1、油浸式变压器正常过负荷的计算 C1 变压器正常过负荷能力 变压器正常过负荷能力，是根据全天的负荷曲线、冷却介质温度以及过负荷 前变压器所带的负荷等来确定的。 变压器在运行中的负荷是经常变化的，即负荷曲线有高峰和低谷，在高峰时 可能过负荷。当变压器过负荷运行时，绝缘寿命损失将增加，而轻负荷运行时绝 缘寿命损失将减小，因此可以相互补偿，不增加变压器寿命损失的过负荷称为正 常过负荷。图1图4的过负荷曲线为正常过负荷，是每天都可以使用的，并不 因此缩短变压器的正常使用寿命。 变压器在运行中冷却介质的温度也是变化的，在夏季油温升高，变压器带额 定负荷时的绝缘寿命损失将增加，而在冬季油温降低，带额定负荷时
2、的绝缘寿命 损失将减小，因此，按当年等值环境温度运行时，变压器绝缘寿命损失冬夏自然 补偿，而不降低变压器的正常使用寿命。 变压器根据负荷曲线或过负荷前变压器的负荷值。计算出等效起始负荷系数 K1和过负荷倍数K 2，按图1图3的曲线运行。年等值环境温度小于或等于15 的地区使用15的一组曲线，大于15小于或等于20的地区使用20的 一组曲线，大于20的地区使用25的一组曲线。当夏季最高环境温度大于35 时，应按图4曲线运行。 变压器过负荷运行时，应使用正常寿命损失，并注意绕组最热点温度不超过 允许值外，还应考虑到套管、引线、焊接点和分接开关等组件的过负荷能力，和 与变压器连接的各种设备如电缆、断
3、路器、隔离开关、电流互感器等的允许过电 流能力，根据以上综合考虑和结合我国变压器目前的设计结构，推荐正常过负荷 的最大值、油浸自冷、风冷变压器为额定负荷的1.3倍。图1图4的过负荷曲 线就是根据这个原则制定的。因此使用是安全的，并有适当的裕度。载流部分和 冷却系统存在缺陷的变压器不应过负荷运行。 C2 绕组最热点温度计算公式： 计算公式为 ctabrbr1122dKdxr crby|eKxt(C1) 式中 ct变压器负荷为K 2，运行th后的绕组最热点温度； a冷却介质温度； br额定容量时上层油温升(一般取自然循环55) ； cr额定容量时绕组最热点温升(假定等于78) ； K1起始负荷系数
4、， K1=起始负荷值/额定容量； K2过负荷倍数， K2=过负荷值/额定容量； d损耗比，一般取5，d=额定容量时短路损耗空载损耗； x计算油温升用的指数(一般取自然循环0.9、强油循环1) ； y计算最热点温升用的指数(一般取自然循环0.8)； t负荷为K 2时的运行时间(h)； c额定容量时的油空气热时间常数(h，一般取自然循环 3h)。 C3 负荷曲线简化方法 为了使用图1图4的过负荷曲线，首先必须把实际变化的日负荷曲线简化 为直角曲线，以便求出起始负荷系数K 1和过负荷系数 K2，方法如图C1所示。 图C1 日负荷曲线图 I实际负荷电流(标么值) ；I 1等效起始负荷(过负荷曲线中的K
5、 1值)； I 2等效过负荷( 过负荷曲线中的K 2值) ； Imax过负荷最大值； 1等效负荷曲线；2实际负荷曲线 把变化的负荷电流I，按其所引起的损耗与不变负荷电流引起的损耗在温度 上相等效的原则，计算等效负荷I 1。等效起始负荷 I 1由负荷曲线中小于额 定值的部分组成。等效过负荷I 2由负荷曲线中大于额定值的部分组成，计算公 式： atat221 n(C2) 式中 I等效负荷； a1，a 2， n各段电流平均值(标么值)； t1，t 2， 对应各段负荷电流的时间间隔(h)。 公式(C2)适用于计算等效起始负荷 I 1和等效过负荷 I 2。时间间隔t计算 起始负荷时可取1h，过负荷时应取
