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摘要:绕组温度直接决定变压器的使用寿命,目前,绕组温度表作为主变压器的重要保护装置而得到广泛应用。基于此,文章以深圳供电局某220kV变电站主变压器配用AKM型绕组温度表为例,阐述了其工作原理及其实际应用情况,并结合天气等客观原因对绕组温度表的重要性及校验和改进方法进行了深入分析,并就主变压器绕组温度表今后的发展方向进行了探讨。
关键词:变压器;绕组温度表;绕组温度表校验
中图分类号:TM406
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0057-03
一、概述
对变压器而言,温度每上升6℃寿命就降低一半,每下降6℃寿命即可延长1倍。也就是说,绕组温度对绝缘材料的温度和老化起决定性作用,当绕组温度超过绝缘耐受温度时,可能会导致变压器不能正常工作。因此,准确测量变压器绕组温度显得尤为重要。据统计,目前有95%以上的进口变压器配用了绕组温度表;90%以上的出口变压器配用了绕组温度表。
因此,为了保证变压器和运行设备的安全,提高变压器的使用寿命,220kV及其以上变压器以绕组温度表信号作为预警信号,将是我国变压器运行保护的发展趋势。基于此,笔者结合自身多年的工作经验,以深圳供电局某220kV变电站主变压器配用AKM型绕组温度表为例,对主变压器绕组温度表的重要性、工作原理、具体应用、校验和改进方法及今后的发展方向等方面进行了分析和探讨。希望通过本文,能对主变压器绕组温度表今后的实际应用有一定的指导作用。
二、AKM型绕组温度表概述及其工作原理
(一)绕组温度表概述
绕组温度表是一种适用热模拟测量技术测量电力变压器绕组最热点温度的专用控制仪表,主要由电热元件、温度变送器、变流器、弹性元件、传感导管、感温部件组成。所谓热模拟测量技术,就是根据《油浸式电力变压器负载导则》(GB/T15164-94)计算热点温升,在易测量的变压器顶层油温To基础上,再施加一个变压器负荷电流变化的附加温升△T,由此二者之和T=To+△T即可模拟变压器最热点温度,是一种经济实用的间接测量方法。
BWR-04变压器绕组温度表,具有信号报警、冷却器控制和事故跳闸等多项功能,用户可根据实际需要选择使用。该仪表具有良好的防护性能,抗干扰性强,可靠性高,接线安装方便,在户外条件下能正常工作。同时能将变压器绕组温度表信号远传至控制中心,通过XMT数显仪或计算机系统,实现同步显示、控制变压器绕组温度,确保变压器正常运作。
(二)AKM型绕组温度表工作原理
本文主要以AKM厂家的绕组温度表为例来说明绕组温度表的工作原理,AKM34/35系列温度指示控制器是专为油浸式电力变压器而设计的,采用“热模拟”方式来分别测量变压器油面温度和绕组温度的专用温仪表。它主要由变压器绕组温度表、变流计和数显温度表等部分组成,变压器带上负荷后,工作原理图如图1所示。其中,图中序号1表示电流互感器(CT);序号2表示电流匹配器BL;序号3表示电热元件;序号4表示温度指示指针,序号5表示精密电位器;序号6表示数显表XMT(XST)。

