在设备中,变压器作为安全件有着极其重要的作用。如果设备在正常工作或局部产生故障的情况下,而引起变压器温升过高且已超出变压器材料件(如骨架.线包.漆层等)所能承受的温度,可能会使变压器绝缘失效,引起触电危险或着火危险。在设备中对变压器温升的测量是必不可少的。
通常对变压器温升的测量,我们采用两种方法:热电偶法和电阻法。
一、热电偶法:目前可采用DR030数字温度巡回检测仪来测量变压器温升。测试时可用胶布或用涂料(氧化铝+溶剂)将热电偶丝粘贴在变压器被测部位上。贴好热电偶后,受试变压器加上负载,接通电源,待热稳定或4h后测量其温升。
二、电阻法:在变压器加负载并接通电源前,应先测量变压器的冷态电阻R1,给变压器加上负载并接通电源,4h或热稳定后,断开电源,立即测量变压器各线包的热态电阻R2,由以下公式计算出变压器的温升:
Δt=R2-R1∕R1(234.5+t1)-( t2-t1)
R1:试验开始时的阻值(Ω) R2: 试验结束时的阻值(Ω)
t1::试验开始时的室温(℃) t2:试验结束时的室温(℃)
从上述测试方法不难发现,用热电偶法和电阻法测量变压器温升时,前者测量的是变压器线包外层的温升,后者测得的是变压器线包的平均温升。在GB4943中规定测量变压器的线包温升允许采用热电偶法,测得的结果增加10℃,GB8898则要求用电阻法测量变压器线包的温升。为了了解这两种方法的差异,为了了解我们在测量变压器温升时,是测量变压器初级线包还是次级线包更能反应出变压器温升的实际情况,在对变压器进行温升试验时,特留意了以下两种结构的电源变压器,根据测量结果,进行了比对。
热电偶法和电阻法变压器温升测量结果表(纯电阻负载)
王字形骨架 | 抽屉式骨架 |
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样品编号 | 电阻法 | 热电偶法 | 电阻法 | 热电 偶法 |
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直流铜阻 | 温升 | 温升 | 直流铜阻 | 温升 | 温升 |
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初级 kΩ | 初级 kΩ | 次级 Ω | 次级 Ω | 初 级 ℃ | 次 级 ℃ | 部位 | 初级 kΩ | 初级 kΩ | 次级 Ω | 次级 Ω | 初级 ℃ | 次级 ℃ | 部位 |
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试前
| 试后
| 试前
| 试后
| 初 级 ℃ | 次级 ℃ | 试前
| 试后
| 试前 | 试后 | 初级 ℃ | 次级 ℃ |
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1# | 2.02 | 2.17 | 6.40 | 6.74 | 17.8 | 13.1 | 16.5 | 14.4 | 0.52 | 0.56 | 2.30 | 2.41 | 17.6 | 12.3 | 11.9 | 13.0 | |||
2# | 2.12 | 2.27 | 6.51 | 6.88 | 16.9 | 14.1 | 17.6 | 15.1 | 0.52 | 0.56 | 2.28 | 2.40 | 18.7 | 12.9 | 12.7 | 12.6 | |||
3# | 2.07 | 2.21 | 6.53 | 6.88 | 18.0 | 14.0 | 16.9 | 14.0 | 0.52 | 0.57 | 2.28 | 2.42 | 20.1 | 14.9 | 14.2 | 14.1 | |||
备注 | 1#.2#.3#样品试前.试后温度分别为t1=16.8℃,t2=18.1℃;t1=18.1℃,t2=18.4℃;t1=19.6℃,t2=19.3℃; | 1#.2#.3#样品试前.试后温度分别为t1=17.6℃,t2=18.4℃;t1=18.4℃,t2=19.1℃;t1=19.5℃,t2=19.2℃; |
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试验时间:2h | 试验时间:2h | ||||||||||||||||||
从测量结果分析:
一、采用望王字形个骨架的变压器和采用抽屉式骨架的变压器,它们的初级温升都高于次级温升。(王字形骨架的变压器初次级温升相差2-4℃,抽屉式骨架的变压器初次级温升相差5℃左右)。
二、采用王字形骨架的变压器用热电偶法和电阻法测出的变压器温升非常接近。
三、采用抽屉式骨架的变压器，用电阻法测出的变压器初级温升要高于用热电偶法测出的变压器初级温升近6℃左右，而用两种方法测出的变压器次级温升结果则非常接近。
对于上述第一种情况,可以这样理解:由于变压器线包的温升是由于变压器线包的铜耗Pm引起的,变压器的铜耗Pm所产生的热量一部分为线包本身所吸收,另一部分则通过变压器的表面以辐射、对流及传导等方式散发到周围介质中去,Zui终达到热平衡。在达到热平衡时,由于变压器初级线包所产生的铜耗Pm大,所产生的热量也大,其温升要高于次级温升。当然,上述结果有它的局限性,不同结构的变压器或变压器在不同的设备中产生的温升会有差异。
对于上述第二.三种情况,用电阻法测出的变压器线包温升一般要略高于用热点偶法测出的温升值。这说明用电阻法测出的变压器线包温升值更接近于变压器实际温升。至于用两种方法测出的变压器温升值的差异程度，则和变压器所采用的材料.变压器的结构以及我们在测量温升时的布点位置（用热电偶法）和测量速度有关。
在实际测量变压器温升时，建议：一、尽可能采用电阻法来测量变压器的温升；二、在用电阻法测量变压器线包温升时,尽可能选用初级线包。在用热电偶法测量变压器线包温升时,应将热电偶头尽可能置于变压器外层压敏胶带和外层绕组间,尽量减小测量误差。在用电阻法测量变压器线包温升时,建议在变压器绕组的引线脚和所选用的测量仪器间加一通断开关,以在Zui短的时间内测出变压器线包的直流铜阻值。
