干式變壓器的允許溫升是其安全運(yùn)行的核心指標(biāo)之一,直接關(guān)系到絕緣壽命和可靠性。溫升限值由絕緣材料的耐熱等級決定,我國通過國家標(biāo)準(zhǔn)(如GB 1094.11-2022《電力變壓器 第11部分:干式變壓器》)嚴(yán)格規(guī)范。以下是詳細(xì)解析:
一、溫升的定義與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
溫升:變壓器在額定電壓、額定頻率和額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí),繞組或鐵芯的溫度與環(huán)境溫度的差值(單位:K,1K=1℃)。
我國強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為 GB 1094.11-2022,明確規(guī)定了不同絕緣等級干式變壓器的溫升限值。
二、不同絕緣等級的溫升限值
干式變壓器的絕緣等級由絕緣材料的耐熱性能決定,常見等級為F級、H級、B級(從低到高),其中F級絕緣是目前主流選擇(占比超90%)。各等級對應(yīng)的溫升限值如下:
1. F級絕緣(最常用)
繞組溫升限值:≤100K(即繞組最高溫度≤環(huán)境溫度+100℃);
鐵芯溫升限值:≤60K(鐵芯最高溫度≤環(huán)境溫度+60℃)。
典型場景:環(huán)境溫度40℃時(shí),繞組最高溫度≤140℃(40+100),鐵芯≤100℃(40+60)。
2. H級絕緣(高溫場景適用)
繞組溫升限值:≤125K;
鐵芯溫升限值:≤80K。
適用場景:高溫環(huán)境(如鋼鐵廠熔爐旁、水泥廠窯爐附近),環(huán)境溫度可達(dá)50℃時(shí),繞組最高溫度≤175℃(50+125)。
3. B級絕緣(逐步淘汰)
繞組溫升限值:≤80K;
鐵芯溫升限值:≤65K。
現(xiàn)狀:因耐熱性能較低(B級絕緣耐溫130℃),僅用于早期低容量變壓器,新建項(xiàng)目已很少使用。
三、溫升限值的“安全邏輯”
絕緣材料的老化速度與溫度直接相關(guān),溫度每升高6℃,絕緣壽命減半(“六度法則”)。因此,溫升限值的核心目的是:
確保絕緣材料在壽命周期內(nèi)(通常20~30年)不因過熱而失效;
避免因局部過熱導(dǎo)致繞組短路、燒毀等事故。
四、實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
環(huán)境溫度修正:
標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)境溫度默認(rèn)取40℃(最嚴(yán)苛工況),若實(shí)際環(huán)境溫度低于40℃(如北方冬季),繞組允許的最高溫度可適當(dāng)提高(但不超過絕緣材料耐溫極限)。
過載能力與溫升:
干式變壓器短期(如1小時(shí))可過載10%~15%,但此時(shí)溫升會(huì)顯著增加(如F級絕緣過載10%時(shí),繞組溫升可能達(dá)115K)。需嚴(yán)格按廠家提供的“過負(fù)載曲線”運(yùn)行,避免長期過載。
溫升試驗(yàn)驗(yàn)證:
每臺(tái)干式變壓器出廠前需通過溫升試驗(yàn)(在額定負(fù)載下運(yùn)行4~8小時(shí),測量繞組、鐵芯溫度),并出具第三方檢測報(bào)告(如國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心)。
五、總結(jié):選型時(shí)如何關(guān)注溫升?
新建項(xiàng)目:優(yōu)先選擇F級絕緣(溫升限值100K/60K),符合國標(biāo)1級能效要求;
高溫環(huán)境:選用H級絕緣(溫升限值125K/80K),確保極端條件下安全運(yùn)行;
驗(yàn)收要點(diǎn):要求廠家提供溫升試驗(yàn)報(bào)告,確認(rèn)繞組、鐵芯溫升實(shí)測值≤標(biāo)準(zhǔn)限值。