一、变压器发热时的特点
变压器运行时，其绕组和铁芯中的电能损耗都将转变为热能，使变压器各部分的温度升高。在油浸式变压器中，这些热量传递给油，再通过外壳扩散到周围空气中。其整个散热过程有3个特点：
（1）各发热元件如铁芯、高压绕组、低压绕组等所产生的热量都传递给油，其发热过程是独立的，只与其本身的损耗有关。
（2）在散热过程中，引起的各部分温度差别很大。沿变压器的高度方向，绕组的温度最高，最大热点在高度方向的70%～75%处；沿截面方向（径向），温度最高处位于线圈厚度的1/3处。
（3）变压器主要有两个散热区段。一段是热量由绕组和铁芯表面以对流方式传递到变压器油中，这部分占总温升的20%～30%；另一段是热量由油箱壁以对流方式和辐射方式扩散到周围空气中，这部分占总温升的60%～70%。
由上述可知，变压器在运行时，各部分将出现温度的升高。温度的升高会引起变压器绝缘的老化，严重时可能直接导致变压器的损坏。因此，规定了变压器的温升限值，如表17-1所示的过负荷时的温度和电流的限值。运行经验和研究结果表明，当变压器绕组的绝缘在98℃以下使用时，变压器的正常寿命为20～30年。
二、变压器的绝缘老化
变压器的绝缘老化是指绝缘受热或其他物理、化学作用而逐渐失去其机械强度和电气强度的现象。其主要原因是温度、湿度、氧气以及油中劣化产物的影响，其中高温是促成绝缘老化的直接原因。在实际运行中，绝缘介质的工作温度越高，氧化作用及其他化学反应进行得越快，引起机械强度及电气强度丧失得就越快，即绝缘的老化速度越快，变压器的使用年限（寿命）也越短。研究结果指出，在80～140℃的范围内，变压器的使用年限和绕组最热点温度的关系为
式中 Z——变压器的使用年限；
A——常数；
p——系数；
θ——变压器绕组最热点的温度，℃。(www.xing528.com)
经验证明，绕组最热点的温度维持在98℃时，变压器能获得正常使用年限（20～30年），根据式（17-1）计算，正常使用年限应为
研究表明，绕组温度每增长6℃，使用年限将缩短一半，此即绝缘老化的6℃规则。表17-2给出了变压器各不同温度下的相对老化率。
表17-2 各不同温度下的相对老化率
需要说明的是，在国家标准中规定A级绝缘绕组温升为65℃，最高环境温度为再加上40℃，此时绕组最热点的温度为65+40=105（℃），查表17-2可知，相对老化率大于2，但这是变压器的极限工作温度，由于环境温度一般小于+40℃，所以变压器绕组实际工作在105℃的时间是很少的，这时不应限制变压器的负荷。
三、等值老化原则
如上所述，变压器运行时，如果维持其绕组最热点的温度在+98℃左右，可以获得正常使用年限。实际上，绕组温度受气温和负荷变动的影响，往往变化范围很大。因此，如果将绕组最高允许温度规定为+98℃，则可能在大部分时间内，绕组温度达不到该值，致使变压器的负荷能力未得到充分利用；反之，若不规定绕组的最高允许温度，或者将该值规定得过高，变压器又有可能达不到正常使用年限。为了正确地解决上述问题，可利用等值老化原则，即在一部分时间内，根据运行要求，容许绕组温度大于98℃，而在另一部分时间内，使绕组的温度小于98℃。只要使变压器在温度较高的时间内多损耗的寿命，与变压器在温度较低的时间内少损耗的寿命相互补偿，这样变压器的预期寿命可以和恒温98℃运行时的寿命等值。换言之，等值老化原则就是使变压器在一定时间间隔T M（一年或一昼夜）内，绝缘老化（或所损耗的寿命）等于一个常数，即
这个常数为绕组温度在整个时间间隔TM内保持恒定温度+98℃时，变压器所损耗的寿命，数值为TM e98p。
实际上，为了判断变压器在不同负荷下绝缘老化的情况，或在欠负荷期间变压器负荷能力的利用情况，通常引入比值λ来表明，λ称为绝缘老化率，具体表达式为
显然，当λ＞1时，变压器的老化大于正常老化，预期寿命将缩短；如果λ＜1，则说明变压器的负荷能力未得到充分利用。因此，在一定时间间隔内，维持变压器的老化率接近于1，是制定变压器负荷能力的主要依据。
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