Wie hoch ist die Betriebstemperatur eines Trockentransformators?

发布时间：16 Juni 2025 08:06:23

Im Stromnetz spielen Trockentransformatoren eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung einer stabilen und zuverlässigen Stromversorgung für verschiedene Arten von elektrischen Geräten. Die Betriebstemperatur ist ein wichtiger Parameter, der sich nicht nur direkt auf die Leistung des Transformators auswirkt, sondern auch eng mit der Lebensdauer und der Sicherheit der Geräte verbunden ist. Das Verständnis der Betriebstemperatur von Trockentransformatoren im Zusammenhang mit Wissen, um den effizienten und stabilen Betrieb des Stromnetzes zu gewährleisten, ist von großer Bedeutung.​
Normaler Betriebstemperaturbereich von Trockentransformatoren​
Der normale Betriebstemperaturbereich des Trockentransformators ist nicht festgelegt, sondern wird von einer Vielzahl von Faktoren bestimmt, wobei die Hitzebeständigkeit des Isoliermaterials eine entscheidende Rolle spielt. Je nach dem Grad der Hitzebeständigkeit des Isoliermaterials ist die maximale Temperatur, die er aushalten kann, unterschiedlich. Derzeit ist im Bereich der Trocken-Transformator Herstellung, die gemeinsame Isoliermaterial hitzebeständig Klasse A, E, B, F, H und C-Klasse.​
  1. Isolierung der Klasse ADie Betriebsgrenztemperatur beträgt 105°C und der maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 60 K betragen. Das bedeutet, dass die Wicklungstemperatur des Transformators in der Praxis 85°C (25°C + 60 K) nicht überschreiten sollte, wenn die Umgebungstemperatur 25°C beträgt.​
  1. Isolierung der Klasse EDie Betriebsgrenztemperatur beträgt 120°C und der maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 75 K betragen. Unter der Annahme, dass die Umgebungstemperatur ebenfalls 25°C beträgt, sollte die Wicklungstemperatur 100°C (25°C + 75 K) nicht überschreiten.​
  1. Isolierung der Klasse BDie Betriebsgrenztemperatur beträgt 130°C und der maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 80 K betragen. Entsprechend der oben genannten Umgebungstemperatur sollte die Wicklungstemperatur unter 105°C (25°C + 80 K) gehalten werden.​
  1. Isolierung der Klasse FDie Betriebsgrenztemperatur beträgt 155°C und der maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 100 K betragen. In diesem Fall sollte die Temperatur der Wicklung nicht höher als 125°C (25°C + 100 K) bei 25°C Umgebungstemperatur sein.​
  1. Isolierung der Klasse HDer maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 125 K betragen. Wenn die Umgebungstemperatur 25°C beträgt, sollte die Wicklungstemperatur innerhalb von 150°C (25°C + 125 K) gehalten werden.​
  1. Isolierung der Klasse CDer maximale Temperaturanstieg sollte weniger als 150 K betragen. Bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C ist eine Wicklungstemperatur von 175 °C (25 °C + 150 K) zulässig.​
In der Praxis sind die meisten Trockentransformatoren mit einer Isolierung der Klasse F oder H versehen. Daher sollte die normale Betriebstemperatur von Trockentransformatoren in der Regel unter 155 °C (Klasse F) bzw. 180 °C (Klasse H) gehalten werden. Unter dem Gesichtspunkt der Verlängerung der Lebensdauer des Transformators und der Gewährleistung der Betriebsstabilität ist es jedoch wünschenswert, die Betriebstemperatur auf einem relativ niedrigen Niveau zu halten. Bei Trockentransformatoren mit Isolierstoffen der Klasse H kann beispielsweise eine Temperaturkontrolle zwischen 120 °C und 130 °C während des normalen Betriebs die Alterung der Isolierstoffe wirksam verlangsamen und die Zuverlässigkeit des Geräts verbessern.​
Faktoren, die die Betriebstemperatur von Trockentransformatoren beeinflussen​
  1. Größe der LastBelastung: Die Belastung ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Betriebstemperatur von Trockentransformatoren beeinflussen. Wenn die Belastung des Transformators zunimmt, steigt der Strom durch die Wicklung entsprechend an. Nach dem Joule'schen Gesetz wird Wärme erzeugt, wenn Strom durch einen Leiter fließt (Q = I²Rt, wobei Q die Wärme, I der Strom, R der Widerstand und t die Zeit ist). Je höher der Strom ist, desto mehr Wärme wird in den Wicklungen erzeugt, was zu einem Anstieg der Transformatortemperatur führt. Wenn ein Transformator beispielsweise unter Volllast betrieben wird, ist seine Temperatur in der Regel um 20°C - 30°C höher als bei geringer Last. Bei längerem Überlastbetrieb steigt die Temperatur des Transformators weiter an und kann in schwerwiegenden Fällen die Toleranzgrenze des Isoliermaterials überschreiten, die Alterung der Isolierung beschleunigen und sogar einen Ausfall verursachen.​
