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干式变压器运行温度过高的危害有哪些?

2024-12-10 12:02:02

  干式变压器运行温度过高会带来以下诸多危害:

  一、对绝缘性能的损害

  绝缘材料老化加速:干式变压器主要依靠绝缘材料来隔离不同的导电部分。当运行温度过高时,绝缘材料的老化速度会显著加快。例如,常用的环氧树脂绝缘材料,正常运行温度下老化过程相对缓慢,但温度过高时,其内部的化学键会被破坏,分子结构发生变化,导致绝缘性能逐渐下降。一般来说,温度每升高 8 - 10℃,绝缘材料的老化速度会加快约 1 倍。

  绝缘强度降低:随着温度的持续升高和绝缘材料的老化,其绝缘强度也会降低。这会增加绝缘被击穿的风险,使得变压器内部的绕组之间、绕组与铁芯之间容易出现短路故障。一旦绝缘被击穿,会引发巨大的短路电流,对变压器造成严重损坏,甚至可能引发火灾等安全事故。

干式变压器

  二、对绕组的影响

  绕组电阻增大:金属绕组(一般是铜或铝)具有正温度系数,当温度过高时,绕组的电阻会增大。根据欧姆定律(I = U/R),在电压不变的情况下,电阻增大意味着电流减小,这会导致变压器的输出功率下降。同时,由于电阻增大,绕组在通过电流时产生的热量(Q = I²Rt)会进一步增加,形成恶性循环。

  绕组机械性能变差:高温会使绕组的机械性能变差。例如,绕组可能会因为热膨胀而发生变形,导致绕组间的间距变小,增加了匝间短路的可能性。而且,长时间的高温作用还可能使绕组的导线变脆,降低其抗短路能力,在受到外部短路冲击或电动力作用时,更容易发生损坏。

  三、对铁芯的危害

  铁芯损耗增加:干式变压器铁芯在运行过程中会产生磁滞损耗和涡流损耗,这些损耗都会转化为热量。当温度过高时,铁芯的磁导率等电磁性能会发生变化,使得铁芯损耗进一步增加。这不仅会降低变压器的效率,还会导致铁芯温度继续上升,进一步影响变压器的正常运行。

  铁芯结构变形:高温可能会引起铁芯的结构变形。铁芯通常是由硅钢片叠成,高温下硅钢片之间的绝缘涂层可能会受损,导致铁芯的叠片系数发生变化,从而影响铁芯的电磁性能。同时,铁芯的变形可能会使铁芯与绕组之间的间隙不均匀,引发局部放电等问题。

  四、影响使用寿命和运行可靠性

  缩短使用寿命:由于温度过高会加速绝缘材料老化、影响绕组和铁芯的性能,这些因素综合作用会大大缩短干式变压器的使用寿命。正常情况下,干式变压器的设计使用寿命可能为 20 - 30 年,但如果长期处于高温运行状态,其使用寿命可能会缩短至几年甚至更短。

  降低运行可靠性:运行温度过高会增加变压器故障的概率,使得变压器的运行可靠性降低。频繁的故障不仅会导致维修成本增加,还会影响供电的连续性和稳定性,对于一些对电力供应要求较高的场所(如医院、数据中心等),可能会造成严重的后果。

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