强迫油循环变压器温升试验第三绕组温升测量数据偏差的分析

马小光

国网天津市电力公司，天津 300312

在我国大型油浸式电力变压器温升试验依据标准为GB-1094.2，温升试验分为两个步骤：一是测量稳态条件下及总损耗下的顶层油的温升，平均油温升；二是测量绕组平均温升，其方法是测量绕组平均铜油温差，然后用绕组平均铜油温差与平均油温升相加之和即为绕组平均温升。

现在试验室通用的温升试验方法对于双绕组变压器基本适合，对于三绕组变压器的第一对绕组基本适合，但是对于三绕组变压器的第三绕组测量有一定的偏差，其主要表现在测量第三绕组铜油温差的数据上。

三绕组变压器，一般为我们常说的联络变，高压与中压为第一对绕组，低压为第三绕组。

对于三绕组变压器的第三绕组测量数据，强油循分为导向循环和非导向循两种，以下专门对强油导向循环变压器进行分析。

1 强油导向循环变压器

温升过程中，从冷却器流出的温度较低油流，只有部分泄露，或有意控制流入箱体的自由空间，绝大部分油流流入绕组，流过绕组的温度较高的油流基本流入冷却装置进行冷却。以下分析忽略部分泄露油流。

1.1 油流的具体方式和路径如下图：

由于冷却器带有油泵，试验时油泵工作，流经绕组的油被加热后成为热油，油泵强迫热油经油管上口流入冷却器，经冷却后，温度较低的油流流入绕组的下部经过绕组，凉油经过绕组加热温度升高，成为热油，这就是所谓“强油导向循环”。

1.2 第三绕组测量铜油温差时各个绕组的发热情况

根据绕组容量分配，第三绕组一般为低压绕组并且小于变压器额定容量，在此以第三绕组为三分之一容量为例进行分析。

第三绕组的温升试验方法一般为高压加电，低压短路。此时，高压绕组损耗为其绕组额定容量下损耗的九分之一，其发热量也为其绕组额定容量的九分之一。此时流经高压绕组的油流温度几乎没有上升，温度近似等于冷却器下口的油流温度。

中压绕组没有电流经过，其损耗为零。所以流经中压绕组的油流温度几乎没有上升，温度等于冷却器下口的油流温度。

低压绕组流经其额定电流，低压绕组的损耗为额定容量下损耗。所以流经低压绕组的油流温度上升很多，流出低压绕组的热油3 的温度远高于流入低压绕组的凉油温度。凉油温度等于冷却器下口的油流温度。

1.3 热油的含量

根据各个绕组的油道，假定热油1、热油2、热油3 的容量比例为1：1：1；

低压绕组平均温度：T2；

冷却器下口的油流温度也就是凉油温度T1；

流经低压绕组的油流温度上升很多，热油比凉油温度升高K1；

低压绕组流出热油温度：T1+K1；

高压绕组流出油温度：T1；

中压绕组流出油温度：T1；

冷却器上油管平均温度：(T1+K1+2*T1)/3=T1+1/3*K1。

1.4 油平均温度测量值与实际值的比较

油平均温度的计算方法为上口温度与下口温度的平均值；

温度测量值：（T1+1/3*K1+T1）/2=T1+1/6*K1；

理论计算流经第三绕组的油平均温度实际值：(T1+K1+T1)/2=T1+K1/2；

二者差为：T1+K1/2-（T1+1/6*K1）=1/3*K1。

1.5 第三绕组（低压绕组）的铜油温差的测量值与实际值的比较

温度测量值：T2-（T1+1/6*K1）；

理论计算实际值：T2-(T1+K1/2)；

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

1.6 经以上分析得出：

应用常规方法测量得出的第三绕组的铜油温差比理论计算的要高1/3*K1。

2 实例分析

以某台电力变压器温升试验为例，测量第三绕组（低压绕组）温升数据如下：

比较第三绕组（低压绕组）的铜油温差的测量值与实际值，二者差为：1/3*K1=2.0K。

由此可知此台变压器低压绕组平均温升测量值比实际绕组平均温升高2.0K。