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夏季干式变压器温度

作者:干式变压器厂   日期:2025-09-03  人气:71

  夏季干式变压器温度控制与管理指南

  干式变压器的温度是夏季运行中的核心监控指标,直接关系到绝缘寿命、运行安全性及供电可靠性。夏季因环境温度高(通常30~40℃,极端可达45℃以上),变压器散热压力显著增加,需结合绝缘等级、负载特性、冷却方式制定针对性管控方案。


  一、核心温度指标:基于绝缘等级的限值

  干式变压器的最高允许温度、额定温升由其绝缘等级决定(国标GB 1094.11-2023《电力变压器 第11部分:干式变压器》规定),夏季温度控制需严格遵循以下限值,避免绝缘加速老化(温度每升高10℃,绝缘寿命约缩短一半)。

绝缘等级 绕组最高允许温度(℃) 绕组额定温升限值(K)* 铁芯 / 油箱最高允许温度(℃) 夏季典型运行温度建议(环境 40℃时)
F 级 155(短期过载上限) 100(对环境温度) ≤140 绕组≤130℃(留 10K 裕量)
H 级 180(短期过载上限) 125(对环境温度) ≤165 绕组≤150℃(留 10K 裕量)
N 级 200(短期过载上限) 150(对环境温度) ≤180 绕组≤170℃(留 10K 裕量)


  > 注:*额定温升限值=绕组温度-环境基准温度(国标默认环境基准温度为40℃),即夏季环境40℃时,F级绕组额定温升100K对应温度为40+100=140℃,建议运行中预留5~10K裕量,避免接近上限。

  二、夏季温度升高的关键影响因素

  夏季干式变压器温度易超标的核心原因是“环境温度高+散热效率降+负载波动”的叠加,需重点关注以下因素:

  1. 环境温度过高

  夏季配电室/户外预装式变电站内温度常超40℃(户外暴晒时可达50℃以上),导致变压器与环境的“温差散热驱动力”下降,自然散热效率降低30%~50%。

  2. 负载率波动大

  夏季空调、制冷设备用电激增,变压器负载率可能从平时的60%~70%升至90%~110%(短期过载),而负载损耗(铜损)与负载率的平方成正比,负载率110%时铜损增加21%,发热量显著上升。

  3. 冷却系统失效

  若变压器配置强制风冷系统(AF) ,夏季风扇积尘、电机故障或控制回路异常,会导致强制散热功能失效,温度快速攀升(AN/AF冷却方式温差可达20~30℃)。

  4. 安装环境通风不良

  配电室门窗封闭、通风口堵塞、散热器表面积尘/油污,会阻碍空气流通,形成“局部热岛”,导致变压器温度比环境温度高15~25℃(正常应为10~15℃)。

  三、夏季温度监控要求:实时监测+预警

  夏季需强化温度监控频率和阈值管理,避免“超温不知情”导致绝缘损坏,具体要求如下:

  1. 测温元件配置

  干式变压器需内置铂电阻(PT100) 或光纤测温传感器,分别监测绕组(三相)、铁芯温度,传感器应直接接触绕组端部或铁芯,确保测温准确(误差≤±2℃)。

  2. 监控频率

  - 正常负载(≤80%额定负载):每2小时记录1次温度(环境温度+绕组温度);

  - 高负载(80%~100%额定负载):每1小时记录1次;

  - 过载(>100%额定负载):每30分钟记录1次,同时监测负载电流、冷却风扇运行状态。

  3. 报警与跳闸设定(必设)

  温控器需预设两级阈值,避免超温运行:

  - 第一级(报警):绕组温度=额定温升对应温度-5K(如F级设135℃,H级设155℃),触发声光报警,提醒运维人员检查;

  - 第二级(跳闸):绕组温度=最高允许温度-5℃(如F级设150℃,H级设175℃),触发高压侧断路器跳闸,切断电源保护变压器。

  四、夏季降温措施:主动散热+环境控制

  夏季需结合变压器冷却方式和安装场景,采取“主动降温+环境优化”组合措施,将温度控制在安全范围:

  1. 基于冷却方式的降温

  - 自然冷却(AN)变压器

  - 清理散热器:每月至少1次用压缩空气(0.4~0.6MPa)吹除绕组表面、散热器缝隙的灰尘(避免用水冲,防止绝缘受潮);

  - 增加空气流通:配电室加装轴流风机(风量≥2000m³/h),风机方向从低到高(底部进风、顶部出风),形成“空气对流”,降低环境温度5~8℃。

  - 强制风冷(AF)变压器

  - 风扇预检:夏季前检查所有冷却风扇,确保电机运转正常、叶片无变形,风扇启动阈值设为“绕组温度=额定温升对应温度-10K”(如F级设130℃),避免风扇启动过晚;

  - 备用风扇:至少预留1台备用风扇,若某台风扇故障,立即更换,防止散热能力下降。

  2. 环境温度控制

  - 户外变压器:顶部加装遮阳棚(材质为彩钢板或玻璃纤维,避免阳光直射本体,可降低表面温度8~12℃),底部垫高30~50cm,避免地面热气烘烤;

  - 配电室:采用空调降温(若环境温度超40℃),空调温度设定为32~35℃,同时关闭门窗,防止热空气进入;若无空调,可在墙面加装“湿帘降温系统”,降低环境温度6~10℃。

  3. 负载优化

  - 错峰用电:协调用户将高耗能设备(如工业电机、空调)运行时间错开用电高峰(10:00~15:00),将变压器负载率控制在≤90%额定负载,减少发热量;

  - 不平衡调整:监测三相负载电流,若三相不平衡率>10%(如某相电流比其他相高20%),及时调整负荷分配,避免单相绕组过温(单相过温会导致局部绝缘老化加速)。

  五、温度异常处理:排查+应急措施

  若夏季变压器出现“温度骤升”“超报警阈值”或“风扇运行但温度不降”,需立即按以下步骤处理:

  1. 初步判断异常原因

 

异常现象 可能原因 排查方法
绕组温度骤升(10 分钟内升 10℃以上) 绕组短路、铁芯多点接地、负载突然过载 测三相电流(是否平衡)、用红外热像仪测绕组表面温度(是否有局部热点)
温度超报警但负载正常 环境温度过高、风扇故障、测温传感器故障 检查环境温度、风扇运行状态、传感器数值(与红外测温对比)
三相温度差 > 10℃ 某相绕组接触不良、负载三相不平衡、传感器故障 测三相负载电流(不平衡率)、检查绕组接线端子(是否松动发热)


  2. 应急处置

  - 若温度超报警但未到跳闸值:立即减少负载(切断部分非重要负荷),检查冷却系统(如启动备用风扇、清理散热器),若温度仍上升,降至80%以下负载;

  - 若温度达跳闸值:确认跳闸后,断开高压侧电源,待变压器冷却至环境温度+20℃以下,再排查故障(禁止带电解体);

  - 若发现局部热点(如绕组某点温度比其他点高20℃以上):立即停机,联系厂家检测(可能为绕组绝缘损坏或短路)。

  六、参考标准

  1. GB 1094.11-2023《电力变压器 第11部分:干式变压器》(温度限值、温升测试要求);

  2. DL/T 1573-2016《干式电力变压器运行规程》(运行维护、温度监控、异常处理);

  3. GB 50053-2013《20kV及以下变电所设计规范》(配电室通风、降温设计要求)。

  夏季干式变压器温度管理的核心是“预防为主、实时监控、及时处置”,通过环境优化、冷却强化和负载控制,可有效避免超温运行,延长变压器使用寿命(正常维护下,F级干式变压器寿命可达20年以上)。