干式变压器温控器原理及运行维护
* 来源 : * 作者 : mfxmqh * 发表时间 : 2024-05-10 * 浏览 : 15
来源：发电运行安全屋
现今电力变压器主要有油浸变压器和干式变压器两种。干式变压器由于其安全、难燃防火、无污染、免维护、损耗低、局放小、寿命长等众多优点广泛应用在电厂、发电站、变电站、机场、铁路、智能大厦、智能小区等地方。干式变压器的一个突出优点是它的设计寿命一般在20年以上，而变压器的寿命越长，其综合成本越低。事实上，干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组的安全可靠，而绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。而且，干式变压器的使用年限一般是因为“热寿命”的到期而终结。为了保证干式变压器的运行寿命，必须利用温度控制系统对变压器绕组温度进行监控，并适时进行强迫制冷或预警等保护。机械式温控器一般是膨胀式温控器，它以油包作为传感头，利用热胀冷缩原理作为测温。由于其油包体积大，安装不方便，因而一般只用在油浸变压器上。电子式温控器一般使用热电阻（如Pt100、PTC等）或热电偶等测温元件作为传感器。由于电子式温控器科技含量高、功能齐全、高精度、操作方便，被广泛应用在油浸和干式变压器上。嵌入式温控器一般直接安装在变压器夹件上（不带外壳产品）或内嵌在变压器外壳上；外挂式温控器则挂墙安装（不带外壳产品）或安装在变压器外壳外表面。由于干式变压器运行时会产生大量的热量、低频震动和电磁干扰，这对安装在夹件上或内嵌在外壳里的嵌入式温控器造成很大的影响。众所周知，电子元器件和干式变压器一样存在“热寿命”，嵌入式这种安装方式大大降低了温控器的使用寿命和可靠性。而外挂式温控器由于与该环境相隔离而得到很好的保护。Pt100的测温原理是其测温体的电阻阻值随环境温度的变化而呈近似线性变化，其电阻—温度变化曲线如右图所示：由图中可看出，Pt100铂电阻阻值随温度升高而增大，且基本呈线性变化。温控器就是利用铂电阻的这一特性来实现对变压器进行全程测温的。温控器所显示的温度值就是通过Pt100铂电阻测得的。由于铂电阻的重复性好，阻值与温度值是一一对应的，通过它可测量任何一点的温度值，测量精度一般达0.5级。Pt100的测温方式：可分为两线制、三线制及四线制的接线方式。一般工业控制的温度测量采用三线制。可以抵消由于导线电阻的引入而引起的测温误差。举例说明：放大电路为电桥电路，在产品生产调试时在短线上进行的，而在实际应用中，接入传感线线后，由于传感线都有一定电阻，引起误差。虽然Pt100电阻—温度曲线接近线性，但还不是理想的线性。我公司温控产品通过把0-200℃的Pt100电阻—温度曲线分段成5段，在每一段曲线中用直线拟合曲线，使测温精度更高。PTC正温度系数热敏电阻是TTC-300系列变压器温度控制上使用的另一种温度传感器。PTC热敏电阻是由以钛酸钡为基，通过掺杂多晶陶瓷材料来制造出不同动作温度点的PTC。它的特性与上面所提到的铂电阻不同，PTC的电阻值在动作温度点附近有一个较大的突变，其电阻—温度曲线如下图所示。从曲线上可以看出，在较低温度时PTC电阻值随温度变化不大，当温度上升动作温度时，PTC的电阻值随温度升高几乎呈阶跃式的增高。PTC的测温原理是：通过捕捉PTC电阻的突变点，来判断被测温度是否达到该温度值。因此PTC只能测量一点的温度值，而无法全程测温。我公司产品就利用这一特性对变压器的超温报警和超温跳闸进行控制，并使用西门子—松下电子元件有限公司的产品来保证产品的一致性和质量。温控器通过内部电路采集PTC和Pt100的温度信号，通过逻辑判断来确定是否发出超温报警和超温跳闸信号。通过这双重保护，有效的防止了温控器不动作或误动作现象。如图一所示，变压器绕组(A、B、C)及铁心(D)温度是通过Pt100和PTC采集的。温度的变化引起它们阻值的变化。温控器通过把该阻值转换成电压信号，再通过滤波、A/D转换等电路和一系列算法算出它所反映的温度值，并根据这两路温度信号，一方面通过面板显示其通道号及其温度值；另一方面通过逻辑算法，当该温度超过设定值时，发出相应的控制输出，指令风机启停、报警或跳闸等。用户可通过面板按键设定具体的风机启停、铁心报警等系统参数值。另外，通过系统检测，当传感器故障或温控器内部硬件故障时则发出声光报警及故障信号。
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