在限值內(nèi)）額定電流和在低于額定值下周期性的交替運(yùn)行，只要在較長(zhǎng)一段運(yùn)行期內(nèi)，平均相對(duì)老化率不大于1的運(yùn)行方式。容量大小不同，變壓器的熱點(diǎn)溫度的限值為120～140攝氏度。
長(zhǎng)期急救周期性負(fù)載：由于與之相關(guān)的變壓器檢修、運(yùn)行方式改變以及用戶負(fù)載增加等，為減少停電損失，有的變壓器將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)周期性的超過(guò)（在限值內(nèi)）額定電流運(yùn)行。整個(gè)運(yùn)行期間的相對(duì)老化率可能大于1或遠(yuǎn)大于1。不同變壓器的熱點(diǎn)溫度限值是130～150攝氏度。需綜合考慮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益決定采用這種運(yùn)行方式，風(fēng)險(xiǎn)很小。
短期急救負(fù)載：相當(dāng)于原規(guī)程中的事故過(guò)負(fù)荷，但現(xiàn)在需要按溫度控制而更科學(xué)。當(dāng)站內(nèi)某臺(tái)變壓器有故障或系統(tǒng)局部故障時(shí)，部分不能切除的負(fù)載急需轉(zhuǎn)移到該變壓器時(shí)的運(yùn)行方式，除電流限值外，熱點(diǎn)溫度限值可以達(dá)到160攝氏度，且配電變只受電流倍數(shù)2的限制。考慮到絕緣有一定的風(fēng)險(xiǎn)，只允許持續(xù)半小時(shí)。
一般來(lái)說(shuō)，在環(huán)境溫度較高時(shí)，變壓器出力受到熱點(diǎn)溫度限值的制約，而在較低的環(huán)境溫度下，負(fù)載電流倍數(shù)將是制約的條件。在用電緊張情況下，按急救負(fù)載規(guī)定限值，對(duì)保證持續(xù)供電是有利的。
３．不應(yīng)把98攝氏度作為“限值”
今夏很多地區(qū)長(zhǎng)期高溫酷暑，準(zhǔn)定在95攝氏度下（<98攝氏度）的繞組溫度計(jì)頻頻報(bào)警，特別是也裝了這種溫度計(jì)的并聯(lián)電抗器。因?yàn)椴⒙?lián)電抗器一投入就是滿載（環(huán)境溫度40攝氏度為正常運(yùn)行條件，如按65K平均溫升設(shè)計(jì)，熱點(diǎn)溫度可達(dá)118攝氏度），一般采用自冷而沒(méi)有備用冷卻器可投，于是有的加風(fēng)扇、有的淋水還是不行，甚為麻煩。
把報(bào)警溫度準(zhǔn)定得如此低的原因是把設(shè)備的設(shè)計(jì)條件和運(yùn)行工況的概念混淆了，其中有誤解也有誤導(dǎo)。有的變壓器對(duì)使用98攝氏度限值的矛盾不突出不是因?yàn)檫@些變壓器的設(shè)計(jì)有什么特別之處，而是運(yùn)行的負(fù)載率很低，溫升也就低，這是多數(shù)降壓變的情況；還有中小型變壓器裝繞組溫度計(jì)的很少，而未受到此限制（其實(shí)頂層油溫與繞組溫度的關(guān)系還是有相應(yīng)規(guī)律可循的）。
４．變壓器壽命與溫度的關(guān)系
如不考慮變壓器纖維絕緣內(nèi)在質(zhì)量以及水分、氧氣等對(duì)絕緣老化的影響，按蒙辛格規(guī)則推出的熱老化6度法則可表述為：“在80～140攝氏度的溫度范圍內(nèi)，油紙絕緣的老化率隨溫度變化的系數(shù)取為常數(shù)，也就是溫度每增加6K，老化率增加1倍。”負(fù)載導(dǎo)則把98攝氏度時(shí)的老化率定為“1”，因而溫度降低到92攝氏度時(shí)老化率為“0.5”，溫度上升到104攝氏度時(shí)為“2”，以此每增加6K老化率為4、8、16……應(yīng)注意的是：老化率增加的倍數(shù)不能直接等同于壽命降低的數(shù)值，壽命長(zhǎng)短受多種因素影響。“設(shè)計(jì)壽命20年”已是數(shù)十年約定俗成的說(shuō)法，除了因缺陷而夭折外，實(shí)際壽命要長(zhǎng)得多。不過(guò)對(duì)提出更長(zhǎng)不同使用壽命的承諾不應(yīng)作為直接評(píng)價(jià)產(chǎn)品的依據(jù)，主要看其性能指標(biāo)和制造水平。變壓器絕緣的剩余壽命雖無(wú)法計(jì)算，按負(fù)載導(dǎo)則可計(jì)算其在一定負(fù)載期內(nèi)的“相對(duì)老化值”。將不同老化率和時(shí)間進(jìn)行積分或分段累加，可計(jì)算出較長(zhǎng)一段時(shí)間（按天、月或年）的壽命相對(duì)損失。總之，不同老化率對(duì)壽命的影響和所持續(xù)的時(shí)間有關(guān)，還有高溫?fù)p失可用低溫補(bǔ)償?shù)脑瓌t。如在一天24小時(shí)內(nèi)，統(tǒng)計(jì)出2小時(shí)的老化率為2、10小時(shí)的平均老化率為1、12小時(shí)的平均老化率為0.8，則2×2＋10×1＋12×0.8=23.6，計(jì)算結(jié)果略低于24，由此可認(rèn)為其正常壽命損失為24小時(shí)。
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