Kai transformatoriaus apvijoje atsiranda varža ir kiti nuostoliai, susidaro šiluma. Ši šiluma turi būti perduota transformatoriaus alyvai, o transformatorinė alyva. Esant žemesnei nei kelių šimtų laipsnių Celsijaus temperatūrai, apvijų laidai vis tiek gali išlaikyti savo mechaninį stiprumą. Esant žemesnei nei 140 laipsnių temperatūrai, transformatoriaus alyva negenda, tačiau kai temperatūra viršija 90 laipsnių, popieriaus izoliacijos gedimo laipsnis labai padidėja. Todėl aušinimo alyvos srautas turi užtikrinti, kad izoliacijos temperatūra būtų kiek įmanoma žemesnė už šią temperatūros ribą.
Maksimali temperatūra, kuriai esant popieriaus izoliacija nepablogės, yra apie 80 laipsnių. Tačiau jokiu būdu apriboti transformatoriaus izoliacijos temperatūrą iki tokio lygio nėra nei ekonomiška, nei praktiška. Dėl aplinkos temperatūros pokyčių ir taikomos apkrovos maksimali 80 laipsnių temperatūra paprastai reiškia, kad transformatoriaus izoliacijos temperatūra didžiąją laiko dalį bus žemesnė nei 80 laipsnių, todėl transformatoriaus izoliacijos tarnavimo laikas bus žymiai ilgesnis nei projektinis. Numatomą transformatoriaus eksploatavimo trukmę lemiantis veiksnys, be transformatoriaus gedimo, atsiradusio dėl ankstyvų gedimų, yra izoliacijos darbinė temperatūra, tiksliau, karščiausios krašto dalies (ar karštosios vietos) darbinė temperatūra. Problema, kurią dizaineriai turi išspręsti, yra nustatyti leistiną karštojo taško temperatūros vertę. Daugelis mokslininkų ištyrė šią problemą, ir dauguma žmonių mano, kad didėjant darbo temperatūrai, popieriaus izoliacijos degradacija arba senėjimo greitis sparčiai didės. 1930 m. Monteschinger paskelbė ataskaitą apie tuo metu litrui temperatūros naudotas izoliacines medžiagas ir padarė išvadą, kad tarp 90-110 laipsnių izoliacijos senėjimo greitis padvigubėtų, jei transformatoriaus temperatūra būtų 8 laipsniais aukštesnė. Kiti, atlikdami tyrimus šiuo klausimu, nustatė, kad temperatūra, kuriai esant įvairių Kinijoje naudojamų izoliacinių medžiagų izoliacijos senėjimo greitis padvigubėja, yra 5-10 laipsnių. Šiais laikais 6 laipsniai paprastai laikomi temperatūra, kuri padvigubina esamų izoliacinių medžiagų senėjimo greitį.
Svarbu pripažinti, kad izoliacinėms medžiagoms nėra „teisingios“ darbinės temperatūros, o tarp transformatorių projektuotojų nėra vieningo supratimo dėl transformatorių leistinos karšto taško temperatūros nustatymo normaliomis eksploatavimo sąlygomis. Tiesą sakant, dabar žmonės suprato, kad daugelis veiksnių, tokių kaip drėgmė, rūgštingumas, deguonies kiekis alyvoje, lemia transformatorių drėgmės sugėrimo sistemą ir priežiūros būklę, be to, jie turi labai didelę įtaką transformatorių izoliacijos trukmei. EN60076 ir kiti tarptautiniai standartai nustatė leistinas transformatorių karštųjų taškų temperatūros kilimo ribas, daugiausia atsižvelgiant į tai, kad numatomas transformatorių eksploatavimo laikas yra mažiausiai apie 30 metų. Šiuose dokumentuose numatyta prielaida – vidutinė karšto taško temperatūra 98 laipsniai.
Taip pat reikia pripažinti, kad standarte nurodytas temperatūros kilimas gali būti tik tų dalių temperatūros kilimas, kurį galima išmatuoti praktiškai. Paprastai transformatoriuose yra tam tikros karštųjų taškų temperatūros, kurios yra aukštesnės už išmatuojamą temperatūrą. Būtent šios karštųjų taškų temperatūros lemia transformatorių tarnavimo laiką.
EN60076 nurodyto leistino temperatūros kilimo tyrimas rodo, kad nurodytas temperatūros kilimas gali turėti skirtingas reikšmes, kurios priklauso nuo transformatorinės alyvos cirkuliacijos režimo. Šio reguliavimo priežastis yra ta, kad gali būti tam tikrų skirtumų tarp išmatuojamų temperatūros kilimo verčių, o neišmatuojamas karšto taško temperatūros kilimas skirsis priklausomai nuo transformatoriaus alyvos cirkuliacijos režimo. Alyvos cirkuliacijos metodai, išvardyti EN60076-2, yra šie: natūrali alyvos cirkuliacija; Priverstinė nekryptinė alyvos cirkuliacija; Priverstinė kryptinė alyvos cirkuliacija.
