高海拔下110KV及以上变压器散热能力测试及核算方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 101979973 A (43)申请公布日 2011.02.23 CN 101979973 A *CN101979973A* (21)申请号 201010285992.9 (22)申请日 2010.09.15 G01K 17/20(2006.01) (71)申请人 青海电力科学试验研究院 地址 810008 青海省西宁市五四西路 8 号 (72)发明人 韩兵 宋孟宁 王生渊 李军 黄中华 方侃 韦强 杨志良 李生兰 田生祥 董立文 王煜杰 罗峻 黄海川 刘荣礼 马丽山 张辉 王献敏 (74)专利代理机构 西宁金语专利代理事务所 63101 代理人 哈庆华 (54) 发。

2、明名称 高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试 及核算方法 (57) 摘要 本发明涉及一种输变电技术， 具体地说是涉 及一种高海拔地区 110kV 及以上变压器安全运行 的变压器散热能力测试及核算方法。本发明包括 如下步骤 ： 1) 变压器顶层油温测试步骤 ； 2) 变压 器外壳表面温度测试步骤 ； 3) 变压器总损耗计算 步骤 ； 4)散热器表面温度测试步骤 ； 5)环境温、 湿 度测试步骤 ； 6) 环境风速测试步骤 ； 7) 变压器几 何尺寸测试步骤 ； 8) 根据 JB/T 5347-1999变压 器用片式散热器 进行散热器辐射散热表面积、 对 流散热面积的核算。本发明方法可进。

3、行变压器运 行时散热能力的总体评价， 确保高海拔地区变压 器的稳定运行， 本发明方法可应用于 110kV 及以 上变压器运行、 检修策略的技术支持。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 9 页 附图 3 页 CN 101979978 A1/4 页 2 1. 一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 所述的测试方法包括被测 变压器 (1)、 变压器油 (2)， 测试用温度传感器 (3)、 传感器输送导线 (4)、 数据采集板 (5)、 变压器散热器 (6)、 散热器表面测温点 (7)、 变压器正背面测温点。

4、 (8)、 变压器左右面测温点 (9)、 油箱(10)、 油入口热电偶(11)、 空气入口热电偶(12)、 油出口热电偶(13)、 被试风冷却 器 (14)、 空气出口热电偶 (15)、 油泵 (16)、 红外热成像仪 (17)、 红外测温仪 (18)、 温湿度计 (19)、 水银式温度计 (20)、 高原大气压力表 (21)、 风速测试仪 (22)， 其特征在于所述的方法 包括如下步骤 ： 1) 变压器顶层油温测试步骤指通过对变压器 (1) 油箱 (10) 中变压器油 (2) 的顶层油 温进行实时监测来对变压器温升情况进行分析的过程， 顶层油温的测点为变压器本身的油 温传感器 (3) 引线点。

5、 ； 2) 变压器外壳表面温度测试步骤第一测量方法是变压器 (1) 上设定温度测量点 (8， 9)， 加装铂电阻温度传感器 (18)， 利用数据采集板 (5) 进行连续采集， 用测量出不同时段的 数据对变压器散热量进行修正 ； 3) 变压器总损耗 变压器运行时产生的热量即变压器的总损耗P， 包括空载损耗PO和负载损耗Pf， 空载损 耗为常数， 负载损耗等于负载率的平方乘以额定负载时的负载损耗 Pe， 即 ： 以上参数均由厂家铭牌参数提供， 其中运行中的低压侧电流、 高压侧电流可从变电站 主控室操作盘上调出历史负荷曲线， 从而可查询到任意时刻下的负荷和电流值 ； 4) 散热器表面温度测试步骤 测。

6、量方法是散热器上设定温度测量点， 用红外热成象仪 (17) 对散热器上设定温度测 量点进行每隔 5 分钟进行一次的测量， 用测量出不同时段的数据对变压器散热量进行修 正 ； 5) 环境温、 湿度测试步骤 利用温湿度测试仪 (19) 进行现场不间断测量， 设专人每隔 5 分钟进行湿度读数一次， 保证所采集的数据量全面、 准确 ； 利用四根水银温度计(20)分别布置在变压器四周四侧， 设专人每隔5分钟进行读数一 次。 6) 环境风速测试步骤 利用风速测试仪 (22) 进行现场不间断测量， 保证所采集的数据量全面、 准确 7) 变压器几何尺寸测试步骤 变压器、 冷却器外观几何尺寸由厂家提供 ； 8)。