6、0.5个小时。 等效起始负荷I 1也可根据过负荷前 12h的负荷，每小时取1个值的简化公 式来计算： Iaa1231209. (C3) 式中 a1，a 2,a3，a 12时间间隔1h的平均负荷(标么值)。 如果负荷曲线包括几个过负荷高峰，则计算等效过负荷I 2应该用 t1。 对于较小的过负荷值也可以归算到起始负荷I 1中去。 如果计算出的I 2大于0.9I max(Imax取0.5h的平均值)，则k 2=I 2，如果I 2小于0.9I max，则取k 2=0.9Imax，此时过负荷等效时间t 2按下式计算： tIt09.max2(C4) 式中 t2过负荷时间 (h)； t 2等效过负荷时间 (
7、h)。 C4 过负荷时变压器的寿命损失 变压器在过负荷时，其各部分的温度将比额定负荷时为高。绝缘的老化程度 与温度有关，现在国际上认为，变压器用电缆纸在80140范围内，温度每升 高6，其绝缘寿命损失增加一倍，简称为六度法则。 国际电工委员会规定：变压器在额定负荷下运行，绕组平均温升为65。通 常最热点温升比平均温升约高13到78，如变压器在额定负荷和冷却介质温 度为20条件下连续运行，则绕组最热点温度为98，其绝缘老化寿命为20 年，在这个条件下运行，称为正常老化，其每天的寿命损失为正常日寿命损失。 绕组最热点温度 c与变压器寿命的关系可用相对寿命损失来衡量。所谓相对 寿命损失即绕组最热点的
8、温度为 时的寿命损失率与98时正常寿命损失率之 比，以V表示，即 V()=10(-98)/.3c相 对 寿 命 损 失 (C5) 绕组在不同最热点温度下相对寿命损失见表C1。 表C1 不同最热点温度下相对寿命损失 若变压器24h的周期内，于某恒定温度下运行th ，其余时间均处于寿命损失 可忽略不计的低温下(当热点温度低于80时，实际寿命损失可忽略不计 )，则日 寿命损失为tVh；若在th 内温度是变化的，即 c=f(t) ，则需要积分，日寿命损 失为 S0tVdth。当绕组最热点温度为 c时，要使其日寿命损失等于正常日寿命损 失，其允许运行时间t按下式计算： t2410983C. (C6) 绕
9、组在不同最热点温度下，每天允许运行的时间见表C2。 表C2 不同最热点温度下每天允许运行的时间 C5 年等值冷却介质温度计算 变压器在额定负荷下运行时，由于冷却介质温度一年四季随着环境温度的变 化而变化的，因此绕组温度也跟着变化，因为绝缘的寿命损失与温度不是线性关 系，而是指数函数关系，因此环境温度的平均值不能代表绝缘的损坏程度，而应 采用等值温度。等值温度高于平均温度。 年等值环境温度计算公式如下： aa20120lg(C7) 式中 a年等值环境温度； 月等值环境温度或月平均环境温度。 C6 举例 【例1】 一台容量为90000kVA变压器的典型负荷曲线中的起始负荷是 60%，在上午和上半夜有高峰负荷5h，年等值环境温度为15，求自然循环和 强油循环变压器允许过负荷多少? 解：查图1的过负荷曲线，从横坐标K 1=0.6处向上至4和6h二根曲线之间 读坐标K 2=1.24，即自然循环变压器允许过负荷24%，运行5h。 【例2】 某地区全年月平均环境温度为30时2个月，20时4个月， 10时4个月，0时2个月，试计算全年平均温度和等值温度是多少? 解： 年 平 均 温 度 a oC23002115 年 等 值 温 度 430lg 4029810.o 环境温度 20
