沈变电力变压器设计手册.pdf

设设 计计 手手 册册油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器 温温 升升 计计 算算 目 录 目 录 1 概述 概述 SB1-007.7 第第 1 页页1.1 热的传导过程热的传导过程 SB1-007.7 第第 1 页页 1.2 温升限值温升限值 SB1-007.7 第第 2 页页1.2.1 连续额定容量下的正常温升限值连续额定容量下的正常温升限值 SB1-007.7 第第 2 页页 1.2.2 在特殊使用条件下对温升修正的要求在特殊使用条件下对温升修正的要求 SB1-007.7 第第 2 页页 1.2.2.1 正常使用条件 SB1-007.7 第 2 页 1.2.2.2 安装场所的特殊环境温度下对温升的修正 SB1-007.7 第 2 页 1.2.2.3 安装场所为高海拔时对温升的修正 SB1-007.7 第 3 页2 层式绕组的温差计算 层式绕组的温差计算 SB1-007.7 第第 3 页页2.1 层式绕组的散热面（层式绕组的散热面（S q c）计算）计算 SB1-007.7 第第 3 页页 2.2 层式绕组的热负载（层式绕组的热负载（q q c）计算）计算 SB1-007.7 第第 3 页页 2.3 层式绕组的温差（τ层式绕组的温差（τq c）计算）计算 SB1-007.7 第第 4 页页 2.4 层式绕组的温升（θ层式绕组的温升（θqc）计算）计算 SB1-007.7 第第 4 页页3 饼式绕组的温升计算饼式绕组的温升计算 SB1-007.7 第第 4 页页3.1 饼式绕组的散热面（饼式绕组的散热面（S q b）计算）计算 SB1-007.7 第第 4 页页3.1.1 饼式绕组的轴向散热面（饼式绕组的轴向散热面（S q bz）计算）计算 SB1-007.7 第第 4 页页 3.1.2 饼式绕组的横向散热面（饼式绕组的横向散热面（S q b h）计算）计算 SB1-007.7 第第 5 页页 3.2 饼式绕组的热负载（饼式绕组的热负载（q q b）计算）计算 SB1-007.7 第第 5 页页 3.3 饼式绕组的温差（τ饼式绕组的温差（τq b）计算）计算 SB1-007.7 第第 5 页页3.3.1 高功能饼式绕组的温差（τ高功能饼式绕组的温差（τq gq g）计算 ）计算 SB1-007.7 第第 5 页页 3.3.2 普通饼式绕组的温差（τ普通饼式绕组的温差（τq bq b）计算）计算 SB1-007.7 第第 6 页页 3.4 饼式绕组的温升（θ饼式绕组的温升（θq b）计算）计算 SB1-007.7 第第 7 页页4 4 油温升计算油温升计算 SB1-007.7 第第 8 页页4.1 箱壁几何面积（S箱壁几何面积（S bb）计算）计算 SB1-007.7 第第 8 页页 4.2 箱盖几何面积（S箱盖几何面积（S gg）计算）计算 SB1-007.7 第第 9 页页 4.3 油箱有效散热面（S油箱有效散热面（S yxyx）计算）计算 SB1-007.7 第第 9 页页4.3.1 平滑油箱有效散热面（平滑油箱有效散热面（S yx）计算）计算 SB1-007.7 第第 9 页页 4.3.2 管式油箱有效散热面（管式油箱有效散热面（S yx）计算）计算 SB1-007.7 第第 10 页页 4.3.3 管式散热器油箱有效散热面（管式散热器油箱有效散热面（S yx）计算）计算 SB1-007.7 第第 12 页页 4.3.4 片式散热器油箱有效散热面（片式散热器油箱有效散热面（S yx）计算）计算 SB1-007.7 第第 14 页页版次 日 期 签 字 旧底图总号 底 图 总 号 日期 签字 油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器 温 升温 升 计计 算算 共 页 第 页 02 01 目 录 目 