探讨温度、温升对干式变器压运行的影响

郭剑

【摘 要】：变压器温升的主要因素是环境温度，不同的环境温度对同一台变压器使用过程中产生的温升有决定性影响作用。文章探讨的出发点-变压器的当地环境，阐述了变压器在设计和使用过程中的具体要求，为干式变压器的安全运行提供一定安全保障借鉴。

【关键词】：温度；温升；干式变压器；运行

我国经济在不断发展同时，电力设备在检测、维修以及设计和制造等方面都取得了突破性进展。外在环境不断发生变化，电力设备运行面临巨大挑战，这方面的挑战性的压力有环境温度方面的因素，外在温度变化在不同程度上对电力设备的设计和使用等方面产生了一定影响。干式变压器以其体积小、损耗低、安全可靠、维修简单得到广泛应用[1]。

一、变压器温升的重要性

变压器损耗取决于绕组和铁芯。变压器的容量和铁芯截面数组资料较少，无论是相关文献，还是参考资料，有关这方面的知识都非常少。在具体的工程中，需要按照有关数据开展相关实验，这样就产生一种错误性认识，片面认为铁芯截面和变压器单边绕组是磁动势造成的。变压器在实际工作中，铁芯中的磁感应强度要比饱和磁感应强度低，选取铁芯的时候，往往会选择截面较大铁芯。铁芯面积变大了，绕组长度也增加了，增加了绕组用线量。两面数量的增加增加了变压器材料的使用，不利于成本节约，增加了变压器的铁损和铜损，降低了变压器的效率。

从电磁学基本角度出发，如果温升不存在，极小的铁芯截面也可能产生较大功率的电磁电。也就是说，在选取变压器截面的时候，变压器的容量只是其中一个方面，变压器在工作的时候，其温度的变化是另外一个方面的原因。在选择变压器铁心截面的时候，需要着重考虑变压器的容量，或者是考虑变压器正常工作状态时的单边磁通势，铁芯内部的磁感应强度较大的余量不是考虑的重点，确保磁感应强度的充分利用。这样做的目的能够实现铁芯较小的截面，减少铁芯体积，同时，还能够减少铁芯用量，降低了变压器的铁损和铜损，实现变压器整体体材料较少的损耗，保证变压器具有较高的综合效率。在变压器设计过程中，需要着重考虑优良的使用性能。

二、外壳温度影响干式变压器运行温升

在干式变压器的温度变化中，外壳散热好坏是影响温升上升的主要原因。干式变压器外壳材料有不锈钢、铝合金或者是钢板等材料。变压器在运行过程中，产生热量需要排到壳体外面，以确保干式变压器正常运行。干式变压器外壳在散热过程中，能够对温度系统起控制作用。干式变压器外壳如果通风不畅，壳内空气无法实现有效流动，将在很大程度上影响壳内温度的散失，导致壳内温度不断上升。干式变压器在长时间运行状态下，壳内温升将会越来越高。外界环境不断上升的温度和变压器上升的温度，导致整个系统产生危险。变压器外壳温度对变压器的影响表现在以下方面：在我国，当夏季气温达到最高的时候，同时电气负荷也达到了最大值。变压器面临上升的环境温度，同时，还要承受过大负荷，干式变压器完全是处于超载运行状态中的。这样导致的结果是变压器外壳温升的升高，将不利于变压器出力。

三、环境温度对变压器温升的影响分析

变压器试验中，有一个实验对电力设备安全和使用寿命的高低上起着显著的评判作用，这个电力实验是-温升试验。干式变压器在运行过程中，自身存在一定特性，产生较高温度，过长时间的高温容易破坏绝缘材料，导致材料老化，降低纸板硬度和绝缘纸板的使用寿命，在电力外在因素作用下，导致纸板破裂，无法发挥有效绝缘保护功能，导致了危险击穿事故的产生，大大降低了绝缘体的安全性能。为此，干式变压器在设计和安装过程中，要保障绝缘材料具有优异的绝缘性能，使其能够有效控制外在温度变化。