7、 根据 JB/T 5347-1999变压器用片式散热器 进行散热器辐射散热表面积、 对流散 热面积的核算。 2. 根据权利要求 1 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 其特征在 于 ： 所述的变压器外壳(1)表面温度检测是每隔5分钟进行一次测量 ； 变压器外壳(1)表面 温度检测分别检测变压器正背面测温点 (8)、 变压器左右面测温点 (9) 共 4 个面。 3. 根据权利要求 2 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 其特征在 权 利 要 求 书 CN 101979973 A CN 101979978 A2/4 页 3 于 ： 所述的变压器 (1。

8、) 高压侧为正面。 4. 根据权利要求 1 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 其特征在 于 ： 所述的变压器外壳表面温度测试步骤2)的第二测量方法是变压器(1)上设定温度测量 点 (8， 9)， 在变压器 (1) 上用红外热成象仪 (17) 对变压器 (1) 上设定的变压器正背面温度 测量点 (8) 和变压器左右面温度测量点 (9) 进行测量。 5. 根据权利要求 1 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 其特征在 于所述的步骤 3) 中变压器总损耗的负载率为低压侧电流 I， 和低压侧额定电流 Ie之比， 或 高压侧电流与高压侧额定电流之比。 6。

9、. 根据权利要求 1 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法， 其特征在 于所述的步骤 4) 中变压器散热器 (6) 的测量点高压侧为 35 个点， 低压侧为 40 个点。 7. 如权利要求 1 所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力核算方法， 所述的核算 包括变压器总损耗 P 计算， 冷油器风扇在关停位置时辐射换热， 冷油器风扇在关停位置时 自然对流换热量计算， 冷油器风扇在开启位置时对流换热重新核算， 其特征在于 ： 1) 所述的变压器总损耗 P 的计算 ： 其中 ： PO： 空载损耗 ； Pe ： 负载损耗 ； Ie： 额定电流 ； I ： 实际电流 ； 以上。

10、参数均由厂家铭牌参数提供 ； 2) 冷油器风扇在关停位置时 ： 辐射换热 其中 ： A1： 辐射换热表面积 ； ： 表面发射率， 普通钢为 0.82 ； Tw： 为壁面温度 (273+tw)， ； Tf： 为大气温度 (273+tf)， ； 其中 ： A1 2*B*d*N+B*H*106m2 B ： 片宽 ； H ： 片高 ； N ： 片数 ； d ： 片间距 ； 自然对流换热量计算 c hA(tw-tf) 其中 ： 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； h ： 为对流换热系数 ； 权 利 要 求 书 CN 101979973 A CN 101979978 A3/4 页 4 为努塞尔数， 。

11、表征流体的对流换热特性 ； l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； A ： 为对流换热面积， m2； tw： 为壁面温度， ； tf： 为大气温度， ； K1： 1.24 ； 其中 ： Pr： 为普朗特数 ； Gr： 为格拉晓夫数 ； C、 n ： 分别为常数 ； 其中 ： A 2*B0*H*N*106m2 3) 冷油器风扇在开启位置时 ： 如果 P (r+c)， 则应开启冷风机， 进行选取冷风机风速， 重新核算对流换热， 因为 此时对流换热为自然对流与强制对流换热的混合 ； 对流换热重新核算， 此时冷却风速已经确定， c hA(tw-tf) 其中 。

12、： 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； h ： 为对流换热系数 ； NU： 为努塞尔数， 表征流体的对流换热特性 ； l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； A ： 为对流换热面积， m2； tw： 为壁面温度， ； tf： 为大气温度， ； 其中 ： A 2*B0*H*N*106m2 此时 NU为自然对流与强制对流的混合对流时的努塞尔数 ： 即 ： 其中 ：在前面已经核算过 ； 在进行核算， K2 1.26 式中 ： 其中 ： Re： 为雷诺数 ； u ： 为空气流速， m/s v ： 为空气的运动粘度， m2/s ； 权 利 要 求 书 C。

13、N 101979973 A CN 101979978 A4/4 页 5 C、 n 为常数。 权 利 要 求 书 CN 101979973 A CN 101979978 A1/9 页 6 高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试及核算方法 技术领域 0001 本发明涉及一种输变电技术， 具体地说是涉及一种高海拔地区 110kV 及以上变压 器安全运行的变压器散热能力测试及核算方法。 背景技术 0002 变压器的安全运行是保证电网安全运行的先行条件， 风冷式变压器在我省使用较 为普遍， 这些变压器所用的冷风机安装在散热器侧面 ( 侧吹式 )， 长期运行后冷却效果差， 风机噪声很大。高海拔地区。