Natūralioje alyvos cirkuliacijoje naudojamas temperatūros skirtumo slėgis, susidarantis kaitinant alyvą: alyva įkaista apvijos viduje ir atšaldoma radiatoriuje, kad sumažėtų.
Priverstinės alyvos cirkuliacijos konstrukcijoje alyvos siurblys naudojamas aušinimo alyvai ištraukti iš radiatoriaus ir tiekti ją į apvijos apačią, o po to cirkuliuoti vertikaliu ašiniu alyvos kanalu, kurį sudaro apvijos laidų „viršutinė“ ir „apatinė“ atramos. Aptariant vertikalų ašinį alyvos praėjimą apvijos viduje, "viršutinė" ir "apatinė" vielos dalys nurodo vietas, kur apvija yra "arti" ir "toli" nuo geležies šerdies. Radialinis alyvos kanalas ir ašinis alyvos kanalas apvijos viduje yra sujungti. Nekryptinės alyvos cirkuliacijos struktūroje alyvos srautas radialiniame alyvos kanale (horizontaliame alyvos kanale), jungiančiame viršutinį ir apatinį ašinį alyvos kanalą, visiškai priklauso nuo šiluminio ir turbulencinio alyvos poveikio, o alyvos srauto greitis radialiniame alyvos kanale yra daug mažesnis nei ašiniame alyvos kanale. Priverstinės alyvos cirkuliacijos struktūroje aušinimo alyva pirmiausia siunčiama į alyvos surinkimo vamzdį, esantį apvijos apačioje, o tada atitinkama proporcija praleidžiama per kiekvieną pagrindinę apviją. Alyvos srautą nukreipiančios pertvaros turi būti įrengiamos reguliariais intervalais apvijos viduje. Šios kreipiančiosios pertvaros pakaitomis blokuoja išorinius ir vidinius ašinius apvijos alyvos kanalus, todėl aušinimo alyva turi tekėti per horizontalų alyvos kanalą išlenktu keliu apvijos viduje, kad būtų užtikrintas pakankamas alyvos srautas visose apvijos dalyse. Šilumos perdavimo greitis labai priklauso nuo alyvos srauto greičio, todėl nukreipus aušinimo konstrukciją, apvija bus mažesnė į alyvos temperatūros skirtumus (arba gradientus).
Paprastai projektuotojų tikslas yra pasiekti „balansą“ projektuojant, o tai reiškia, kad reikia valdyti apvijų temperatūros gradientą, siekiant užtikrinti, kad viršutinės alyvos temperatūros kilimas ir žemos -įtampos-apvijų temperatūros kilimas, išmatuotas varžos metodu, būtų kuo artimesnis atitinkamoms nurodytoms temperatūros kilimo vertėms. Jei apvijos temperatūros gradientas yra per didelis, reikia riboti viršutinės alyvos temperatūros kilimą, kad jis neviršytų leistinos temperatūros kilimo vertės, išmatuotos varžos metodu. Darant prielaidą, kad pasirinktą alyvos srauto struktūrą lemia kai kurie kiti veiksniai, pagrindinis projektuotojų būdas reguliuoti įvairius alyvos temperatūros kilimus yra reguliuoti horizontalių aušinimo alyvos kanalų kreipiamųjų diafragmų skaičių apvijų konstrukcijoje.
Vidutinis apvijos temperatūros kilimas apskaičiuojamas išmatuojant apvijos varžą ir lyginant ją su apvijos varža, išmatuota esant žinomai aplinkos temperatūrai. Yra daug priežasčių, galinčių sukelti reikšmingus skirtumus tarp kiekvienos apvijos dalies temperatūros kilimo ir vidutinės apvijos temperatūros kilimo. Tačiau kai kuriuos iš šių skirtumų galima tiksliai įvertinti, o kiti turi daug mažesnį įvertinimo tikslumą. Pavyzdžiui, apvijos dalis, esanti geležinės šerdies kolonėlės apačioje, yra šaltoje alyvoje, o apvijos dalis, esanti geležinės šerdies kolonėlės viršuje, yra apsupta karščiausios alyvos. Išmatuoti viršutinės ir apatinės alyvos temperatūros kilimą yra gana paprasta – tai galima pasiekti kuro bako viršuje šalia aušintuvo įleidimo angos ir degalų bako apačioje prie aušintuvo išleidimo angos nustatant termometrus. Vidutinis alyvos temperatūros kilimas bus alyvos temperatūros padidėjimo bako viršuje ir apačioje vidurkis, išmatuotas aukščiau, o vidutinis apvijos temperatūros gradientas iki alyvos yra skirtumas tarp vidutinės alyvos temperatūros kilimo ir vidutinės apvijos temperatūros kilimo, išmatuoto varžos metodu. Tokiu būdu karščiausios apvijos dalies temperatūra susideda iš šių dalių sumos: aplinkos temperatūra; Viršutinė alyvos temperatūros kilimas; Vidutinis apvijos temperatūros gradientas iki alyvos;
Temperatūros vertė (karštosios vietos koeficientas), lygi skirtumui tarp aukščiausios temperatūros ir vidutinės apvijos temperatūros. Matyti, kad minėtų dalių suma yra tokia pati kaip šių dalių suma: aplinkos temperatūra; Apvijos temperatūros kilimas išmatuotas varžos metodu; Pusė temperatūros skirtumo tarp aušintuvo įleidimo ir išleidimo alyvos; Skirtumas tarp maksimalios temperatūros ir vidutinės apvijos temperatūros, kaip aprašyta aukščiau.