变压器绕组温度表的工作原理:当变压器带上负荷后,绕组温度表中由电流互感器取得与负载成正比的电流,经电流匹配器调整后,通过嵌装在弹性元件内的电热元件产生热量,使弹性元件的位移量增大。因此,在变压器加载后,弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定。这样,变压器绕组温度控制器指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和,反映了被测变压器绕组的最热部位平均温度。
三、正确认识主变压器绕组温度表的重要性
主变压器是输变电系统中的主要设备,而绕组温度是其运行监测过程的重要参数。对变压器而言,绕组温度对绝缘材料的温度和老化起着决定性作用,当绕组温度超过绝缘耐受温度时,可能会导致变压器不能正常工作。因此,为了保障主变压器安全可靠地运行,准确测量变压器的绕组温度,正确认识主变压器绕组温度表的重要性,具有十分重要的意义。
而AKM绕组温度表因具有寿命长、运行可靠、不受外界环境温度影响的优点,无论是从经济角度,还是从环境保护以及技术可行性角度考虑,将其作为预警信号,已逐渐成为我国变压器运行保护的发展趋势。根据我国相关统计数据,90%以上进出口变压器都配备了绕组温度表。由此可见,将变压器配备绕组温度表装置,是增强国产变压器竞争力的现实要求。
四、结合客观原因对绕组温度表进行深入分析
(一)影响主变压器绕组温度表的客观原因
由于变压器绕组温度表在户外紧贴变压器运行,运行过程中要受到天气情况、环境气候、震动霉变等客观因素影响,有时变压器的运行环境会极其恶劣,甚至损坏绝缘层,从而使变压器不能正常运行。因此,选择绕组温度表时,应充分考虑到防水、防霉、抗震动以及天气情况等客观影响因素,从而准确监测出变压器运行的油面温度及绕组温度。
结合以上谈到的客观原因,通过对AKM34/35系列绕组温度表进行深入分析,可知该绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面,并且为全天候的,不论是炎热天气还是寒冷天气,决不损坏。所有部件均由不锈蚀或表面经过防腐蚀处理的材料制成良好的机械测量系统,从而确保了其测量精度。然而,要进一步提高绕组温度的精确性,还必须做好绕组温度表接点整定试验工作以及校验和改进工作。下文主要讨论主变压器AKM型绕组温度表的校验及改进。
(二)绕组温度表的校验方法及改进
为了提高校验的准确度,需要使绕组温度表和绕组温度数显表显示结果保持一致。首先校验单元件的刻度和显示值,然后再进行综合校验,绕组温度表校验示意图如图2所示:

由于受到现场环境限制,这里采取比较简易的校验方法。由上图可知,将标准温度表和被校验温度表分别放在加温的油水中,通过比较两个温度计读数误差的方法进行校验。目前,变压器油温和绕组温度都在0℃-150℃范围内变化,为了校准100℃以上的刻度,现场使用了加热油槽,并配备了Ptl00的标准测温探头和标准测温探头。
(三)绕组温度表的校验流程
第一步:进行绕组温度表刻度及输出接点校验,并记录各点温度值,见表1:

