干式電力變壓器的負載能力受多種因素影響,主要包括以下幾個方面:
1.環境溫度:環境溫度是影響干式電力變壓器負載能力的重要因素之一。變壓器在運行時會產生熱量,若環境溫度過高,會使變壓器散熱困難,導致繞組和鐵芯溫度升高。而變壓器的絕緣材料性能與溫度密切相關,溫度過高會加速絕緣老化,降低絕緣壽命,進而限制變壓器的負載能力。例如,當環境溫度超過變壓器的設計允許溫度時,其負載能力通常需要按照一定的系數進行降額。
2.絕緣材料等級:不同等級的絕緣材料具有不同的耐熱性能,決定了變壓器能夠承受的更高溫度。常見的絕緣材料等級有 F 級、H 級等,F 級絕緣材料的極限工作溫度一般為 155℃,H 級絕緣材料的極限工作溫度可達 180℃。絕緣材料等級越高,變壓器在相同負載下的溫度上升就相對較小,允許的負載能力也就越高。
3.冷卻方式:干式電力變壓器的冷卻方式有自然空氣冷卻(AN)和強迫空氣冷卻(AF)等。自然空氣冷卻方式下,變壓器依靠空氣自然對流散熱,散熱能力相對有限。而采用強迫空氣冷卻方式時,通過風機向變壓器吹風,可有效提高散熱效果,能在一定程度上提高變壓器的負載能力。
4.繞組結構與材料:變壓器繞組的結構和材料對其負載能力也有影響。繞組的導線材質、截面積、匝數等參數決定了繞組的電阻和電抗,進而影響變壓器的損耗和發熱。采用電阻率低的銅導線作為繞組材料,相比于鋁導線,在相同負載電流下產生的熱量更少,有利于提高變壓器的負載能力。此外,合理設計繞組的結構,如采用交錯式繞組、增加繞組的散熱通道等,也有助于提高散熱效果和負載能力。
5.短路阻抗:短路阻抗是變壓器的一個重要參數,它反映了變壓器在短路時的阻抗大小。短路阻抗較大的變壓器,在負載運行時,其內部的漏磁場較強,會產生較大的附加損耗,導致變壓器發熱增加,從而限制了其負載能力。相反,短路阻抗較小的變壓器,其負載能力相對較高,但短路時的短路電流也會較大,需要在設計和運行中綜合考慮。
6.過載能力:干式電力變壓器通常具有一定的過載能力,但過載的程度和時間受到限制。一般來說,變壓器可以在短時間內承受一定倍數的過載電流,但長時間過載會使變壓器溫度過高,加速絕緣老化,甚至可能導致變壓器損壞。變壓器的過載能力與其設計、制造工藝以及絕緣材料等因素有關,不同廠家生產的變壓器過載能力可能會有所差異。