就像任何其他用電設備一樣,變壓器產生的廢熱是其運行的副產品。該過程中產生的熱量通常會增加變壓器的內部溫度,在正常滿載期間,當繞組的平均溫度高于環境(周圍)溫度時,就會發生這種情況。這通常會給設計工程師帶來巨大的挑戰,他們試圖在該領域提高產品的可靠性和性能。如果這些產品部署在極端環境中,情況會更糟。
由于溫升較低的變壓器可確保更高效的性能,反之亦然,制造商的目標是設計溫升較低的變壓器,這就是隔熱系統的作用。
絕緣系統是變壓器能夠承受的最高內部溫度。在其絕緣系統的溫度范圍內工作的變壓器的預期壽命通常為20-25年,較高的溫度通常是降低變壓器壽命的主要原因。此外,絕緣系統故障會引發最大變壓器故障,因此,基本上,任何干擾變壓器內部絕緣特性的行為都會對變壓器壽命造成不利影響。
在最高溫度額定值下,絕緣系統額定值以攝氏度為單位,可定義為變壓器正常預期壽命的最大允許工作溫度,這些值基于40℃的最高環境溫度,絕緣額定值由溫升、環境溫度和熱點余量的總和決定(見下圖)。例如,這意味著,在40℃的環境中,當滿載時,溫升為80℃的變壓器將在平均繞組溫度為120℃的條件下運行。

顯示與絕緣額定值有關的最高溫度極限的圖表
這些最高溫度限值由NEMA標準設定,超過這些限值將縮短變壓器的預期壽命。
以前,絕緣等級用字母系統表示。這已更改為實際溫度額定值(A類=05°C類,B類=150°C類,F類=180°C類,H類=220°C類)。
除了預期壽命外,絕緣系統額定值還有助于確定變壓器的過載能力。較低的溫升通常轉化為較高的過載能力。大多數干式變壓器在其繞組上使用相同的絕緣,無論設計溫升如何,其額定溫度通常為220℃。這就是為什么在不損壞絕緣或不影響變壓器壽命的情況下,80oC上升裝置比150oC上升裝置為偶爾過載提供更多空間的原因。
此外,當評估變壓器,同時作出購買決策,絕緣系統評級可能是一個重要的因素,考慮到日益增長的需求,在這些設備的能源效率。
應在特定變壓器中使用的絕緣等級當然是一個關鍵的設計考慮因素,并且應與其他方面(如電壓調節、材料成本和最佳結果的可用性)一起考慮。
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