Повышение температуры сухих и маслонаполненных трансформаторов, а также диапазон их повышения температуры

Существует множество факторов, влияющих на срок службы трансформаторы сухого типа и масляные трансформаторы Среди них температура является наиболее важным фактором, приводящим к старению изоляции и, как следствие, влияющим на срок службы трансформаторов. Из-за неравномерного распределения тепла внутри трансформаторов в различных его частях наблюдаются значительные температурные различия. Поэтому для каждой части при номинальной нагрузке задаётся допустимый рост температуры с целью обеспечения безопасной эксплуатации.

---

I. Основные принципы и расчёты роста температуры

Класс изоляции и максимальная допустимая температура

Обычные масляные трансформаторы используют изоляцию класса A, максимальная допустимая температура которой составляет 105 ℃.

- Расчёт допустимого роста температуры (на примере обмотки)

Допустимый рост температуры = Максимальная допустимая температура − Температура окружающей среды (принимается за 40 ℃)

То есть: 105 ℃ − 40 ℃ = 65 ℃ (допустимый рост температуры обмотки)

- Соотношение между температурой масла и температурой обмотки

Температура трансформаторного масла обычно на 10 ℃ ниже температуры обмоток. Следовательно:

- Допустимый перегрев масла: 65 ℃ − 10 ℃ = 55 ℃

- Для предотвращения старения масла перегрев верхнего слоя масла не должен превышать 45 ℃

Фактический диапазон рабочих температур

Если температура верхнего слоя масла находится в пределах от 80 ℃ до 90 ℃, то температура обмоток составит приблизительно от 95 ℃ до 105 ℃. Длительная работа в этом диапазоне ускоряет старение изоляции.

---

II. Опасности эксплуатации при высокой температуре для Сухих и маслонаполненных трансформаторов

Деградация изоляционного материала

Длительное воздействие высоких температур приводит к охрупчиванию и растрескиванию изоляционного картона, потере его изоляционных свойств и повышению риска пробоя.

- Старение изоляционного масла

Сильное старение изоляции обмотки ускорит деградацию изоляционного масла и дополнительно сократит общий срок службы трансформатора.

— Вывод

Рекомендуется избегать эксплуатации трансформатора при высоких температурах, особенно при продолжительной работе при повышенных температурах.

---

III. Классификация классов изоляции трансформаторов

Класс изоляции указывает на термостойкость изоляционного материала; разным классам соответствуют разные максимальные допустимые температуры.

Маслонаполненные трансформаторы (7 классов)

A, E, B, F, H, N, C

— Сухие трансформаторы (3 разных класса)

B, F, H

Возьмём в качестве примера класс A. Его смысл таков: сумма рабочей температуры трансформатора и температуры окружающей среды не должна превышать 105 °C; для остальных классов действует тот же принцип.

---

IV. Диаграмма предельного повышения температуры (пояснение)

• Предельное повышение температуры для масляных трансформаторов показано на диаграмме.

• Предельное повышение температуры для сухих трансформаторов показано на диаграмме.

Примечание: Величина предельного повышения температуры напрямую отражает термостойкость изоляционного материала и является важным критерием при выборе и эксплуатационном контроле.

---

V. Основные принципы безопасности магнитопровода

При условии, что повышение температуры не превышает допустимого предела, трансформатор может безопасно работать в течение установленного срока службы независимо от изменений температуры окружающей среды.