干式变压器的允许温升是其安全运行的核心指标之一,直接关系到绝缘寿命和可靠性。温升限值由绝缘材料的耐热等级决定,我国通过国家标准(如GB 1094.11-2022《电力变压器 第11部分:干式变压器》)严格规范。以下是详细解析:
一、温升的定义与标准依据
温升:变压器在额定电压、额定频率和额定负载下运行时,绕组或铁芯的温度与环境温度的差值(单位:K,1K=1℃)。
我国强制执行的标准为 GB 1094.11-2022,明确规定了不同绝缘等级干式变压器的温升限值。
二、不同绝缘等级的温升限值
干式变压器的绝缘等级由绝缘材料的耐热性能决定,常见等级为F级、H级、B级(从低到高),其中F级绝缘是目前主流选择(占比超90%)。各等级对应的温升限值如下:
1. F级绝缘(最常用)
绕组温升限值:≤100K(即绕组最高温度≤环境温度+100℃);
铁芯温升限值:≤60K(铁芯最高温度≤环境温度+60℃)。
典型场景:环境温度40℃时,绕组最高温度≤140℃(40+100),铁芯≤100℃(40+60)。
2. H级绝缘(高温场景适用)
绕组温升限值:≤125K;
铁芯温升限值:≤80K。
适用场景:高温环境(如钢铁厂熔炉旁、水泥厂窑炉附近),环境温度可达50℃时,绕组最高温度≤175℃(50+125)。
3. B级绝缘(逐步淘汰)
绕组温升限值:≤80K;
铁芯温升限值:≤65K。
现状:因耐热性能较低(B级绝缘耐温130℃),仅用于早期低容量变压器,新建项目已很少使用。
三、温升限值的“安全逻辑”
绝缘材料的老化速度与温度直接相关,温度每升高6℃,绝缘寿命减半(“六度法则”)。因此,温升限值的核心目的是:
确保绝缘材料在寿命周期内(通常20~30年)不因过热而失效;
避免因局部过热导致绕组短路、烧毁等事故。
四、实际应用中的注意事项
环境温度修正:
标准中环境温度默认取40℃(最严苛工况),若实际环境温度低于40℃(如北方冬季),绕组允许的最高温度可适当提高(但不超过绝缘材料耐温极限)。
过载能力与温升:
干式变压器短期(如1小时)可过载10%~15%,但此时温升会显著增加(如F级绝缘过载10%时,绕组温升可能达115K)。需严格按厂家提供的“过负载曲线”运行,避免长期过载。
温升试验验证:
每台干式变压器出厂前需通过温升试验(在额定负载下运行4~8小时,测量绕组、铁芯温度),并出具第三方检测报告(如国家变压器质量监督检验中心)。
五、总结:选型时如何关注温升?
新建项目:优先选择F级绝缘(温升限值100K/60K),符合国标1级能效要求;
高温环境:选用H级绝缘(温升限值125K/80K),确保极端条件下安全运行;
验收要点:要求厂家提供温升试验报告,确认绕组、铁芯温升实测值≤标准限值。
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