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变压器维修知识|夏季变压器高温的原因及处理方式

时间:2019-06-10 16:37:05

一、引言

我公司接到聊城市斗虎屯镇某玻璃厂保修电话,说有一台箱式变电站的变压器温度过高,最高测量温度达到90℃。我公司技术人员到现场了解情况。

二、现场情况,这台箱式变电站放置在公司某生产车间一角,整个车间是融化玻璃水,来浇注玻璃杯模型的。整个车间温度较高。我公司人员到达车间时是上午10时,车间温度在32℃左右。现场是一台315KVA的箱式变电站。根据现场观测,变压器室内的温度在38℃-42℃。这是打开变压器门的情况下。现场的低压电流在450A左右。已经达到变压器的额定使用电流。

根据现场电工的巡检记录,变压器室内的温度在下午高温的时候,可以达到50多度。

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三、原因分析

从上面的情况分析,变压器存在过载情况,且此台箱变的放置位置在生产车间内,通风条件较差。

我们首先了解一下油浸式变压器的热传导过程。变压器在运行时,绕组、铁芯、钢铁结构件中均要产生损耗,这些损耗将转变为热量发散到周围介质中,从而引起变压器发热和温度升高。

当铁芯和绕组所产生的热量将全部散发到周围介质中,达到稳定状态(温度不在继续升高),此种状态称为热平衡状态。在热平衡状态下,“热流”所经过的路径是相当复杂的,在油浸变压器中一般有:

1、绕组和铁芯在运行的初始阶段,温度上升很快,绕组和铁芯所产生的热量,将由线圈内部最热点传导到与变压器油接触的外面。对于自冷式变压器来说,线圈内部最热点温升比线圈平均温升一般要高出13K左右。

2、当绕组和铁芯内部的热量传导到表面时,它们的表面温度与周围介质(油)产生的温差,通过对流作用将部分热量传给附近的油,从而使油温逐渐上升。线圈对油的平均温差一般在20K~30K左右。称为铜油温差。

3、当绕组和铁芯附近的油温升高后,由于油的对流作用,热油向上流动,冷却后的向下流动,重新流入线圈,形成闭合的对流线路,从而使油箱中的油温升高。对于自冷变压器,一般上层油温比平均油温高20%左右。

4、当热油碰到箱壁或油管壁时,将部分热量传给它们,使油温下降而箱壁或油管壁温度升高,其热量从壁的内侧传导到外侧(壁的内外侧温差一般不超过3K),它与周围的介质(空气)也产生温差,借助于对流和辐射作用,将热量散发到空气中。

综上所述:将绕组和铁芯损耗所产生的热量散发到变压器外面的空气中,要经过许多部分,热流每通过一个部分均要产生温差,而温差的大小与损耗和介质的物理特性有关。所以在此类变压器设计的时候,要计算各个部分的温差和温升,即绕组对油的温差;绕组对空气的平均温升;油对空气的平均温升及顶层油温升;铁芯对油的温差;铁芯对空气的平均温升等。油浸式变压器的温升限值如下表:

 名称  温升限值(K)
 顶层油温升  油不与大气直接接触的变压器,即全密封变压器  60
 油与空气直接接触的变压器  55
 绕组平均温升  65
 铁芯、绕组外部的电气连接线或油箱中的结构件  通常不超过80

如果全密封配电变压器的顶层油温度测量值在80℃,由于线圈对油的平均温升为25K左右,这样线圈的热点温度将达到105℃。达到A级绝缘材料的上限值,将使变压器的使用寿命降低。所以油浸式变压器的测量顶层温度上限值为80℃。

四、解决方法

1、增加变压器所处环境的空气对流。使变压器产生的热量尽快通过对流散出。

2、降低变压器所处环境的温度,在变压器室增加一个空调也是一种不错的选择。