GB 1094.7-2008-T 标准规范下载简介

GB 1094.7-2008-T 电力变压器 第7部分 油浸式电力变压器负载导则

表C.1250MVA变压器的负载级数

C.2Omin至190min时间段

△oi=12.7K（本试验在早晨8：20开始进行GB／Z 40387-2021 金属材料 多轴疲劳试验设计准则.pdf，前一天晚上22：00已在1.49p.u.下做完了过 验） K=1.0 △0 hi=0. OK

C.3190min至365min时间段

4365min至500min时间

△ oi=18.84K （在C.3中计算出） K=1. 5 △ 0 hi=10.45K （在C.3中计算出） 当用下列数值替换式（5）中的相应数值时，其计算与C.2相同 用18.84替换12.7； 用1.5替换1.0； 用10.45替换0.0。

C.5500min至710min时间段

△ oi=64.1K （在C.4中计算出） K=0. 3 △ 0 hi=37.82K （在C.4中计算出） 当用下列数值替换式（6）中的相应数值时，其计算与C.3相同： 用64.1替换36.2； 用0.3替换0.6； 用37.82替换22.0

C.6710min至 735min时间段

△0oi=9.65K （在C.5中计算出） K=2. 1 △ hi=4.24K （在C.5中计算出） 当用下列数值替换式（5）中的相应数值时，其计算与C.4相同： 用9.65替换18.84； 用2.1替换1.5； 用4.24替换10.45。 C.7735min至750min时间段

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△0oi=41.36K （在C.6中计算出） K=0. 0 △ 0 hi=71.2K （在C.6中计算出） 计算与C.3和C.5相同。

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图C.1示出了计算和测量的热点温度曲线。图C.2示出了相应的层油温度曲线。表C.2列出 载结束时的数值

图中： x轴：时间t，单位为min； 测量值用实线表示：

图中： x轴：时间t，单位为min 测量值用实线表示：

图C.2负载电流按级变化时的顶层油温度值

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表C.2每个负载级结束时的温度值

绕组时间常数如下式所示：

式中： Tw一考虑负载下的绕组时间常数，单位为min; g一考虑负载下的绕组平均温度对油平均温度的梯度，单位为K； mw一线圈质量，单位为kg； c一导体材料的比热容，单位为J/（kg·K）（铜为390，铝为890） Pw一考虑负载下的绕组损耗，单位为W。 式（D.1）的另一种形式为：

P。一相关绕组的涡流损耗标么值； s一考虑负载下的电流密度，单位为A/mm²

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附录D （资料性附录） 绕组和油时间常数计算

mwxcxg TW= 60× Pm

Tw=2.75x (1 + P)× s tw =1.15× g (1 + P)× s2

油的时间常数计算按参考文献[4]的原理，即：对于ONAN和ONAF冷却方式，热容（

式中： mA一铁心和线圈的质量，单位为kg; mr一油箱和附件的质量，单位为kg（仅指与热油相接触的部件） mo一油的质量，单位为kg。 对于强油冷却方式，OF或OD，热容为：

考虑负载下的油时间常数如下

To一平均油时间常数，单位为min

C=0.132×m,+0.0882×m+0.400×mo

C=0.132xm,+0.0882×m+0.400×m

C=0.132×(m,+m)+0.580×m

C×0om×60 P

△om一在考虑负载下，高于环境温度的平均油温升，单位为K P一考虑负载下的施加损耗，单位为W。

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附录E （资料性附录） 微分方程解法的例证

本附录提供了8.2.3中所述的微分方程法更详细的信息及如何通过转化为差分方程来求解，并 一个实例。

以指数形式表示的发热方程，实际上特别适合于用试验确定热传递参数和简化的场合。在这个方面， 对于任意的时变负载系数K和时变环境温度θa，可能更需要其确定热点温度。 对于这种应用，最好的方法是采用热传递微分方程。如果将其转换成差分方程，则很容易求解，如 本附录后面所示。

当将热传递原理应用于电力变压器时，仅在导向油流（OD）冷却方式时，其微分方程才是线性的。 对于其它冷却方式，如OF和ON，冷却介质的循环率与它自身的温度有关。换句话说，如果没有风扇，散 热器中的气流速度取决于它自身的温度，但是如果有风扇，情况就不同了。同样地，如果没有油泵或者 不是导向油流，油的流速取决于它自身的温度，但是如果有油泵和导向油流，情况也就不同了。 结果是，对于ON和OF冷却，微分方程是非线性的，这意味着对应于逐级变化的负载电流，不论是顶 层油温升还是热点温升响应，都不是真正的指数函数[10]。 但是，为了避免本部分过分复杂，可以使用近似的方法，即不论是ON、OF还是OD冷却，时间函数仍 是指数方程，非线性关系只对已发生温度变化的最终值有影响。可以表明由此带来的误差不大。 因此，顶层油温度的微分方程（输入K、，，输出。）为：

所有变量和参数的符号，均见本文前面的规定。 热点温升的微分方程（输入K，输出△θ，）最容易解出，因为它是两个微分方程之和，而

将上面两个方程的解代入式（E.2） 热点温度的最终方程为：

k21 ×K"×(10mr)= k22 ×Tm×

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关于方程（E.2）至（E.4），要考虑其复杂性，因为实际上油冷却介质除了有热惯性外，还有力学 惯性。对于电力变压器，它对自然冷却方式（ON）影响最大，对非强油导向冷却方式（OF）影响稍小 对强油导向冷却方式（0D）的影响可以忽略。它对配电变压器的影响也可以忽略（见8.2.2）。 这些方程的方框图表示见8.2.3。

