对于配电变压器温升试验影响因素的几点探讨

刘晓丽，李晓冬，程 辉，齐 欣

（辽宁东科电力有限公司，沈阳 110121）

引言

根据国家质量监督检验检疫总局公布的关于电力变压器产品质量国家监督抽查结果数据，2015至2017年3个批次共计137台变压器，其中不合格产品15台，温升项目不合格产品12台，占比达到80%，使得温升试验成为除突发短路外最受制造厂、用户及检测机构等各方最为关注的试验项目[1]。温升试验相较于突发短路试验所需场地、电源容量等方面都更容易实现，也符合变压器运行正常工况，因此该项试验均被各大电网公司作为物资质量抽检的主要考核项目。但因变压器温升试验持续时间长，影响因素多，近年来检测机构与制造厂关于此项试验的争端也屡见不鲜。

本研究基于一台S13-400/10配电变压器制定试验方案，在各种情况下对其开展温升试验，而后对试验结果综合分析。

1 温升试验方案

目前变压器温升试验的方法有多种，例如循环电流法、直接负载法、相互负载法、短路法及零序法等，本试验方案采用目前行业上用得最多的短路法。短路法试验共分为两个阶段：第一阶段施加总损耗，当变压器顶层油温升的变化率小于每小时1 K，维持3 h后可以认为温升已达到稳定状态，此时可以进入第二阶段；第二阶段施加额定电流，并保持1 h，继续观察油和环境的温度。施加额定电流1 h后，迅速切断电源并打开短路线，测量此时线电阻（热电阻）[2]。

考虑到检测机构在试验过程中可能存在的操作过程，制定如下试验程序：

（1）采用两台不同的直流电阻测试仪A、B测量变压器直流冷态电阻，得到两个直流电阻值分别为RA、RB，而后对变压器开展第一次温升试验。在整个试验过程中严格按照标准要求，采用变压器温升自动控制系统，实时监控并及时调整输入的损耗值及电流值，待温升试验结束后，采用直流电阻测试仪A测量热电阻，根据得到的热电阻值与直流电阻仪A测得的冷电阻RA进行计算得到第一组温升值AA，以此值作为此台变压器的温升标准值。

（2）根据第一次温升试验测得的热电阻与冷电阻RB进行计算得到第二组温升值AB。此次试验用以验证温升试验前后采用不同设备对试验结果的影响。

（3）在第一次热电阻测量结束后，立即将变压器第二次投入温升，此次试验不再施加总损耗，而是施加一个小时的额定电流，断电后测量变压器的热电阻，利用此组热电阻及冷电阻RA进行计算，得到第三组温升值AA1。此次试验用以验证行业上根据变压器绕组时间常数较小，而在温升试验热电阻测量失败时，将变压器再次投入试验后采取只施加一个小时额定电流的做法。

（4）第二次热电阻测量结束后，第三次将变压器投入温升试验，且在试验过程中采用自动控制系统，保证试验的输入损耗及电流。完成温升试验后切断电源，人为拖延电阻仪的复位时间1 min，而后根据这组热电阻值及冷电阻RA进行温升计算，得到第四组温升数据AA2。此次试验用以验证由于试验人员动作缓慢，或者设备断电缓慢、热电阻仪复位延迟等因素造成试验结果偏差的情况。

（5）第三次热电阻测量结束后，根据计算结果，分两次将变压器投入温升试验中，在两次温升试验的终了，人为控制得到第一个热电阻的值的时间分别为3 min及4 min，根据这两组热电阻值及冷电阻RA进行温升计算，得到第五、第六组温升数据AA3、AA4。此次试验用以验证试验人员拆线拖沓、试验设备测量过缓等因素对试验造成的影响。

（6）第四次、第五次热电阻测量结束后，第六次将变压器投入温升试验中。将试验中的自动控制系统去掉，由试验人员每隔1 h调整一次输入功率及电流，待其达到稳定条件后，测量测电阻值，根据此热电阻与冷电阻RA进行温升计算，得到第七组温升值AA5。此次试验用以验证人为控制试验过程，不能及时调整输入损耗及电流值的情况。

2 温升试验结果

本试验方案中的温升计算方法采用国标GB 1094.2—2013附录B中的外推法，共进行了6次试验，分别模拟变压器温升试验过程中可能出现的情况，具体试验结果见表1，各次试验结果与标准值的偏差见表2。

表1 不同试验方案试验结果

表2 不同试验方案试验结果与标准值的偏差

3 结论

从试验结果中可以看出，每种试验方式都会对试验结果造成不同程度的影响。对于顶层油温升来说每种试验方式对其影响不大，但是要注意在开始记录前约1 h内搅动几次变压器温度计座内的测温装置，以消除温度计座内的温度梯度，否则变压器顶层油温升会有约2 K～4 K的误差。

对于变压器高、低压绕组温升来说，验证了以下几点：（1）变压器温升试验在测量热电阻时一旦失败，直接采取施加1 h额定电流的做法是不恰当的，这会引起大约6%～7%的大误差，应该将变压器重新投入总损耗阶段，待其稳定后再调整到额定电流状态。（2）温升试验前后采用不同仪器测量热电阻，也会在一定程度上引起测量误差，但只要各仪器均符合检定标准，此方面的误差不会很大，本次试验中用的两台仪器引起的误差不超过2%。（3）从切断电源到电阻仪复位的时间对试验结果的影响是比较大的，此时间如果为1 min，就会引起约8%的误差，所以变压器温升试验时的电源应采取速断模式，且在断电的一瞬间同时按下电阻仪的复位按钮才不至引起较大的误差。（4）如果按下电阻仪复位按钮后，试验人员拆线拖沓等原因造成3～4 min才得到第一个热电阻值时，也会对试验结果造成影响，但其影响并不是很大，大约1%～2%。（5）如试验人员并非全程值守也会对试验结果造成一定的影响，其影响大约为2%。