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油浸式變壓器的幾個重要溫度

更新時間:2023-08-29      點擊次數(shù):929

油浸式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)主要是油紙絕緣,是變壓器油和絕緣紙的組合結(jié)構(gòu),變壓器內(nèi)部的紙絕緣部分如下圖所示,變壓器油充滿各個間隙。

對于油浸式變壓器而言,溫度是非常重要的一個運行控制參數(shù)。因為,高溫對變壓器油和絕緣紙的老化都有明確且明顯的加速作用。

一、油浸式變壓器設(shè)計參考的環(huán)境為20攝氏度。在外部冷卻空氣為20攝氏度,變壓器以額定電流運行,以某種溫度等級的絕緣材料發(fā)生熱老化而損壞時,規(guī)定變壓器的壽命一般為20年。

我們常見的油浸變壓器,其絕緣紙為A及絕緣。

A及絕緣的定義:

IEC的定義為在105攝氏度的溫度下,連續(xù)工作7年后,絕緣材料的機(jī)械強(qiáng)度的降低小于50%;IEEE的定義為在110攝氏度的溫度下,連續(xù)工作65000小時后,絕緣材料的機(jī)械強(qiáng)度的降低小于50%;《電氣絕緣耐熱性分級》(GB/T 11021-2007)中也有類似的規(guī)定,標(biāo)定的耐熱等級為105攝氏度。

二、對符合GB1094設(shè)計的油浸式電力變壓器,在繞組熱點溫度為98攝氏度下相對熱老化率為1。也就是說熱點溫度為98攝氏度時,變壓器的熱老化滿足上述規(guī)定壽命的要求。

98攝氏度是對非熱改性絕緣紙而言的,對于熱改性絕緣紙相對熱老化率為1的溫度為110攝氏度。

三、六度原則。即熱點溫度每降低六度,絕緣紙的老化速度會降低一半,相應(yīng)的變壓器的絕緣壽命會增加一倍。因此我們控制變壓器的運行溫度,有著重要的意義。

四、變壓器的熱點溫度最好不超過140攝氏度。雖然在正常周期性負(fù)載和長期急救負(fù)載的情況下,變壓器熱點溫度都允許超過98攝氏度,但最好不超過140攝氏度。因為超過140攝氏度,絕緣紙可能會產(chǎn)生氣泡,絕緣紙的含水量越高產(chǎn)生氣泡所需的溫度越低,產(chǎn)生的氣泡有可能會影響變壓器的絕緣,甚至造成事故。

變壓器設(shè)計壽命,是以熱點溫度(可以近似認(rèn)為是繞組溫度)為98攝氏度為前提的??紤]到銅油溫差(變壓器繞組與變壓器油的溫度差),出現(xiàn)了頂層油溫的限值,認(rèn)為頂層油溫可以代替繞組熱點溫度作為監(jiān)視變壓器運行情況的指標(biāo)參數(shù)。自冷風(fēng)冷變壓器,頂層油溫一般不超過95,強(qiáng)油風(fēng)冷頂層油溫一般不超過85。之所以強(qiáng)油風(fēng)冷的變壓器頂層油溫限值更低些,我的理解是因為強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器油流速快,銅油溫差大,所以要求頂層油溫的限值更低些才能保證繞組熱點溫度不超限值。

雖然《變壓器運行規(guī)程》中給定了自然循環(huán)的變壓器頂層油溫限值95攝氏度,但也同時規(guī)定了其頂層油溫一般不宜長期超過85攝氏度。主要的原因可能是因為變壓器油常用的是礦物油,超過85攝氏度,其老化的速度會明顯加快。

有一個觀點在不斷申明。其實頂層油溫只是一個很間接的量,繞組(熱點)溫度才是真正限制變壓器運行的決定因素?;谡J(rèn)為繞組溫度測量不準(zhǔn)確的理由,運行規(guī)范里才提出頂層油溫的監(jiān)視。但頂層油溫是個間接描述的量,雖然我們可以準(zhǔn)確地測量到,但這個量值并不能真正準(zhǔn)確描述變壓器的運行狀態(tài)。簡單的一個例子,變壓器油的時間常數(shù)是以小時論的,繞組的時間常數(shù)約為幾分鐘。當(dāng)變壓器負(fù)荷激增時(短期急救負(fù)載),繞組溫度很快就升起來了,而油溫卻會慢騰騰的增長。真有故障,反應(yīng)不了。



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