14、空气稀薄， 散热介质相对少， 从而变压器散热较差。如长期运 行、 散热较差的变压器顶层油温超过 95的考核标准， 将会严重影响变压器的寿命、 甚至导 致变压器的损坏， 而被迫停运检修， 对电网输出造成重大的损失。 0003 依据国标 GB-1094.2-1996电力变压器温升 ， 变压器运行于高海拔地区的， 需进 行温升海拔修正。 由于变压器的绝缘老化程度与温升有直接关系(如6法则， 即平均每升 高 6， 变压器寿命减半 )。根据变压器实际运行情况， 变压器散热不良的紧急缺陷在省公 司运行的 110kV 及以上变压器中经常出现， 散热不良、 温升过大的紧急缺陷约占所有缺陷 的 40以上， 而在。

15、省公司系统内处理由散热不良、 温升过大的紧急缺陷这方面开展工作的 很少。 0004 变压器的冷却效果差、 散热量小、 顶层油温过高， 将直接影响到变压器的安全运 行， 威胁到电力安全生产。散热较差、 噪声较大的变压器如不及时查明原因、 提出技术改造 方案， 将导致变压器的停运或损坏。 0005 变压器散热研究国外上世纪九十年代中后期开始进行研究， 国内学者近期也开始 了这方面的研究， 但资料较少， 数据量有限。 而在高海拔地区根据变压器实际运行情况对变 压器散热不良、 温升过大的紧急缺陷的处理方案， 尚未见记载。 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足， 提供一种。

16、针对高海拔地 区变压器运行状况的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试及核算方法， 并可根据测 试数据和海拔与温升的关系分析变压器散热的主要问题， 提出降低变压器顶层油温， 提出 冷却风机选型和节能降噪技术方案。 0007 本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试及核算方法通过下述技 术方案予以实现 ： 本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试及核算方法包括 被测变压器、 变压器油， 测试用温度传感器、 传感器输送导线、 数据采集板、 变压器散热器、 散热器表面测温点、 变压器正背面测温点、 变压器左右面测温点、 油箱、 油入口热电偶、 空气 入口热电偶。

17、、 油出口热电偶、 被试风冷却器、 空气出口热电偶、 油泵、 红外热成像仪、 红外测 温仪、 温湿度计、 水银式温度计、 高原大气压力表、 风速测试仪， 所述的方法包括如下步骤 ： 0008 1) 变压器顶层油温测试步骤指通过对变压器油箱中变压器油的顶层油温进行实 时监测来对变压器温升情况进行分析的过程， 顶层油温的测点为变压器本身的油温传感器 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A2/9 页 7 引线点 ； 0009 2) 变压器外壳表面温度测试步骤第一测量方法是变压器上设定温度测量点， 加装 铂电阻温度传感器， 利用数据采集板进行连续采集， 用测量出不同时段。

18、的数据对变压器散 热量进行修正 ； 0010 3) 变压器总损耗 0011 变压器运行时产生的热量即变压器的总损耗P， 包括空载损耗PO和负载损耗Pf， 空 载损耗为常数， 负载损耗等于负载率的平方乘以额定负载时的负载损耗 Pe， 即 ： 0012 0013 以上参数均由厂家铭牌参数提供， 其中运行中的低压侧电流、 高压侧电流可从变 电站主控室操作盘上调出历史负荷曲线， 从而可查询到任意时刻的下的负荷和电流值 ； 0014 4) 散热器表面温度测试步骤 0015 测量方法是散热器上设定温度测量点， 用红外热成象仪对散热器上设定温度测量 点进行测量， 用测量出不同时段的数据对变压器散热量进行修正。

19、， 0016 5) 环境温、 湿度测试步骤 0017 利用温湿度测试仪进行现场不间断测量， 设专人每隔 5 分钟进行湿度读数一 次， 保证所采集的数据量全面、 准确 ； 0018 利用四根水银温度计分别布置在变压器四周四侧， 设专人每隔 5 分钟进行读数 一次。 0019 6) 环境风速测试步骤 0020 利用风速测试仪进行现场不间断测量， 保证所采集的数据量全面、 准确 0021 7) 变压器几何尺寸测试步骤 0022 变压器、 冷却器外观几何尺寸由厂家提供 ； 0023 8) 根据 JB/T 5347-1999变压器用片式散热器 进行散热器辐射散热表面积、 对 流散热面积的核算。 0024。