录 4.4 油平均温升计算油平均温升计算 SB1-007.7 第第 19 页页4.4.1 油箱的热负载（油箱的热负载（q yx）计算）计算 SB1-007.7 第第 19 页页 4.4.2 油平均温升（θ油平均温升（θy）计算）计算 SB1-007.7 第第 19 页页 4.5 顶层油温升计算顶层油温升计算 SB1-007.7 第第 19 页页5 5 强油冷却饼式绕组的温升计算强油冷却饼式绕组的温升计算 SB1-007.7 第第 21 页页5.1 强油导向冷却方式的特点强油导向冷却方式的特点 SB1-007.7 第第 21 页页5.1.1 线饼温度分布线饼温度分布 SB1-007.7 第第 21 页页 5.1.2 横向油道高度的影响横向油道高度的影响 SB1-007.7 第第 21 页页 5.1.3 纵向油道宽度的影响纵向油道宽度的影响 SB1-007.7 第第 21 页页 5.1.4 线饼数的影响线饼数的影响 SB1-007.7 第第 21 页页 5.1.5 挡油隔板漏油的影响挡油隔板漏油的影响 SB1-007.7 第第 21 页页 5.1.6 流量的影响流量的影响 SB1-007.7 第第 21 页页 5.2 强油冷却饼式绕组的热负载（强油冷却饼式绕组的热负载（q q p ）计算）计算 SB1-007.7 第第 22 页页 5.3 强油冷却饼式绕组的温差（τ强油冷却饼式绕组的温差（τq p ）计算）计算 SB1-007.7 第第 23 页页 5.4 强油冷却饼式绕组的温升（θ强油冷却饼式绕组的温升（θq p）计算）计算 SB1-007.7 第第 23 页页 5.5 强油风冷变压器本体的油阻力（Δ强油风冷变压器本体的油阻力（ΔH T）计算）计算 SB1-007.7 第第 23 页页5.5.1 油管路的油阻力（Δ油管路的油阻力（ΔHg）计算）计算 SB1-007.7 第第 23 页页 5.5.1.1 油管路的摩擦油阻力（ΔH M）计算 SB1-007.7 第 23 页 5.5.1.2 油管路特殊部位的形状油阻力（ΔH X）计算 SB1-007.7 第 24 页 5.5.1.3 油管路的油阻力（ΔH g）计算 SB1-007.7 第 25 页 5.5.2 线圈内部的油阻力（Δ线圈内部的油阻力（ΔHq）确定）确定 SB1-007.7 第第 26 页页 5.5.2.1 线圈内部的摩擦油阻力（ΔH q m）计算 SB1-007.7 第 26 页 5.5.2.2 线圈内部特殊部位的形状油阻力（ΔH qT）计算 SB1-007.7 第 27 页5.5.2.3 线圈内部的油阻力（ΔHq）计算 SB1-007.7 第 27 页 5.5.3 额定油流量（额定油流量（Q r）下的变压器本体的油阻力（Δ）下的变压器本体的油阻力（ΔH T r）计算）计算 SB1-007.7 第第 27 页页 5.6 强油风冷的实际油流量（Q）计算强油风冷的实际油流量（Q）计算 SB1-007.7 第第 28 页页5.6.1 冷却回路的总油阻力（Δ冷却回路的总油阻力（ΔH Z）计算）计算 SB1-007.7 第第 28 页页 5.6.2 强油风冷的实际油流量（强油风冷的实际油流量（Q）计算）计算 SB1-007.7 第第 28 页页 5.7 强油风冷冷却器的冷却容量（强油风冷冷却器的冷却容量（P FP）计算）计算 SB1-007.7 第第 29 页页5.7.1 强油风冷油平均温升（强油风冷油平均温升（θθ’yp）的初步确定）的初步确定 SB1-007.7 第第 29 页页5.7.2 单台冷却器的冷却容量（单台冷却器的冷却容量（P ’FP）的初步确定）的初步确定 SB1-007.7 第第 29 页页 5.7.3 风冷却器工作的数量（风冷却器工作的数量（NFP）确定）确定 SB1-007.7 第第 29 页页 5.7.4 强油风冷却器单台实际冷却容量（强油风冷却器单台实际冷却容量（P FP）计算）计算 SB1-007.7 第第 