南方電網為提高配電變壓器承受持續性過載的能力，在2015年制定了10kV高過載能力油浸式配電變壓器技術規范書，提出配變過載運行性能需 滿足1.5 倍額定容量 6h、1.75 倍額定容量 3h、2.0 倍額定容量 1h 階段性連續運行的設計要求，且不影響變壓器正常使用壽命。

目前國內的學者主要提出用 2 種方法解決配電變壓器短時過載的問題。一種是擴大配電變壓器的容量，但該類配變日常負載率僅有 40%左右,因此若采取大容量配變，空載損耗所占比例大，不符合節能要求，即南方電網公司對變壓器損耗要求達到 S13 型。另一種解決方法是針對變壓器過載能力受限于繞組絕緣紙的105°C溫度指數，通過選用130°C(B 級)絕緣的耐高溫紙并配合高燃點的液體介質來提高變壓器的耐過載能力。

杜邦公司研制開發的 Nomex?系列的芳香族聚 酰胺合成紙中 Nomex?T910 紙的耐熱等級為 130°C，即 B 級絕緣；有文獻報道采用植物油 FR3 浸漬 Nomex?T910 的油紙絕緣系統可進一步使其耐熱等級達到 140°C。另外WEIDMANN 公司也推出了針對低壓及高壓繞組的新型菱形增強 INSULutions?DPE 的熱改性紙，其溫度指數標稱為130°C。

植物油作為一種高燃點的液體介質近年得到了快速推廣應用,它的親水性比礦物油高，使得其飽和水含量高于礦物油，這有助于使油紙絕緣 系統中的水分更多的分布在油中，從而減緩絕緣紙 劣化的速度。

目前，對于植物油變壓器溫升研究的公開報道比較有限。國內有使用 Fluent 對植物油 400kVA 配電變壓器進行溫度場仿真，得出相對于礦物油配變,植物油配變繞組最熱點溫升與繞組平均溫升均有所提高。國外學者C. Perrier通過仿真計算表明植物油較高的粘度對于自冷式變壓器影響較大, 頂層油溫升相較于礦物油會高 5~10K。并且有在 植物油變壓器使用熱電偶以及光纖溫度傳感器進行測溫的研究，表明在植物油變壓器中熱點溫升與頂層油溫升均會高于礦物油變壓器。

配電變壓器采用植物油FR3 浸漬 Nomex? T910 紙的絕緣系統后，須重新對配電變壓器的熱點 溫升進行計算，并對變壓器按照南方電網公司要求 的負荷曲線進行溫升試驗，以驗證其耐受持續性過載的能力。

廣東電網有限責任公司電力科學研究院與西安交通大學電力設備電氣絕緣國家重點實驗室的徐曉剛、何韞雯等專家采用IEEE Std C57.91—2011[17] 中的計算方法，對一臺型號為 S13-M(B)-400/10 的配電變壓器進行熱計算，同時在過負荷試驗過程中通過內置光纖測溫對計算結果進行試驗驗證。結論是：

采用理論計算與溫升試驗 2 種方式相結合，驗證了使用植物油浸漬耐高溫紙的絕緣系統可以有效提高配電變壓器的耐過載能力。

1)采用IEEE Std C57.91 附錄G中的計算方法 求解型號為 S13-M(B)-400/10 的配電變壓器在過負荷溫升試驗中頂層油溫升與熱點溫升的變化情況 ，計算結果表明最高的熱點溫升均出現在 2 倍負載結束時，此時礦物油浸漬牛皮紙配電變壓器熱點溫升 為 95.1K，超過了礦物油變壓器的熱點溫升限值78K，而植物油浸漬耐高溫紙配電變壓器的熱點溫升為 97.9K，并未超過對應高溫絕緣系統的溫升限值 110K。

2)在使用植物油FR3 浸漬耐高溫紙Nomex? T910的變壓器的繞組中安裝光纖傳感器測溫 ，按配變過負荷溫升試驗曲線施加電流,測得 2 倍負載結束時最高的熱點溫升為 97.4K，與計算結果基本一致。驗證了使用IEEE Std C57.91中方法計算結果的有效性。因此，選擇植物油FR3 浸漬耐高溫紙 Nomex?T910 紙的絕緣系統作為能承受長期緊急過載配電變壓器的絕緣系統可滿足南方電網公司配變過負荷試驗的要求。

來源：網絡

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