变压器运行中为什么会发热或发烫？过热有什么危害

变压器是电力系统中重要的设备之一，用于改变交流电压的大小，以实现电能输送、分配和转换。在变压器运行过程中，发热或发烫是一个常见现象，其产生原因及危害值得深入探讨。本文将详细解释变压器运行中为何会发热或发烫，并探讨过热对变压器的危害。

1. 变压器发热原因

1.1 铁损和铜损

• 铁损：主要由于铁芯在交流磁场中的磁滞和涡流损耗而产生。
• 铜损：由导线（主要是绕组）上的电流通过时引起的电阻损耗。

1.2 负载电流

• 高负载时，变压器的绕组会受到更大的电流冲击，导致发热。

1.3 效率损失

• 变压器工作时不可避免地存在一定的效率损失，其中一部分即为热量。

2. 变压器发热影响

2.1 绝缘老化

• 高温会导致变压器绝缘材料老化，降低其绝缘性能，增加绝缘击穿风险。

2.2 导致电气元件故障

• 长期高温运行会使绕组变形、绝缘层开裂，从而导致绕组短路甚至相间短路。

2.3 热应力影响

• 温度升高会导致变压器内部零部件承受热应力增加，加速金属材料的老化与劣化。

3. 过热的危害

3.1 减少变压器寿命

• 过热使变压器内部各部件的绝缘老化加剧，缩短了变压器的使用寿命。

3.2 增加维修成本

• 变压器过热导致绕组或其他零部件受损，需要更频繁的维护和维修，增加维修成本。

3.3 安全隐患

• 过热可能导致绝缘击穿，造成火灾或其他安全事故，威胁人员和设备的安全。

3.4 能效损失

• 过热会导致变压器效率降低，增加电能转换的损耗，从而影响整个电力系统的能效。

4. 如何预防过热

4.1 合理设计和选型

• 根据实际负载情况选择合适容量的变压器。
• 优化变压器结构和散热设计，提高散热效率。

4.2 定期检测和维护

• 定期检查变压器运行状态，确保正常工作。
• 及时清理变压器周围空间，保持通风畅通。

4.3 控制负载

• 严格控制变压器的负载，避免过载运行，以减少变压器的热损耗。

4.4 温度监测和保护装置

• 安装温度传感器和保护装置，及时监测变压器温度，并在超温情况下自动切断电源。

4.5 维护与绝缘检测

• 定期对变压器进行清洁、检修和绝缘测试，确保绝缘材料的性能。

4.6 使用冷却系统

• 对于大型变压器或高负荷运行的变压器，可以考虑安装冷却系统进行散热，有效降低温度。

变压器在运行中发热或发烫是由铁损、铜损、负载电流和效率损失等因素引起的常见现象。过热将导致变压器寿命减少、维修成本增加、安全隐患加剧以及能效损失，因此预防过热至关重要。通过合理设计选型、定期检测维护、控制负载、安装温度监测和保护装置等方法，可以有效预防变压器的过热问题，确保其安全稳定运行，延长使用寿命，并提高电力系统的可靠性和效率。