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变压器绕组温控器检测问题分析,一文搞懂温控问题!

2018-03-12 16:45:12 德州信平电子有限公司 阅读

绕组温控器工作原理

变压器绕组发热是由变压器负载损耗产生的,由负载损耗 P = I2R公式可知,绕组发热与变压器电流平方成正比。由于变压器绕组是浸在绝缘油中,因此绕组温控器是在一个油面温控器基础上,又配备了一套电流匹配器和一个加热元件组成的热模拟温升装置,通过变压器专用变比端口提供和一次侧电流成正比的二次侧绕组工作电流,使加热元件发热,产生气体膨涨使仪表指针在原油温基础上产生位移,来间接达到测量变压器内绕组温度的目的。

现场安装需注意的问题

变压器绕组温控器温包插在变压器油箱顶层的油孔内,当变压器负荷为零时,绕组不发热,绕组温控器读数为变压器油的温度(相当于油面温控器测量的温度)。当变压器带负荷后,电流互感器输出与负荷成正比的电流,经电流匹配器调整后流经电热元件,使电热元件发热。电热元件所产生的热量,使弹性元件位移量增大,近似等于变压器被测绕组对油的温升,故绕组温控器指示温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和。

目前,变压器绕组温控器普遍采用2种结构:一种是将加热元件放置在温控器表头内部,通过将附加温升传递到温升专用弹簧管上带动指针产生位移;另一种是将加热元件放置在温控器感温包内部,其附加温升与温包产生的温度值一同经过毛细管传递到同一个弹簧管上带动指针产生位移。对于第一种类型绕组温度计而言,由于加热元件位于温度计测温探头之内,而温包在变压器上安装时是装在套筒内部的,油循环带不走加热元件的热量,同时加热元件在变压器内部,受环境影响因素较小,在安装时无特殊要求;第二种类型绕组温度计,由于加热元件位于表头指针下面的表壳内,受环境影响因素比较大,在冬天因缺乏放散热保护而达不到准确模拟绕组温升的目的,因此在现场安装时应该对仪表箱采取一定保温措施,如加装伴热等。

实验室检测中需注意的问题

根据 JB/T 8450—2005《变压器用绕组温控器》 机械行业标准规定,绕组温度计热模拟实验室校准方法是:根据温控器接线图,连接好实验线路,将温包插入注满变压器油恒温槽内(温控器探头浸没线低于液面),一般恒温槽温度定在 60℃,等仪表示值稳定后得到 t 1。根据变压器厂家提供的变压器在满负荷 CT 二次电流 Ip 和绕组温升值 ΔT,从绕组温控器产品说明书查得绕组温控器工作电流和档位。线路连接正确后接通电源,运行 45 min 后得到仪表示值 t 2 ,t 1 与 t 2 差值即为实际温升值。经过不断调节绕组温控器工作电流, 使实际温升值无限接近给定的绕组的温升值ΔT,实际温升值与绕组温升值 ΔT 差值小于仪表允许误差即为仪表绕组温升调试合格。从中不难看出,实验室校准温升值是模拟变压器满负荷运载的工况下绕组线圈的实际温度,其温升曲线如图 1 所示。

变压器绕组温控器检测问题分析,一文搞懂温控问题!

在实际应用中,为保障变压器安全运行及温控器拆装方便,变压器在温控器预留口自带套筒,只需加注变压器油,安装温控器即可。实际安装时,温控器都加装套筒。但在实验室检测时,温控器感温包直接浸泡在恒温槽内,这就使加热元件位于温度计测温探头之内的温控器加热元件热量随油循环而散失,无法准确反映实际温升值。实验室测试用带复合传感器绕组温控器型号规格见表 1。

变压器绕组温控器检测问题分析,一文搞懂温控问题!

两块绕组温控器在加装套筒前后模拟温升值对比见表 2。

变压器绕组温控器检测问题分析,一文搞懂温控问题!

由实验数据可以看出,加装套筒前后所得温升值相差 5 ℃。实验室在不加套筒情况下,做出的模拟温升值比现场实际工作时变压器绕组温度高 5 ℃左右,不符合绕组温控器等级要求。在实验室绕组温控器检测中,对模拟温升值的调试应加装套筒,因此加热元件位于测温探头内绕组温控器更符合实际工作要求,建议使用。

结束语

通过改进实验室绕组温控器检测方法,使检测结果更符合现场实际,提高了绕组温控器在现场实际测量的准确性。

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