20、 本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试及核算方法与现有技术 相比较有如下有益效果 ： 本发明方法通过对现场正在运行的风冷式高压变压器散热能力进 行测点位置布置、 测试、 测试数据分析方法和理论计算变压器油箱冷却器的散热能力， 提出 变压器油箱冷却器选型和节能降噪改造的关键并进行分析研究， 并与实测值进行比较分析 变压器散热能力能否满足现场实际运行需要。 并根据变压器的损耗， 修正努塞尔数， 校验冷 却风速。通过对历次测试变压器的散热量数据的分析、 比较， 研究变压器的负载与季节、 气 温的总体趋势。 为变压器设备的运行、 检修策略提供技术依据， 积累省公司系统各变压器散 热。

21、与损耗关系的基础资料。 为高海拔地区风冷式变压器散热损耗的研究提供一定的基础资 料。 可为高海拔地区运行中的变压器散热损耗能力核算， 提供完善的测试手段、 数据分析方 法， 可根据测试数据和海拔与温升的关系分析变压器散热的主要问题， 以降低变压器顶层 油温， 提出风机选型和节能降噪改造的关键。 0025 本发明方法可进行变压器运行时散热能力的总体评价， 确保高海拔地区变压器的 稳定运行， 本发明方法可应用于 110kV 及以上变压器运行、 检修策略的技术支持。 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A3/9 页 8 附图说明 0026 本发明一种高海拔下 110k。

22、V 及以上变压器散热能力测试及核算方法有如下附图 ： 0027 图1为本发明一种高海拔下110kV及以上变压器散热能力测试及核算方法变压器 散热器表面温度测点结构示意图 ； 0028 图2为本发明一种高海拔下110kV及以上变压器散热能力测试及核算方法变压器 油箱顶层油温测量示意图 ； 0029 图3为本发明一种高海拔下110kV及以上变压器散热能力测试及核算方法变压器 正背面表面温度测量示意图 ； 0030 图4为本发明一种高海拔下110kV及以上变压器散热能力测试及核算方法变压器 左右面表面温度测量示意图 ； 0031 图5为本发明一种高海拔下110kV及以上变压器散热能力测试及核算方法冷。

23、却器 冷却容量测试示意图。 0032 其中 ： 1、 变压器 ； 2、 变压器油 ； 3、 测试用温度传感器 ； 4、 传感器输送导线 ； 5、 数据 采集板 ； 6、 变压器散热器 ； 7、 散热器表面测温点 ； 8、 变压器正背面测温点 ； 9、 变压器左右面 测温点 ； 10、 油箱 ； 11、 油入口热电偶 ； 12、 空气入口热电偶 ； 13、 油出口热电偶 ； 14、 被试风 冷却器 ； 15、 空气出口热电偶 ； 16、 油泵 ； 17、 红外热成像仪 ； 18、 红外测温仪 ； 19、 温湿度计 ； 20、 水银式温度计 ； 21、 高原大气压力表 ； 22、 风速测试仪。 具。

24、体实施方式 0033 下面结合附图和实施例对本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测 试及核算方法技术方案作进一步描述。 0034 如图 1- 图 5 所示， 本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法包 括被测变压器 1、 变压器油 2， 测试用温度传感器 3、 传感器输送导线 4、 数据采集板 5、 变压 器散热器 6、 散热器表面测温点 7、 变压器正背面测温点 8、 变压器左右面测温点 9、 油箱 10、 油入口热电偶11、 空气入口热电偶12、 油出口热电偶13、 被试风冷却器14、 空气出口热电偶 15、 油泵16、 红外热成像仪17、 红外测温仪1。

25、8、 温湿度计19、 水银式温度计20、 高原大气压力 表 21、 风速测试仪 22， 所述的方法包括如下步骤 ： 0035 1) 变压器顶层油温测试步骤指通过对变压器 1 油箱 10 中变压器油 2 的顶层油温 进行实时监测来对变压器温升情况进行分析的过程， 顶层油温的测点为变压器本身的油温 传感器 3 引线点 ； 0036 2) 变压器外壳表面温度测试步骤第一测量方法是变压器 1 上设定温度测量点 8， 9， 加装铂电阻温度传感器 18， 利用数据采集板 5 进行连续采集， 用测量出不同时段的数据 对变压器散热量进行修正 ； 0037 3) 变压器总损耗核算步骤 0038 变压器运行时产生。