干式变压器温升变化因素很多，其中外在环境因素的影响就是其中一个方面。环境温度影响着温升的变化，如果温升不发生相应变化，将会导致干式变压器承受過高温度。干式变压器外在的绝缘材料有特定的绝缘等级，能承受的温度也是特定的，通常来讲，温升变化都是在一定温度范围之内的，最终环境温度处在40摄氏度之下的范围，在每个平均月份中，环境温度变化始终处在30摄氏度上下，平均每年温度也要保持绕组在20摄氏度的上下范围之内，将65k作为一个标准。绝缘材料承受温度是特定的，环境温度、绕组温度也要相应发生变化，高低不等的环境温度对变压器温度的升高或者是降低起直接的影响作用。

处于热带环境中，对干式变压器的有较高温度升高要求。干式变压器外面的绝缘材料需要保持变压器的正常运转，承受温升的上升，保持绝缘材料能承受的温度在最终温度之内。热带环境有较高温度，通常环境温度保持在40摄氏度之下，每个月平均温度也保持在35摄氏度左右，每年平均气温保持在33摄氏度左右。变压器在温升变化过程中，需要遵照一定要求，无论是月平均温度，还是年最高平均温度，一旦超过了固定数值，随着超出部分温度数值减少，变压器温升限制也要发成相应变化，使温度接近整数值。在试验中，遵照技术要求，在设备条件不错的饰演厅中开展，各项技术满足一定标准，保证实验数据的准确性，采用的方法为等小实验法。油面温升使用的器材有运行的5组试验器，另外一组处于备用状态，高压需要侧加一个电源，通过低压的方式对短路测量，对变压器的顶层油温进行测量，在最地分位放置分接头，使之和总损耗分别连接。在试验中，总损耗电压是施加的对象，为1924.8KW，同时，保持最低位负载损耗，这个数值为1669.7KW，其中K指代的数值为1.074.电压的数值保持为76.5，电流为1102A，1024为电容器电流，施加的外部电压为9.9KV，外部电流为603A.施加的电流是高压最低位电流，也是一种分接额定电流，试验数据的油温和设备本身产生的温度是一致的。在试验中，如果油温数值是环境温度变化造成的结果，则实验有效，变压器升温需具备一定要求，修正温升数值，确保能在正常环境下运行。热点平均最高温度变化处于33摄氏度上下，实验数据得出温升值数值在20摄氏度的左右，另外，环境温差是13摄氏度，有关设计和实验的温升数值也要相应减少13K，确保符合环境温度要求，使变压器延长使用寿命。

变压器温升值的减少能在特殊温度环境下和大负荷条件在，对变压器油温的变化进行监测，在给定的温升基础上，将油面温升控制好。通常我们所说的变压器温升指的是周围温度和上层油温之间的差值，相比较之下，变压器下层油温对上层油温低，对变压器上层油温的控制，就能实现对变压器线圈最高点温度的控制。

变压器的设计和制造要考虑到周围环境产生的影响。变压器设计制造中的环境温度是一项重要的参考指标，将提供的基础设计资料作为依据，另外考虑到个基础数据对设计造成的影响，按照国家的标准，变压器不能适应周围环境的变化时，要提高变压器的绝缘等级。

三、干式变压器冷却风机的选择对变压器的温度温升的影响

通常来说，变压器风机性能的好坏决定变压器周围温度的高低。在风机的选择上，根据所需量的风机风量、全压和风机的使用场合、风扇结构材料等，以符合工作要求条件，力争使风扇的额定流量和额定压力尽量靠近工艺要求，从而使风机运行时使用工况点接近风机特性的高效区。这样才可以选择自己满意的风机。在选择干式变压器风机式，要确保选用的风机满足技术指标，这样后续的运行工作才能有效的进行。

结束语：

选择变压器的时候，需要充分考虑当地温度条件，外界环境情况。干式变压器在各方面性能优良，以及特种场合需求不同类型干式变压器，因此干式变压器在我国市场空间广阔[2]。在变压器具体的运行过程中，采用合理的运行措施，确保变压器投入使用前的试验、检查工作，满足安全生产的需要。通过对以上的探讨，可以得知：变压器温升的上升将不利于节约成本，降低了绝缘材料的使用性能，可以说变压器温升对这起着十分重要的作用。

参考文献：

[1]钟星鸣.干式变压器的振动和噪声研究[D].华南理工大学，2010.

[2]封栋梁.干式变压器优化设计研究[D].东南大学，2005.