  1. UmgebungstemperaturDie Umgebungstemperatur, in der der Transformator betrieben wird, hat einen direkten Einfluss auf seine Temperatur. In einer Umgebung mit hohen Temperaturen verschlechtern sich die Wärmeabgabebedingungen des Transformators. Aufgrund der hohen Umgebungstemperatur nimmt der Temperaturunterschied zwischen dem Transformator und der Umgebung ab, die Effizienz der Wärmeableitung nimmt ab, so dass die im Transformator erzeugte Wärme nur schwer effektiv nach außen abgegeben werden kann, was zu einem Temperaturanstieg führt. Im Sommer beispielsweise, wenn die Umgebungstemperatur 35 ℃ - 40 ℃ erreicht, steigt die Betriebstemperatur des Trockentransformators im Vergleich zum Frühjahr und Herbst (Umgebungstemperatur von etwa 20 ℃ - 25 ℃) deutlich an. Wenn die Umgebungstemperatur zu hoch ist und über einen längeren Zeitraum anhält, kann es erforderlich sein, zusätzliche Kühlmaßnahmen zu ergreifen, wie z. B. eine verstärkte Belüftung, die Installation einer Klimaanlage usw., um sicherzustellen, dass der Transformator innerhalb des normalen Temperaturbereichs arbeitet.​
  1. thermischer ZustandGute thermische Bedingungen sind entscheidend für die Kontrolle der Betriebstemperatur von Trockentransformatoren. Die Wärmeableitung des Transformators wird hauptsächlich durch natürliche Konvektion, Strahlung und forcierte Luftkühlung und andere Methoden erreicht. Wenn der Installationsort des Transformators nicht gut belüftet ist, z. B. in einem kleinen geschlossenen Raum, kann die Luft nicht effektiv zirkulieren, und die natürliche Konvektionskühlung wird stark reduziert. Darüber hinaus beeinträchtigt zu viel Staub und Schmutz, der sich auf der Oberfläche des Transformators angesammelt hat, die Fähigkeit zur Wärmeabstrahlung. Bei einigen Trockentransformatoren mit großer Kapazität, die in der Regel mit einem Zwangskühlsystem ausgestattet sind, schaltet sich der Lüfter automatisch ein, wenn die Temperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, indem er den Luftstrom beschleunigt, um die Wärme abzuführen. Wenn jedoch der Lüfter ausfällt oder der Luftkanal blockiert ist, kann die Wirkung der forcierten Luftkühlung nicht normal genutzt werden, was zu einer höheren Transformatortemperatur führt.​
Gefährdung durch hohe Betriebstemperaturen bei Trockentransformatoren​
  1. Beschleunigte Alterung der IsolierungIsoliermaterialien sind ein wichtiger Bestandteil von Trockentransformatoren, und ihre Leistung steht in direktem Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb des Transformators. Wenn die Betriebstemperatur zu hoch ist, verändert sich die Molekularstruktur des Isoliermaterials, was zu einer Verschlechterung seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften führt und den Alterungsprozess der Isolierung beschleunigt. Studien haben gezeigt, dass die Trockentransformator Betriebstemperatur steigt 8 ℃ - 10 ℃, wird die Alterung des Isolationsmaterials um etwa das Doppelte beschleunigt werden. Die Alterung der Isolierung führt zu einer Verschlechterung der Isolationsleistung des Isolationsmaterials, wie z. B. Verringerung des Isolationswiderstandes, Schwächung der Durchschlagfestigkeit usw., wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses der Wicklung, der Erdung und anderer Fehler erhöht wird, was die Lebensdauer des Transformators erheblich beeinträchtigt. Beispielsweise kann sich die Lebensdauer eines Trockentransformators, der bei normaler Betriebstemperatur 20 Jahre lang verwendet werden kann, auf 10 Jahre oder sogar noch kürzer verkürzen, wenn er über einen längeren Zeitraum unter hohen Temperaturen betrieben wird.​
