你有沒有注意過?變壓器運(yùn)行時(shí),外殼有時(shí)燙得不敢碰,有時(shí)卻又涼颼颼的——這其實(shí)是它在“悄悄發(fā)燒”!但你知道嗎?變壓器不同部位的“體溫”差異極大,有的部位熱到“冒汗”,有的卻像“冰袋”。
變壓器“發(fā)燒”?各部位溫度大不同!
變壓器工作時(shí),內(nèi)部像一場(chǎng)“熱量派對(duì)”:銅損(繞組電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵芯磁滯/渦流發(fā)熱)不斷產(chǎn)生熱量,而這些熱量會(huì)通過油(油浸式)或空氣(干式)傳遞、散發(fā)。但不同部位的“散熱效率”不同,導(dǎo)致溫度分布差異明顯——
燙的“C位”:繞組導(dǎo)線
繞組是變壓器的“能量轉(zhuǎn)換核心”,電流通過導(dǎo)線時(shí),電阻會(huì)持續(xù)發(fā)熱(銅損)。由于導(dǎo)線細(xì)、電流大(尤其是大容量變壓器),熱量高度集中在導(dǎo)線內(nèi)部,導(dǎo)致繞組導(dǎo)線溫度比其他部位高10-20℃!曾有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:一臺(tái)1000kVA油浸式變壓器滿載運(yùn)行時(shí),高壓繞組導(dǎo)線溫度可達(dá)95℃,而同期上層油溫僅75℃,鐵芯表面溫度僅60℃。
“中間層”:鐵芯與絕緣油
鐵芯由硅鋼片疊成,主要發(fā)熱來自磁滯損耗(硅鋼片反復(fù)磁化的能量損失)和渦流損耗(感應(yīng)電流生熱)。但由于硅鋼片薄、疊片間涂有絕緣漆,熱量傳遞較慢,鐵芯表面溫度通常比繞組低15-25℃。
絕緣油則是油浸式變壓器的“降溫主力”:它吸收繞組和鐵芯的熱量后,通過自然對(duì)流或冷卻器循環(huán),將熱量傳遞到油箱壁和散熱器。因此,絕緣油的溫度呈現(xiàn)“分層現(xiàn)象”——上層油溫>中層油溫>下層油溫(因?yàn)闊嵊兔芏鹊蜁?huì)上?。?。
“冷靜區(qū)”:外殼與散熱器
外殼是變壓器的“保護(hù)殼”,主要通過傳導(dǎo)和輻射散熱。由于外殼與空氣(或冷卻介質(zhì))接觸面積大,溫度接近環(huán)境溫度,用手觸摸通常只是“微溫”(30-40℃)。而散熱器(如片式散熱器、風(fēng)冷風(fēng)扇)作為“主動(dòng)降溫區(qū)”,溫度甚至可能低于環(huán)境溫度(風(fēng)冷時(shí))。
油浸式vs干式:溫度監(jiān)測(cè)的“小心機(jī)”
知道了各部位溫度差異,那變壓器的“體溫計(jì)”到底測(cè)哪兒?答案取決于它是“油浸式”還是“干式”——
油浸式變壓器:看“上層油溫”
油浸式變壓器的油箱里裝滿了絕緣油,熱量通過油循環(huán)傳遞。由于上層油溫能反映繞組和鐵芯的“核心熱量”(熱油上?。?,因此溫度計(jì)通常安裝在油箱頂部,直接測(cè)量上層油溫。
根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定,油浸式變壓器上層油溫正常運(yùn)行時(shí)一般不超過85℃(強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的可放寬至95℃)。若上層油溫長(zhǎng)期超90℃,說明散熱不良或負(fù)載過高,需警惕繞組絕緣老化風(fēng)險(xiǎn)!
干式變壓器:盯“繞組/鐵芯溫度”
干式變壓器沒有絕緣油,靠空氣自然冷卻(或風(fēng)冷、水冷)。它的熱量直接通過繞組和鐵芯表面散發(fā),因此溫度傳感器(PT100熱電阻)會(huì)直接埋設(shè)在高壓繞組、低壓繞組和鐵芯的關(guān)鍵位置,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些“發(fā)熱大戶”的溫度。
干式變壓器的報(bào)警閾值更嚴(yán)格:繞組溫度超130℃時(shí)需報(bào)警,超150℃必須跳閘(防止絕緣燒毀)。這也是為什么干式變壓器常配“溫度控制器”——屏幕上直接顯示各部位溫度,比“摸外殼”靠譜100倍!
溫升:變壓器的“隱形健康指標(biāo)”
你可能聽過“溫升”這個(gè)詞,但它到底是什么意思?簡(jiǎn)單說,溫升=變壓器實(shí)測(cè)溫度 - 環(huán)境溫度,它反映的是變壓器自身?yè)p耗產(chǎn)生的“額外熱量”。
舉個(gè)例子:夏天環(huán)境溫度35℃,變壓器上層油溫測(cè)出來70℃,那它的溫升就是70-35=35K(K是溫標(biāo)單位,與℃數(shù)值相同)。
溫升過高,意味著變壓器“負(fù)擔(dān)過重”或“散熱不良”:
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若負(fù)載不變但溫升突然升高,可能是繞組絕緣老化(電阻增大,銅損上升)或冷卻系統(tǒng)故障(如風(fēng)扇停轉(zhuǎn)、散熱器堵塞);
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若環(huán)境溫度低但溫升仍高,可能是鐵芯硅鋼片間絕緣損壞(渦流損耗激增),或繞組匝間短路(局部電阻驟增)。
因此,運(yùn)維人員常說:“看變壓器好不好,先看溫升穩(wěn)不穩(wěn)!”定期記錄溫升數(shù)據(jù)(尤其是滿載時(shí)的溫升),能提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患,避免“小問題拖成大故障”。
變壓器“發(fā)燒”不可怕,看懂溫度是關(guān)鍵!
油浸式看上層油溫,干式盯繞組鐵芯;溫升則是判斷健康狀態(tài)的“隱形尺子”。
下次再看到變壓器“熱乎乎”,別慌!先想想:它是油浸式還是干式?測(cè)的是哪個(gè)部位的溫度?溫升有沒有超標(biāo)?掌握這些,你也能當(dāng)半個(gè)“變壓器醫(yī)生”~