26、的热量即变压器的总损耗P， 包括空载损耗PO和负载损耗Pf， 空 载损耗为常数， 负载损耗等于负载率的平方乘以额定负载时的负载损耗 Pe， 即 ： 0039 0040 以上参数均由厂家铭牌参数提供， 其中运行中的低压侧电流、 高压侧电流可从变 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A4/9 页 9 电站主控室操作盘上调出历史负荷曲线， 从而可查询到任意时刻的下的负荷和电流值 ； 0041 4) 散热器表面温度测试步骤 0042 测量方法是散热器上设定温度测量点， 用红外热成象仪 17 对散热器上设定温度 测量点进行每隔 5 分钟进行一次的测量， 用测量出不同时段的。

27、数据对变压器散热量进行修 正 ； 0043 5) 环境温、 湿度测试步骤 0044 利用温湿度测试仪 19 进行现场不间断测量， 设专人每隔 5 分钟进行湿度读数一 次， 保证所采集的数据量全面、 准确 ； 0045 利用四根水银温度计20分别布置在变压器四周四侧， 设专人每隔5分钟进行读数 一次。 0046 6) 环境风速测试步骤 0047 利用风速测试仪 22 进行现场不间断测量， 保证所采集的数据量全面、 准确 0048 7) 变压器几何尺寸测试步骤 0049 变压器、 冷却器外观几何尺寸由厂家提供 ； 0050 8) 根据 JB/T 5347-1999变压器用片式散热器 进行散热器辐射。

28、散热表面积、 对 流散热面积的核算。 0051 所述的变压器 1 表面温度检测是每隔 5 分钟进行一次测量 ； 变压器 1 表面温度检 测分别检测变压器正背面测温点 8、 变压器左右面测温点 9 共 4 个面。 0052 所述的变压器 1 高压侧为正面。 0053 所述的变压器外壳表面温度测试步骤 2) 的第二测量方法是变压器 1 上设定温度 测量点 8， 9， 在变压器 1 上用红外热成象仪 17 对变压器 1 上设定的变压器正背面温度测量 点 8 和变压器左右面温度测量点 9 进行测量。 0054 所述的步骤3)中变压器总损耗的负载率为低压侧电流I， 和低压侧额定电流Ie之 比， 或高压侧。

29、电流与高压侧额定电流之比。 0055 所述的步骤 4) 中变压器散热器 6 的测量点高压侧为 35 个点， 低压侧为 40 个点。 0056 本发明所述的高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力核算方法， 所述的核算包括 变压器总损耗 P 计算， 冷油器风扇在关停位置时辐射换热， 冷油器风扇在关停位置时自然 对流换热量计算， 冷油器风扇在开启位置时对流换热重新核算， 计算步骤为 ： 0057 1) 所述的变压器总损耗 P 的计算 ： 0058 其中 ： PO： 空载损耗 ； 0059 Pe ： 负载损耗 ； 0060 Ie： 额定电流 ； 0061 I ： 实际电流 ； 0062 以上参数均。

30、由厂家铭牌参数提供 ； 0063 2) 冷油器风扇在关停位置时 ： 0064 辐射换热 0065 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A5/9 页 10 0066 其中 ： A1： 辐射换热表面积 ； 0067 ： 表面发射率， 普通钢为 0.82 ； 0068 Tw： 为壁面温度 (273+tw)， ； 0069 Tf： 为大气温度 (273+tf)， ； 0070 其中 ： A1 2*B*d*N+B*H*106m2 0071 B ： 片宽 ； 0072 H ： 片高 ； 0073 N ： 片数 ； 0074 d ： 片间距 ； 0075 自然对流换热量计算 。

31、0076 c hA(tw-tf) 0077 其中 ： 0078 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； 0079 h ： 为对流换热系数 ； 0080 为努塞尔数， 表征流体的对流换热特性 ； 0081 l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； 0082 ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； 0083 A ： 为对流换热面积， m2； 0084 tw： 为壁面温度， ； 0085 tf： 为大气温度， ； 0086 K1： 1.24 ； 0087 其中 ： 0088 Pr： 为普朗特数 ； 0089 Gr： 为格拉晓夫数 ； 0090 C、 n ： 分别为常数 ； 0091 其中 ： A。