30 页页 5.8 强油风冷油平均温升（θ强油风冷油平均温升（θyP）计算）计算 SB1-007.7 第第 30 页页 5.9 强油风冷冷却器的技术数据强油风冷冷却器的技术数据 SB1-007.7 第第 31 页页 5.10 强油水冷冷却器工作的数量（N强油水冷冷却器工作的数量（N SPSP）确定）确定 SB1-007.7 第第 38 页页版次 日 期 签 字 旧底图总号 底 图 总 号 日期 签字 油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器 温 升 温 升 计计 算算 共 页 第 页 02 02 1 概述 1.1 热的传导过程 1 概述 1.1 热的传导过程 变压器运行时，绕组、铁心、钢铁结构件中均要产生损耗，这些损耗将转变为热量发 散到周围介质中，从而引起变压器发热和温度升高。

当绕组和铁心所产生的热量将全部散发到周围介质中，达到稳定状态（温度不再继续 升高）此种状态称为热平衡状态在热平衡状态下，“热流”所经过的路径是相当复杂的， 在油浸变压器中一般有： 1）绕组和铁心在运行的初始阶段，温度上升很快，绕组和铁心所产生的热量，将由 它们内部最热点藉传导方式传到与油接触的外面如图 7.1 所示对于自冷式变压器来说， 线圈内部最热点温升比线圈平均温升，一般要高出 13K 左右 2） 当绕组和铁心内部的热量传到表面后，它们的表面温度与周围介质（油）产生温 差，通过对流作用将部分热量传给附近的油，从而使油温逐渐上升线圈对油的平均温差 一般在 20 K～30 K 左右 3） 当绕组和铁心附近的油温升高后，由于油的对流作用，热油向上流动，冷却后的 向下流动，重新流入线圈，形成闭合的对流路线，从而使油箱中的油温升高对于自冷式 变压器来说，一般上层油温比平均油温高 20%左右 4 ) 当热油碰到箱壁或油管壁时，将部分热量传给它们，使油温下降而箱壁或油管壁 温度升高，其热量从壁的内侧传导到外侧（壁的内外侧温差一般不超过 3 K 左右），它与 周围的介质（空气）也产生温差，借助于对流和辐射作用，将热量散发到空气中。

综上所述，将绕组和铁心损耗所产生的热量散发到变压器外面的空气中，要经过许多 部分，热流每通过一个部分均要产生温差，而温差的大小与损耗和介质的物理特性有关 变压器的温升计算，就是要计算各部分的温差和温升，即绕组对油的温差、绕组对空气的 平均温升、油对空气的平均温升及顶层油温升而铁心对油的温差和铁心对空气的平均温 升计算，详见铁心计算 SB1—007.1 资 料 来 源 编 制 校 核 标 审 提出部门 审 定 标记 处数 更改文件号签 字 日 期实施日期 批 准 会签 描图 卷 号 旧底图总号 底 图 总 号 日期 签字 设设 计计 手手 册册 代替 油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器 温 升 计温 升 计 算算 共 页 第 1 页 39 图 7.1 沿线圈辐向方向的温差分布(箭头表示传热方向) a) 层式线圈两面散热 c) 饼式线圈四面散热b) 层式线圈一面散热4B3q≈ Bq2Bq≈ Bq 2Bq≈ Bq 1.2 温升限值1.2 温升限值 1.2.1 连续额定容量下的正常温升限值连续额定容量下的正常温升限值 1) 变压器分接范围在±5% 以内，且额定容量不超过 2 500 kVA 的变压器，负载损 耗和温升限值的保证仅指主分接。

温升试验选在主分接上进行 2) 变压器有一个分接范围超过 ±5% 或额定容量大于 2 500 kVA 的变压器，在与每 个分接相应的分接容量、分接电压和分接电流下，不同分接的负载损耗是不同的，有时空 载损耗也不同（即在分接范围内采用了变磁通调压方式）温升限值应适用于每个分接， 温升型式试验应在最大电流分接上进行（另有规定除外）在独立绕组变压器中，最大电 流一般是最大负载损耗分接 3) 在带分接的自耦变压器中，温。