  1. Geringere betriebliche EffizienzMit steigender Betriebstemperatur des Transformators erhöht sich der Widerstand der Wicklungen. Nach dem Ohm'schen Gesetz (I = U / R, wobei I der Strom, U die Spannung und R der Widerstand ist) führt eine Zunahme des Widerstands zu einer Abnahme des Stroms, wenn die Spannung konstant bleibt. Die Ausgangsleistung des Transformators P = UI (U ist die Spannung, I ist der Strom), eine Verringerung des Stroms bedeutet eine Verringerung der Ausgangsleistung, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrads des Transformators führt. Gleichzeitig steigt durch den Anstieg des Widerstands die von der Wicklung erzeugte Wärme weiter an, so dass ein Teufelskreis entsteht. Dies führt nicht nur zu Energieverschwendung, sondern kann auch die Qualität der Stromversorgung beeinträchtigen und dazu führen, dass der Strombedarf der Verbraucher nicht gedeckt werden kann.​
  1. ein potenzielles Sicherheitsrisiko darstellenÜberhöhte Betriebstemperaturen können eine Reihe von Sicherheitsproblemen verursachen. Wenn die Temperatur weiter über die Toleranzgrenze des Isoliermaterials hinaus ansteigt, kann die Isolierung brechen, was zu einem Kurzschluss in der Wicklung führt. Der Kurzschlussstrom erzeugt sofort eine enorme Hitze, die einen Brand auslösen kann, was eine ernsthafte Bedrohung für die Sicherheit der umliegenden Geräte und des Personals darstellt. Darüber hinaus kann die hohe Temperatur dazu führen, dass sich die inneren Teile des Transformators ausdehnen und verformen, was zu schlechtem Kontakt, Lockerung und anderen Problemen führt und das Ausfallrisiko weiter erhöht. An einigen wichtigen Energieerzeugungsstandorten wie Umspannwerken und Rechenzentren verursachen Trockentransformatoren im Falle eines Sicherheitsvorfalls schwerwiegende wirtschaftliche Verluste und soziale Auswirkungen.​
Überwachung und Kontrolle der Betriebstemperatur von Trockentransformatoren​
  1. Methoden zur Temperaturüberwachung​
  • WärmemessungDies ist eine häufigere und intuitivere Methode der Temperaturüberwachung. In der Trocken-Transformator Wicklung oder Kern und andere wichtige Teile der Installation von Thermometern, wie Thermoelement-Thermometer, RTD-Thermometer und so weiter. Diese Thermometer können die Temperatur des gemessenen Teils in Echtzeit messen und das Temperatursignal in ein elektrisches Ausgangssignal umwandeln und den Temperaturwert direkt über das Anzeigeinstrument ablesen. Zum Beispiel, Thermoelement-Thermometer nutzen die thermoelektrische Wirkung von zwei verschiedenen Metall-Materialien, wenn die Temperatur ändert, wird das Thermoelement Enden produzieren thermische Potential, durch die Messung der Größe des thermischen Potentials kann bekannt sein, Temperaturwerte.​
  • ThermostatverfahrenThermostat: Ein Thermostat ist ein intelligentes Temperaturüberwachungs- und -regelungssystem. Es besteht in der Regel aus einem Temperatursensor, einem Regler und einem Stellglied. Der Temperatursensor ist im Transformator installiert und sammelt Temperaturdaten in Echtzeit und überträgt sie an das Steuergerät. Das Steuergerät analysiert und verarbeitet die gesammelten Daten entsprechend dem voreingestellten Temperaturschwellenwert. Wenn die Temperatur den eingestellten Wert überschreitet, gibt das Steuergerät einen Befehl aus, der das Stellglied zum Handeln veranlasst, z. B. das Einschalten des Lüfters, um die Wärme abzuführen, das Aussenden von Alarmsignalen und so weiter. Gegenwärtig werden die Temperaturregler auf dem Markt immer leistungsfähiger. Sie können nicht nur die Temperatur in Echtzeit überwachen und regeln, sondern haben auch die Funktion der Datenprotokollierung, der Fernkommunikation usw., was für das Betriebs- und Wartungspersonal bequem ist, um die Fernüberwachung und -verwaltung des Transformatorbetriebsstatus durchzuführen.​
  1. Maßnahmen zur Temperaturkontrolle​
  • Natürlich luftgekühltFür einige Trockentransformatoren mit kleiner Kapazität und relativ niedriger Betriebstemperatur ist die natürliche Luftkühlung eine einfache und effektive Methode zur Wärmeableitung. Durch die vernünftige Gestaltung der Transformatorform und des Lüftungskanals wird die natürliche Konvektion der Luft genutzt, um die im Transformator erzeugte Wärme an die Umgebung abzugeben. Setzen Sie z. B. den Kühlkörper auf das Transformatorgehäuse, um die Wärmeabgabefläche zu vergrößern und die natürliche Konvektion der Luft zu fördern. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass der Aufstellungsort des Transformators gut belüftet ist und keine Hindernisse vorhanden sind, die den Luftstrom blockieren, um die Kühlwirkung der natürlichen Luftkühlung zu verbessern.​