对于象用指数函数一类的简单函数表示的输出函数，若输入函数不是简单函数，例如，单一的阶踪 函数，则上述的微分方程仍不能解出。对于一台已安装的变压器，负载电流和环境温度不是明确的时间 函数。如果进行近似，例如：将负载电流近似地化为一系列阶跃变化的函数，并保持环境温度恒定，则 其结果也只是近似值。 如果将微分方程变换为差分方程，则其解十分简单，在一个简单的电子表格上就可以表示出。 式（E.3）的微分方程可写为下述差分方程，其中D代表一个小的时间段上的差分。 式(E. 1) 变为:

式（E.3）和（E.4）变为：

每一个△h和△h2的第n个值的计算用与式（E.7）类似的方法进行 在第n个时间段时总的热点温升可由下式给出：

最后，在第n个时间段时的热点温度可由下式给出：

D(a) =00(n) + 0n)

为了得到一个精确的结果，时间段Dt应尽可能小，不能天于发热模型中的最小时间常数的一半。例 如，如果所考虑绕组的时间常数是4min，则时间段应不大于2min。 注：Tw和T不应设置为O。 理论上也有比式（E.6）到（E.9）中所用的简单方法更精确的数学分析解法，如：梯形法或朗格 昆塔法。但是，考虑到输入数据的不精确，必然会使复杂程度增加。 6.3中的纤维素绝寿命损失的微分方程也可以变换为差分方程。基本的微分方程为

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dL =V dt DL(a) = Va) × Di

[o) = L() + DLa

假设所考虑的对象是由一个在线监测装置发出的热点温度和寿命损失的信息，求解步骤如下： 1）设置变压器参数： 2）设置输入数据； 3）计算初始状态； 4）解微分方程； 5） 将输出数据列表； 将输出数据绘成曲线。 详细内容如下： 设置变压器参数 所用参数在环境温度为30℃C、 领正点温度

△or=45K T o=150min △0m=35K T w=7min

本例中的输入数据列于表E.1中，并在图E.1中绘出

表F1举例中的输入数据

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表E.1（续） 举例中的输入数据

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图E.1举例用的输入数据绘图

温度和负载系数是取在3min间隔内的值。此时间段是最大的，为了得到精确的结果，它应比方 小时间常数Tw小一半。而本例中的Tw=7min，所以时间段Dt=3min。

尽管在计算开始时系统可能不是严格意义上的稳态，但这通常是一个最好的假设，且它对最终结果 的影响不大。 那么，初始状态可通过在式（E.1）、（E.3）和（E.4）中分别设置时间导数为零来计算，形成下 列值：

从式（E.1）中，初始值o为：θ。(o) 1+ K?R × 0or + 0。 = 63.9 1+ R 从式（E.3）中，初始值△m为：01(0)=,×K×△=53.2

也可以选择寿命损失的初始状态。这里假设计算的目的是求出局部过载发生时的寿命损失。 的初始值为L（0）=0。

在n=0，t=0，o(0)=63.9（单位省略了，温度为℃，温度差值为K） 0 hl <0) =53. 2 △ 0 h2 <0) =26. 6 L (o) =0 在n=1，t=3min，由式（E.6）和（E.7），顶层油温度变化如下：

也，由式（E.8），热点温升第一项变化如下：

DA0m(0) = 2.0×7 (2.0×35×0.871.353.2)=1.12和 A n() = AO m1(o) + DA m() = 53.2 + 1.12 = 54.3 （F 0）热占温升第二项恋化加下

由式（E.10），总的热点温升为

最后，由式（E.11），热点温度为：

时间段的寿命损失L由式（E.13）给出：

15000 15000 DL() = Vo) × Dt = 110+273~0s(1)+273 x3=0.42min

（额定状态下的寿命损失为3min。 此点总的寿命损失为：

计算结果示于表E.2和图E.2中

计算结果示于表E.2和图E.2中。

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a0)=0o(o)+D0o0)=63.9+0.121=64.0

A0h2(1)=02(0) +D0h2(1)=26.6+0.104=2

)=L(o)+DL()=0+0.42min，或0.00029元

表E.2举例中的输出数据

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表E.2（续） 举例中的输出数据

6一将输出数据绘成曲线

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图E.2举例用的输出数据绘图

图中的时间是2h或0.0833天，并且寿命损失是6.15天，因此，此次过载期间的相对寿命损 5/0.0833=74倍正常寿命。如果另有一个较长的时间段是处于相对低的热点温度（通常情况）GB51427-2021 自动跟踪定位射流灭火系统技术标准及条文说明.pdf， 严重。

E.6使用测得的顶层油温

如果顶层油温可以测出，例如，以一个4mA至20mA的信号输入到监测设备上，则计算可以更精确。 热点温升可从差分方程（E.8）、（E.9）和（E.10）计算出来，并直接加上每个时间段下测得的顶层油 温度数据。见图9中的虚线路径。

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T／CMSA 0010-201 配电线路用多间隙避雷装置附录F （资料性附录） 附录C中例子的流程图

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