32、 2*B0*H*N*106m2 0092 3) 冷油器风扇在开启位置时 ： 0093 如果 P (r+c)， 则应开启冷风机， 进行选取冷风机风速， 重新核算对流换热， 因为此时对流换热为自然对流与强制对流换热的混合 ； 0094 对流换热重新核算， 此时冷却风速已经确定， 0095 c hA(tw-tf) 0096 其中 ： 0097 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； 0098 h ： 为对流换热系数 ； 0099 NU： 为努塞尔数， 表征流体的对流换热特性 ； 0100 l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； 0101 ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； 说 明 书 CN。

33、 101979973 A CN 101979978 A6/9 页 11 0102 A ： 为对流换热面积， m2； 0103 tw： 为壁面温度， ； 0104 tf： 为大气温度， ； 0105 其中 ： A 2*B0*H*N*106m2 0106 此时 NU为自然对流与强制对流的混合对流时的努塞尔数 ： 0107 即 ： 0108 其中 ：在前面已经核算过 ； 0109 在进行核算， K2 1.26 0110 式中 ： 0111 0112 其中 ： Re： 为雷诺数 ； 0113 u ： 为空气流速， m/s 0114 v ： 为空气的运动粘度， m2/s ； 0115 C、 n 为常数。。

34、 0116 实施例 1。 0117 本发明一种高海拔下 110kV 及以上变压器散热能力测试方法包括如下步骤 ： 0118 1) 变压器顶层油温测试步骤指通过对变压器 1 油箱 10 中变压器油 2 的顶层油温 进行实时监测来对变压器温升情况进行分析的过程， 顶层油温的测点为变压器本身的油温 传感器 3 引线点 ； 0119 2) 变压器外壳表面温度步骤第一测量方法是变压器 1 上设定温度测量点 8， 9， 用 红外热成象仪 17 对变压器 1 上设定变压器正背面温度测量点 8 和变压器左右面温度测量 点 9 进行测量， 用测量出不同时段的数据对变压器散热量进行修正 ； 0120 本发明使用的。

35、红外热成像仪为公知的成像设备， 其包括 300kV 大功率便携式射线 机、 CR 数字图像扫描仪、 X 射线感光成像板、 高清晰笔记本电脑、 专用图像处理软件、 电缆连 线及其它安全防护用具等。 0121 3) 变压器总损耗核算步骤 0122 变压器运行时产生的热量即变压器的总损耗P， 包括空载损耗PO和负载损耗Pf， 空 载损耗为常数， 负载损耗等于负载率的平方乘以额定负载时的负载损耗 Pe， 即 ： 0123 0124 以上参数均由厂家铭牌参数提供， 其中运行中的低压侧电流、 高压侧电流可从变 电站主控室操作盘上调出历史负荷曲线， 从而可查询到任意时刻的下的负荷和电流值 ； 0125 4)。

36、 散热器表面温度测试步骤 0126 测量方法是散热器上设定温度测量点， 用红外热成象仪 17 对散热器上设定温度 测量点进行每隔 5 分钟进行一次的测量， 用测量出不同时段的数据对变压器散热量进行修 正 ； 0127 5) 环境温、 湿度测试步骤 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A7/9 页 12 0128 利用温湿度测试仪 19 进行现场不间断测量， 设专人每隔 5 分钟进行湿度读数一 次， 保证所采集的数据量全面、 准确 ； 0129 本发明使用的温湿度计 19 为 (Testo615)， 温湿度计 19 可在线监测装置中提取数 据， 也可以利用 Tes。

37、to615 现场测量采集数据。 0130 利用四根水银温度计20分别布置在变压器四周四侧， 设专人每隔5分钟进行读数 一次。水银温度计 20 为棒式玻璃水银温度计。 0131 6) 环境风速测试步骤 0132 利用风速测试仪 22 进行现场不间断测量， 保证所采集的数据量全面、 准确 ； 风速 测试仪 22 为 EF-4 型风速仪。 0133 7) 变压器几何尺寸测试步骤 0134 变压器、 冷却器外观几何尺寸由厂家提供 ； 0135 8) 根据 JB/T 5347-1999变压器用片式散热器 进行散热器辐射散热表面积、 对 流散热面积的核算。 0136 所述的变压器 1 表面温度检测是每隔 。