然后,对输出接点的整定点进行校验,并做好相应记录。最后,为了测量出温度随变压器带上的负荷变化规律,需要对变压器电流温升特性进行校验,并对读数进行记录。

第二步:对变流器、温度计、数显温度表进行综合校验。校验过程中,首先按照综合校验原理接线图将设备连接好;然后计算变压器额定负荷时绕组二次电流值Ip,并选取变压器温升△T为,23℃;再确定变流器输出电流IS,并选择变流器抽头;最后进行校验与调整。通过调整,保证了温度计指示值基本一致,同时也验证了绕组温度变化规律的正确性。
五、主变压器绕组温度表的发展方向
由于用绕组温度表来测量主变压器的绕组温度,能准确进行测量,且经济稳定,能保障变压器安全可靠地运行,在未来将继续得到广泛的应用。结合以上实例分析可知AKM系列绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面,且为全天候的,无论炎热还是寒冷天气,决不损坏,能确保其测量精。因此,220kV变压器配备AKM型绕组温度表将会得到广泛的应用。
总之,随着对变压器运行安全性要求的不断提高,把绕组测温装置作为变压器运行的监控装置,今后在全国范围内不断普及变压器配备绕组的应用,将是大势所趋。但是为了节约成本,解决现场显示温度和后台显示不一致、绕阻温度计变送器烧损等常见故障问题,在以后的实际工作中,对于绕组温度表的校验和改进方法等内容,还有待进一步深入研究。
六、结语
综上所述,结合深圳供电局某220kV变电站主变压器配备AKM绕组温度表的具体使用情况,实践证明,将绕组温度表作为变压器运行的监控装置是完全可以实现的。考虑天气等客观因素的影响,变压器测温装置需要考虑到防水、防霉、抗震动等的户外设备运行的特殊要求,而220kV变压器配备AKM型绕组温度表恰能较好地满足此需求,因此,未来它将继续得到广泛应用。
参考文献
[1]雷雨芽.变电站绕组温度表的应用和整定[J]贵州电力
技术,2009,(7).
[2]袁再鸣.变压器绕组温度表的校验方法[J].贵州电力技术,
2009,(1).
[3]陈培伟,陈涛.变压器绕组温度表的原理及其应用[J].华
电技术,2008,(10).
[4]俞立凡,李慧蓉.变压器绕组温度表异常的原因及改进建
议[J]变压器,2007,(11).
[5]谢崇宇,刘翔宇.变压器用绕组温控仪原理及应用[J].四
川电力技术,2010,(2).
[6]季松.AKM型绕组温度指示器的简介及调整[J].河南电
力,2001,(1).
[7]毛一之,王秀春,韩鹏.应用绕组测温装置测量变压器绕
组温度的必要性和可行性分析[J].变压器,2004,(9).
[8]毛长春,李胜春,盛毅.主变测温表计校验及改进方法[J].
湖南电力,2010,(2).
责任编辑 赵秀娟
关键词:变压器;绕组温度表;绕组温度表校验
中图分类号:TM406
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0057-03
一、概述
对变压器而言,温度每上升6℃寿命就降低一半,每下降6℃寿命即可延长1倍。也就是说,绕组温度对绝缘材料的温度和老化起决定性作用,当绕组温度超过绝缘耐受温度时,可能会导致变压器不能正常工作。因此,准确测量变压器绕组温度显得尤为重要。据统计,目前有95%以上的进口变压器配用了绕组温度表;90%以上的出口变压器配用了绕组温度表。
因此,为了保证变压器和运行设备的安全,提高变压器的使用寿命,220kV及其以上变压器以绕组温度表信号作为预警信号,将是我国变压器运行保护的发展趋势。基于此,笔者结合自身多年的工作经验,以深圳供电局某220kV变电站主变压器配用AKM型绕组温度表为例,对主变压器绕组温度表的重要性、工作原理、具体应用、校验和改进方法及今后的发展方向等方面进行了分析和探讨。希望通过本文,能对主变压器绕组温度表今后的实际应用有一定的指导作用。
二、AKM型绕组温度表概述及其工作原理
(一)绕组温度表概述
绕组温度表是一种适用热模拟测量技术测量电力变压器绕组最热点温度的专用控制仪表,主要由电热元件、温度变送器、变流器、弹性元件、传感导管、感温部件组成。所谓热模拟测量技术,就是根据《油浸式电力变压器负载导则》(GB/T15164-94)计算热点温升,在易测量的变压器顶层油温To基础上,再施加一个变压器负荷电流变化的附加温升△T,由此二者之和T=To+△T即可模拟变压器最热点温度,是一种经济实用的间接测量方法。
BWR-04变压器绕组温度表,具有信号报警、冷却器控制和事故跳闸等多项功能,用户可根据实际需要选择使用。该仪表具有良好的防护性能,抗干扰性强,可靠性高,接线安装方便,在户外条件下能正常工作。同时能将变压器绕组温度表信号远传至控制中心,通过XMT数显仪或计算机系统,实现同步显示、控制变压器绕组温度,确保变压器正常运作。
(二)AKM型绕组温度表工作原理
本文主要以AKM厂家的绕组温度表为例来说明绕组温度表的工作原理,AKM34/35系列温度指示控制器是专为油浸式电力变压器而设计的,采用“热模拟”方式来分别测量变压器油面温度和绕组温度的专用温仪表。它主要由变压器绕组温度表、变流计和数显温度表等部分组成,变压器带上负荷后,工作原理图如图1所示。其中,图中序号1表示电流互感器(CT);序号2表示电流匹配器BL;序号3表示电热元件;序号4表示温度指示指针,序号5表示精密电位器;序号6表示数显表XMT(XST)。

变压器绕组温度表的工作原理:当变压器带上负荷后,绕组温度表中由电流互感器取得与负载成正比的电流,经电流匹配器调整后,通过嵌装在弹性元件内的电热元件产生热量,使弹性元件的位移量增大。因此,在变压器加载后,弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定。这样,变压器绕组温度控制器指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和,反映了被测变压器绕组的最热部位平均温度。
三、正确认识主变压器绕组温度表的重要性
主变压器是输变电系统中的主要设备,而绕组温度是其运行监测过程的重要参数。对变压器而言,绕组温度对绝缘材料的温度和老化起着决定性作用,当绕组温度超过绝缘耐受温度时,可能会导致变压器不能正常工作。因此,为了保障主变压器安全可靠地运行,准确测量变压器的绕组温度,正确认识主变压器绕组温度表的重要性,具有十分重要的意义。
而AKM绕组温度表因具有寿命长、运行可靠、不受外界环境温度影响的优点,无论是从经济角度,还是从环境保护以及技术可行性角度考虑,将其作为预警信号,已逐渐成为我国变压器运行保护的发展趋势。根据我国相关统计数据,90%以上进出口变压器都配备了绕组温度表。由此可见,将变压器配备绕组温度表装置,是增强国产变压器竞争力的现实要求。
四、结合客观原因对绕组温度表进行深入分析
(一)影响主变压器绕组温度表的客观原因
由于变压器绕组温度表在户外紧贴变压器运行,运行过程中要受到天气情况、环境气候、震动霉变等客观因素影响,有时变压器的运行环境会极其恶劣,甚至损坏绝缘层,从而使变压器不能正常运行。因此,选择绕组温度表时,应充分考虑到防水、防霉、抗震动以及天气情况等客观影响因素,从而准确监测出变压器运行的油面温度及绕组温度。
结合以上谈到的客观原因,通过对AKM34/35系列绕组温度表进行深入分析,可知该绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面,并且为全天候的,不论是炎热天气还是寒冷天气,决不损坏。所有部件均由不锈蚀或表面经过防腐蚀处理的材料制成良好的机械测量系统,从而确保了其测量精度。然而,要进一步提高绕组温度的精确性,还必须做好绕组温度表接点整定试验工作以及校验和改进工作。下文主要讨论主变压器AKM型绕组温度表的校验及改进。
(二)绕组温度表的校验方法及改进
为了提高校验的准确度,需要使绕组温度表和绕组温度数显表显示结果保持一致。首先校验单元件的刻度和显示值,然后再进行综合校验,绕组温度表校验示意图如图2所示:

由于受到现场环境限制,这里采取比较简易的校验方法。由上图可知,将标准温度表和被校验温度表分别放在加温的油水中,通过比较两个温度计读数误差的方法进行校验。目前,变压器油温和绕组温度都在0℃-150℃范围内变化,为了校准100℃以上的刻度,现场使用了加热油槽,并配备了Ptl00的标准测温探头和标准测温探头。
(三)绕组温度表的校验流程
第一步:进行绕组温度表刻度及输出接点校验,并记录各点温度值,见表1:

然后,对输出接点的整定点进行校验,并做好相应记录。最后,为了测量出温度随变压器带上的负荷变化规律,需要对变压器电流温升特性进行校验,并对读数进行记录。

第二步:对变流器、温度计、数显温度表进行综合校验。校验过程中,首先按照综合校验原理接线图将设备连接好;然后计算变压器额定负荷时绕组二次电流值Ip,并选取变压器温升△T为,23℃;再确定变流器输出电流IS,并选择变流器抽头;最后进行校验与调整。通过调整,保证了温度计指示值基本一致,同时也验证了绕组温度变化规律的正确性。
五、主变压器绕组温度表的发展方向
由于用绕组温度表来测量主变压器的绕组温度,能准确进行测量,且经济稳定,能保障变压器安全可靠地运行,在未来将继续得到广泛的应用。结合以上实例分析可知AKM系列绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面,且为全天候的,无论炎热还是寒冷天气,决不损坏,能确保其测量精。因此,220kV变压器配备AKM型绕组温度表将会得到广泛的应用。
总之,随着对变压器运行安全性要求的不断提高,把绕组测温装置作为变压器运行的监控装置,今后在全国范围内不断普及变压器配备绕组的应用,将是大势所趋。但是为了节约成本,解决现场显示温度和后台显示不一致、绕阻温度计变送器烧损等常见故障问题,在以后的实际工作中,对于绕组温度表的校验和改进方法等内容,还有待进一步深入研究。
六、结语
综上所述,结合深圳供电局某220kV变电站主变压器配备AKM绕组温度表的具体使用情况,实践证明,将绕组温度表作为变压器运行的监控装置是完全可以实现的。考虑天气等客观因素的影响,变压器测温装置需要考虑到防水、防霉、抗震动等的户外设备运行的特殊要求,而220kV变压器配备AKM型绕组温度表恰能较好地满足此需求,因此,未来它将继续得到广泛应用。
参考文献
[1]雷雨芽.变电站绕组温度表的应用和整定[J]贵州电力
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[2]袁再鸣.变压器绕组温度表的校验方法[J].贵州电力技术,
2009,(1).
[3]陈培伟,陈涛.变压器绕组温度表的原理及其应用[J].华
电技术,2008,(10).
[4]俞立凡,李慧蓉.变压器绕组温度表异常的原因及改进建
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[5]谢崇宇,刘翔宇.变压器用绕组温控仪原理及应用[J].四
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[6]季松.AKM型绕组温度指示器的简介及调整[J].河南电
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[7]毛一之,王秀春,韩鹏.应用绕组测温装置测量变压器绕
组温度的必要性和可行性分析[J].变压器,2004,(9).
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湖南电力,2010,(2).
责任编辑 赵秀娟