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【探討】變壓器繞組溫控器檢測問題

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繞組溫控器工作原理

變壓器繞組發熱是由變壓器負載損耗產生的,由負載損耗 P = I2R公式可知,繞組發熱與變壓器電流平方成正比。由于變壓器繞組是浸在絕緣油中,因此繞組溫控器是在一個油面溫控器基礎上,又配備了一套電流匹配器和一個加熱元件組成的熱模擬溫升裝置,通過變壓器專用變比端口提供和一次側電流成正比的二次側繞組工作電流,使加熱元件發熱,產生氣體膨漲使儀表指針在原油溫基礎上產生位移,來間接達到測量變壓器內繞組溫度的目的。

現場安裝需注意的問題

變壓器繞組溫控器溫包插在變壓器油箱頂層的油孔內,當變壓器負荷為零時,繞組不發熱,繞組溫控器讀數為變壓器油的溫度(相當于油面溫控器測量的溫度)。當變壓器帶負荷后,電流互感器輸出與負荷成正比的電流,經電流匹配器調整后流經電熱元件,使電熱元件發熱。電熱元件所產生的熱量,使彈性元件位移量增大,近似等于變壓器被測繞組對油的溫升,故繞組溫控器指示溫度是變壓器頂層油溫與繞組對油的溫升之和。

目前,變壓器繞組溫控器普遍采用2種結構:一種是將加熱元件放置在溫控器表頭內部,通過將附加溫升傳遞到溫升專用彈簧管上帶動指針產生位移;另一種是將加熱元件放置在溫控器感溫包內部,其附加溫升與溫包產生的溫度值一同經過毛細管傳遞到同一個彈簧管上帶動指針產生位移。對于第一種類型繞組溫度計而言,由于加熱元件位于溫度計測溫探頭之內,而溫包在變壓器上安裝時是裝在套筒內部的,油循環帶不走加熱元件的熱量,同時加熱元件在變壓器內部,受環境影響因素較小,在安裝時無特殊要求;第二種類型繞組溫度計,由于加熱元件位于表頭指針下面的表殼內,受環境影響因素比較大,在冬天因缺乏放散熱?;ざ鋝壞階既紡D餿譜槲律哪康?,因此在現場安裝時應該對儀表箱采取一定保溫措施,如加裝伴熱等。

實驗室檢測中需注意的問題

根據 JB/T 8450—2005《變壓器用繞組溫控器》 機械行業標準規定,繞組溫度計熱模擬實驗室校準方法是:根據溫控器接線圖,連接好實驗線路,將溫包插入注滿變壓器油恒溫槽內(溫控器探頭浸沒線低于液面),一般恒溫槽溫度定在 60℃,等儀表示值穩定后得到 t 1。根據變壓器廠家提供的變壓器在滿負荷 CT 二次電流 Ip 和繞組溫升值 ΔT,從繞組溫控器產品說明書查得繞組溫控器工作電流和檔位。線路連接正確后接通電源,運行 45 min 后得到儀表示值 t 2 ,t 1 與 t 2 差值即為實際溫升值。經過不斷調節繞組溫控器工作電流, 使實際溫升值無限接近給定的繞組的溫升值ΔT,實際溫升值與繞組溫升值 ΔT 差值小于儀表允許誤差即為儀表繞組溫升調試合格。從中不難看出,實驗室校準溫升值是模擬變壓器滿負荷運載的工況下繞組線圈的實際溫度,其溫升曲線如圖 1 所示。

在實際應用中,為保障變壓器安全運行及溫控器拆裝方便,變壓器在溫控器預留口自帶套筒,只需加注變壓器油,安裝溫控器即可。實際安裝時,溫控器都加裝套筒。但在實驗室檢測時,溫控器感溫包直接浸泡在恒溫槽內,這就使加熱元件位于溫度計測溫探頭之內的溫控器加熱元件熱量隨油循環而散失,無法準確反映實際溫升值。實驗室測試用帶復合傳感器繞組溫控器型號規格見表 1。

兩塊繞組溫控器在加裝套筒前后模擬溫升值對比見表 2。

由實驗數據可以看出,加裝套筒前后所得溫升值相差 5 ℃。實驗室在不加套筒情況下,做出的模擬溫升值比現場實際工作時變壓器繞組溫度高 5 ℃左右,不符合繞組溫控器等級要求。在實驗室繞組溫控器檢測中,對模擬溫升值的調試應加裝套筒,因此加熱元件位于測溫探頭內繞組溫控器更符合實際工作要求,建議使用。

結束語

通過改進實驗室繞組溫控器檢測方法,使檢測結果更符合現場實際,提高了繞組溫控器在現場實際測量的準確性。

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