  • Kühlung mit ZwangsluftWenn die Last des Trockentransformators groß oder die Betriebstemperatur hoch ist, kann die natürliche Luftkühlung die Anforderungen an die Wärmeableitung nicht erfüllen; in diesem Fall ist es notwendig, ein Zwangskühlsystem zu verwenden. Das Zwangskühlsystem besteht hauptsächlich aus einem Ventilator, einem Luftkanal und einem Steuersystem. Wenn die Temperatur des Transformators auf einen bestimmten Wert ansteigt (z. B. wenn die Wicklungstemperatur 100 ℃ - 110 ℃ erreicht), gibt der Temperaturregler den Befehl zum Einschalten des Ventilators. Fan durch den Kanal wird kalte Luft bläst auf den Transformator Wicklung und Kern und andere heiße Teile, beschleunigen die Wärmeverteilung. Während des Prozesses der forcierten Luftkühlung sollten wir regelmäßig den Betriebsstatus des Lüfters überprüfen, um sicherzustellen, dass der Lüfter normal arbeitet und der Luftkanal nicht verstopft ist. Darüber hinaus kann die Drehzahl des Lüfters entsprechend dem tatsächlichen Betrieb des Transformators angepasst werden, um die Intensität der Wärmeabgabe zu steuern und einen energiesparenden Betrieb zu erreichen.​
  • Einstellen der LastEine vernünftige Anpassung der Last von Trockentransformatoren ist auch eine der wichtigsten Maßnahmen zur Kontrolle der Betriebstemperatur. Durch die Überwachung und Analyse der Belastung des Stromnetzes kann die Lastverteilung optimiert werden, um einen anhaltenden Überlastbetrieb des Transformators zu vermeiden. So kann z. B. in Spitzenzeiten des Stromverbrauchs die Belastung des Stromtransformators verringert werden, indem einige unkritische Lasten auf andere Transformatoren übertragen werden, um seine Betriebstemperatur zu senken. Gleichzeitig können bei einigen saisonalen oder intermittierenden Lasten die Start- und Stoppzeiten der Geräte sinnvoll an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden, so dass der Transformator in einem hocheffizienten Zustand mit niedriger Temperatur arbeiten kann.​
  • Verbesserung des BetriebsumfeldsVerbesserung der Betriebsumgebung des Trockentransformators: Die Verbesserung der Betriebsumgebung des Trockentransformators ist ebenfalls wichtig, um die Temperatur zu senken. Erstens, stellen Sie sicher, dass der Transformator Installationsort ist gut belüftet, durch die Installation von Lüftungsanlagen, wie Abgas-Ventilator, Ventilator, usw., zur Verbesserung der Luftzirkulation, die Hitze weg. Zweitens: Kontrolle der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit der Betriebsumgebung. In der Hochtemperatursaison können Klimaanlagen und andere Kühlgeräte eingesetzt werden, um die Umgebungstemperatur zu senken; in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit können Entfeuchtungsgeräte installiert werden, um die Umgebung trocken zu halten. Darüber hinaus sollte die Betriebsumgebung des Transformators regelmäßig gereinigt werden, um zu verhindern, dass sich Staub, Schmutz und andere Stoffe auf der Oberfläche des Transformators ansammeln und die Wärmeableitung beeinträchtigen.​
Die Kenntnis der Betriebstemperatur von Trockentransformatoren und die Ergreifung wirksamer Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen sind der Schlüssel zur Gewährleistung ihres sicheren, stabilen und effizienten Betriebs. Durch die angemessene Auswahl von Isoliermaterialien, die Optimierung der Wärmeableitungsbedingungen, die Temperaturüberwachung in Echtzeit und die rechtzeitige Anpassung der Betriebsparameter sowie andere Maßnahmen kann die Betriebstemperatur des Transformators wirksam kontrolliert werden, um die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern und die Zuverlässigkeit des Stromnetzes zu verbessern. In der Praxis sollte das Personal für den Betrieb und die Wartung des Stromnetzes den Temperaturveränderungen des Trockentransformators große Aufmerksamkeit schenken und dabei die einschlägigen Standards und Normen für Betrieb und Wartung streng einhalten, um einen sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes zu gewährleisten.
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