38、5 分钟进行一次测量 ； 变压器 1 表面温度检 测分别检测变压器正背面测温点 8、 变压器左右面测温点 9 共 4 个面。 0137 所述的变压器 1 高压侧为正面。 0138 所述的变压器外壳 1 表面温度检测是是变压器上设定温度测量点， 在变压器外壳 1 上加装铂电阻温度传感器 18， 利用数据采集板 5 进行连续采集。 0139 所述的步骤3)中变压器总损耗的负载率为低压侧电流I， 和低压侧额定电流Ie之 比， 或高压侧电流与高压侧额定电流之比。 0140 所述的步骤 4) 中变压器散热器 6 的测量点高压侧为 35 个点， 低压侧为 40 个点。 0141 本发明所述的高海拔下 11。

39、0kV 及以上变压器散热能力核算方法， 所述的核 110kV 级变压器散热能力算包括变压器总损耗 P 计算， 冷油器风扇在关停位置时辐射换热， 冷油 器风扇在关停位置时自然对流换热量计算， 冷油器风扇在开启位置时对流换热重新核算， 计算步骤为 ： 0142 1) 所述的变压器总损耗 P 的计算 ： 0143 其中 ： PO： 空载损耗 ； 0144 Pe ： 负载损耗 ； 0145 Ie： 额定电流 ； 0146 I ： 实际电流 ； 0147 以上参数均由厂家铭牌参数提供 ； 0148 2) 冷油器风扇在关停位置时 ： 0149 辐射换热 0150 0151 其中 ： A1： 辐射换热表面积。

40、 ； 0152 ： 表面发射率， 普通钢为 0.82 ； 0153 Tw： 为壁面温度 (273+tw)， ； 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A8/9 页 13 0154 Tf： 为大气温度 (273+tf)， ； 0155 其中 ： A1 2*B*d*N+B*H*106m2 0156 B ： 片宽 ； 0157 H ： 片高 ； 0158 N ： 片数 ； 0159 d ： 片间距 ； 0160 自然对流换热量计算 0161 c hA(tw-tf) 0162 其中 ： 0163 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； 0164 h ： 为对流换热系数 。

41、； 0165 为努塞尔数， 表征流体的对流换热特性 ； 0166 l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； 0167 ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； 0168 A ： 为对流换热面积， m2； 0169 tw： 为壁面温度， ； 0170 tf： 为大气温度， ； 0171 K1： 1.24 ； 0172 其中 ： 0173 Pr： 为普朗特数 ； 0174 Gr： 为格拉晓夫数 ； 0175 C、 n ： 分别为常数 ； 0176 其中 ： A 2*B0*H*N*106m2 0177 3) 冷油器风扇在开启位置时 ： 0178 如果 P (r+c)， 则应开启冷风机， 进行选取冷风。

42、机风速， 重新核算对流换热， 因为此时对流换热为自然对流与强制对流换热的混合 ； 0179 对流换热重新核算， 此时冷却风速已经确定， 0180 c hA(tw-tf) 0181 其中 ： 0182 式中 ： c ： 为对流换热量， w ； 0183 h ： 为对流换热系数 ； 0184 NU： 为努塞尔数， 表征流体的对流换热特性 ； 0185 l ： 为特征长度， 散热片高度， m ； 0186 ： 为空气热导率， W/(m2 ) ； 0187 A ： 为对流换热面积， m2； 0188 tw： 为壁面温度， ； 0189 tf： 为大气温度， ； 说 明 书 CN 101979973 A。

43、 CN 101979978 A9/9 页 14 0190 其中 ： A 2*B0*H*N*106m2 0191 此时 NU为自然对流与强制对流的混合对流时的努塞尔数 ： 0192 即 ： 0193 其中 ：在前面已经核算过 ； 0194 在进行核算， K2 1.26 0195 式中 ： 0196 0197 其中 ： Re： 为雷诺数 ； 0198 u ： 为空气流速， m/s 0199 v ： 为空气的运动粘度， m2/s ； 0200 C、 n 为常数。 说 明 书 CN 101979973 A CN 101979978 A1/3 页 15 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 101979973 A CN 101979978 A2/3 页 16 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 101979973 A CN 101979978 A3/3 页 17 图 5 说 明 书 附 图 CN 101979973 A 。