變壓器及其將高壓轉(zhuǎn)換為更低、更可用的日常應(yīng)用功率的能力在商業(yè)和工業(yè)部門的各種運(yùn)營中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于它們的用途，它們自然會產(chǎn)生熱量，必須有效地消散。如果變壓器在此過程中沒有得到充分冷卻，無論是通過自然空氣冷卻還是酯液體等變壓器液體，都會自然過熱。

當(dāng)熱量超過機(jī)組隔熱系統(tǒng)或外殼蓋的額定溫度時，就會發(fā)生這種情況。變壓器的絕緣額定值通常為220°C，但一些設(shè)計(jì)，如封裝的設(shè)計(jì)，可能具有較低的額定值。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)允許外殼在環(huán)境溫度以上達(dá)到65°C。下面，我們將介紹變壓器過熱的最常見原因以及防止其再次發(fā)生的可操作提示。

變壓器過熱的主要原因

現(xiàn)代甚至較新的變壓器設(shè)計(jì)能夠持續(xù)至少幾十年，但這僅適用于維護(hù)良好并在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行的情況。因此，持續(xù)暴露在過熱環(huán)境中（例如，由于頻繁過載）將不可避免地導(dǎo)致其使用壽命大幅縮短。

除了更高的負(fù)載，變壓器即使在正常運(yùn)行期間也會產(chǎn)生更多的熱量。這在使用不合格繞組和絕緣的低質(zhì)量設(shè)備中最為常見。更高的熱量產(chǎn)生導(dǎo)致溫度上升或C上升，這是由變壓器在滿載條件下相對于環(huán)境溫度的平均溫度上升決定的。機(jī)組的效率和整體性能越好，C升就越低。

導(dǎo)致變壓器過熱或C值上升的一些主要因素包括：

1.過載超過變壓器的額定容量會導(dǎo)致電流過大，從而增加銅和鐵芯損耗。過載的變壓器在超出其設(shè)計(jì)極限的情況下運(yùn)行，產(chǎn)生的熱量會加速絕緣退化，縮短設(shè)備的壽命和效率。雖然有時這種犧牲是必要的，但重要的是要注意，它們可能不容易補(bǔ)救，就像新加坡的電動機(jī)倒帶修復(fù)舊電動機(jī)一樣。

2.額定負(fù)載選擇不當(dāng)

為其預(yù)期應(yīng)用選擇具有正確額定值的變壓器至關(guān)重要。如果機(jī)組的額定負(fù)載過低，即使是正常運(yùn)行負(fù)載也會導(dǎo)致應(yīng)變，從而導(dǎo)致過熱。另一方面，高估所需容量可能會導(dǎo)致系統(tǒng)效率低下，造成不必要的能量損失。仔細(xì)評估您的能源需求并咨詢制造商或工程師，可以幫助確保變壓器容量和負(fù)載要求之間的最佳匹配。

3.冷卻機(jī)制不足強(qiáng)制空氣裝置的適當(dāng)氣流和通風(fēng)以及油冷系統(tǒng)的足夠液位對于將變壓器溫度保持在安全范圍內(nèi)至關(guān)重要。定期檢查以確保通風(fēng)口和風(fēng)扇保持暢通，定期維護(hù)冷卻系統(tǒng)可以幫助控制溫度。

4.絕緣不良

繞組和鐵芯之間的絕緣在散熱和防止電氣故障方面起著關(guān)鍵作用。隨著時間的推移，絕緣會因老化、熱應(yīng)力或環(huán)境暴露而退化，導(dǎo)致內(nèi)部故障和熱點(diǎn)。定期測試絕緣電阻可以幫助識別退化的早期跡象。使用專為變壓器運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)的高質(zhì)量絕緣材料也有助于確保長期性能。

5.低質(zhì)量繞組和熱點(diǎn)

劣質(zhì)的繞組材料和設(shè)計(jì)會損害變壓器的介電強(qiáng)度和耐熱性，導(dǎo)致電涌、局部過熱（熱點(diǎn)）或?yàn)?zāi)難性故障。溫度超過設(shè)計(jì)極限的繞組會隨著時間的推移而減弱，導(dǎo)致短路或系統(tǒng)故障。采用先進(jìn)繞組設(shè)計(jì)的變壓器，如箔或螺旋繞組，可以更好地管理熱應(yīng)力，提高其耐熱性和整體壽命。

6.環(huán)境因素

極端溫度、高濕度或腐蝕性物質(zhì)等環(huán)境條件會加速變壓器鐵芯及其絕緣的退化。特別是腐蝕會損害散熱并導(dǎo)致過熱。確保變壓器安裝在合適的環(huán)境中——無論是室內(nèi)還是防風(fēng)雨外殼——有助于保護(hù)它們免受惡劣條件的影響。在極端氣候地區(qū)，可能需要額外的冷卻溶液或保護(hù)涂層來保護(hù)變壓器的組件。

避免變壓器過熱和過早故障的解決方案

1.防止超載

過載是熱應(yīng)力最常見的原因之一，因此監(jiān)測變壓器的負(fù)載以確保其保持在額定容量內(nèi)至關(guān)重要。在高需求時期，甩負(fù)荷策略可以防止系統(tǒng)不堪重負(fù)。

對于經(jīng)常以容量或接近容量運(yùn)行的變壓器，升級到更高額定值的變壓器通常是最佳的長期解決方案。此外，在并聯(lián)的多個變壓器上均勻分配電力需求可以防止任何單個變壓器承受過大的壓力，從而提高運(yùn)行效率。

2.絕緣擊穿緩解

在維護(hù)變壓器時，解決絕緣擊穿問題是另一個需要牢記的重要方面。應(yīng)進(jìn)行常規(guī)檢查，以發(fā)現(xiàn)磨損的早期跡象，如燒痕、變色或燒焦的氣味，這些跡象表明磨損已經(jīng)惡化。再加上定期測試，包括絕緣電阻和局部放電評估，以在弱點(diǎn)升級之前發(fā)現(xiàn)弱點(diǎn)。如果檢測到損壞，請確保及時維修或更換磨損的絕緣部件，以防止可能危及整個系統(tǒng)的故障。

3.加強(qiáng)冷卻機(jī)制

充分的冷卻對于防止熱量積聚同樣重要。確保通風(fēng)路徑保持暢通，使熱量自然消散。在被動冷卻不足的情況下，安裝風(fēng)扇或散熱器等主動冷卻系統(tǒng)可以增強(qiáng)氣流，更有效地調(diào)節(jié)溫度。然而，這些系統(tǒng)必須正確安裝，以避免堵塞氣流或造成效率低下，從而加劇過熱問題。安裝過程中的專業(yè)指導(dǎo)可確保冷卻機(jī)制最佳工作并降低損壞風(fēng)險。

結(jié)論

變壓器過熱會嚴(yán)重影響性能和安全，其根本原因包括過載和絕緣故障、冷卻不足和環(huán)境壓力。通過預(yù)防策略解決這些問題，如負(fù)載管理、加強(qiáng)通風(fēng)、定期維護(hù)和相位監(jiān)測，可以幫助延長變壓器的壽命并確保其可靠運(yùn)行。及早發(fā)現(xiàn)異常噪音或溫度升高等癥狀，結(jié)合絕緣維修或系統(tǒng)升級等及時干預(yù)措施，將保護(hù)設(shè)備并降低代價高昂的停機(jī)風(fēng)險。最終，積極主動的管理是保持變壓器效率和確保不間斷電氣性能的關(guān)鍵。