Kai kuriais atvejais patogu naudoti pastarąjį temperatūros kilimo verčių rinkinį apvijos karštosios vietos temperatūrai pavaizduoti. Abiem atvejais negalima tiksliai įvertinti galutinės temperatūros skirtumo vertės. Vielos gabalėlių rinkinys, esantis tarp vertikalaus aušinimo alyvos kanalo ir horizontalaus aušinimo alyvos kanalo, kurio kampuose yra keturi laidai, kurių kiekvienas turi du aušinimo paviršius, o kiti laidai turi tik vieną aušinimo paviršių. Be to, nebent aušinimo metodas yra priverstinės alyvos cirkuliacijos kreipiamoji struktūra, šilumos perdavimo virš horizontalaus paviršiaus našumas yra prastas dėl mažo alyvos srauto greičio horizontalioje alyvos kanale, bet ir alyva horizontalioje alyvos kanale paprastai yra daug karštesnė nei vertikalioje alyvos kanale. Be to, dėl skirtingų nuotėkio srauto krypčių sūkurinių srovių nuostoliai įvairiose apvijos vietose labai skiriasi. Laimei, dėl puikaus varinių laidų šilumos laidumo šie skirtumai pasiskirsto tolygiai. Tačiau vertinant karštųjų taškų temperatūros kilimą, negalima ignoruoti skirtumo tarp didžiausio temperatūros kilimo ir vidutinės apvijos temperatūros kilimo.
Daugelį metų žmonės šį temperatūros kilimo skirtumą laikė maždaug 10% vidutinės apvijos temperatūros kilimo į alyvą gradiento. Maksimalus apvijos temperatūros gradientas į alyvą yra 1,1 karto didesnis už vidutinį temperatūros gradientą, o vidutinio galingumo transformatoriams ir dideliems transformatoriams tinkamesnis koeficientas yra 1,3.
Apskaičiuotas gradientas tarp aukščiausios temperatūros ir vidutinės apvijos temperatūros yra tik iliustravimo tikslais. Taikant ODAF aušinimo metodą, dėl gero alyvos srauto greičio vienodumo apvijos viduje, ši vertė gaunama mažesnė. Tiesą sakant, apvijos karšto taško temperatūra abiem aukščiau minėtais atvejais yra tokia pati.
Dėl padidėjusios aplinkos temperatūros ar apkrovos, kai transformatorius veikia karštoje vietoje, aukštesnėje už įprastą senėjimo greitį, transformatoriaus izoliacijos tarnavimo laikas bus didesnis. Šiuos didelius eksploatavimo nuostolius turi kompensuoti transformatoriaus eksploatavimas karštoje vietoje, žemesnėje už įprastą senėjimo greitį, užtikrinant, kad transformatoriaus eksploatavimo trukmė būtų normali per visą veikimo laikotarpį. Tiesą sakant, tik keli transformatoriai veikė pilna apkrova, todėl transformatorių sistema visada buvo geros būklės. Dauguma transformatorių, susijusių su viešosiomis elektros sistemomis, turi dienos apkrovos ciklą, kai ryte ir po pietų yra elektros energijos suvartojimo piko laikotarpiai, o daugelis pramoninių transformatorių turi lengvesnes apkrovas naktį ir savaitgaliais. Tuo tarpu aplinkos temperatūra labai skiriasi priklausomai nuo sezono. Be to, daugelyje šalių, kuriose yra švelnus klimatas, pavyzdžiui, JK, didelė sistemos apkrovos dalis naudojama šildymui, o ši apkrova atsiranda žiemos metu, kai aplinkos temperatūra yra žemesnė, o tai sumažina galimybę, kad faktinė karštųjų taškų temperatūra pasieks aukščiausią teorinę vertę.
