電力油浸式變壓器溫度控制器的作用

變壓器運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生鐵心損耗、繞組銅損耗及其它的附加損耗,當(dāng)這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量就使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。由于溫差,損耗所產(chǎn)生的熱量就會(huì)散發(fā)到周圍的介質(zhì)中,當(dāng)產(chǎn)生的熱量與散發(fā)出去的熱量相等時(shí),變壓器各部分的溫度就達(dá)到了穩(wěn)定值。

變壓器中某部分的溫度與周圍冷卻介質(zhì)的溫度之差稱為該部分的溫升。變壓器達(dá)到溫升的時(shí)間因容量的大小和冷卻方式的不同而不同,一般大中型變壓器要經(jīng)過24h左右才能達(dá)到穩(wěn)定溫升。

油浸式變壓器散熱過程是:首先靠傳導(dǎo)作用將繞組和鐵心內(nèi)部的熱量傳到表面,然后通過變壓器油的自然對流不斷地將熱量帶到油箱壁和油管壁,再通過油箱壁和油管壁的傳導(dǎo)作用把熱量從它們的內(nèi)表面?zhèn)鞯酵獗砻?通過輻射和對流作用將熱量散發(fā)到周圍的空氣中。

油浸式變壓器有自冷、油浸風(fēng)冷和強(qiáng)迫油循環(huán)三種,油浸自冷只是依靠油的自然對流將鐵心和線圈的熱量帶走;油浸風(fēng)冷是在油浸自冷的基礎(chǔ)上,另外裝幾臺風(fēng)扇給油箱壁和散熱管吹風(fēng),以加強(qiáng)散熱作用;對于大容量變壓器,為了加快油的流速,使變壓器散熱更快,一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻,即用油泵將變壓器中的熱油抽到變壓器外的冷卻器中冷卻后,再送人變壓器。

油沁式電力變壓器的繞組和鐵心所采用的絕緣材料,最高允許溫度為105℃,當(dāng)溫度高于105℃時(shí),絕緣材料就會(huì)很快老化,而且溫度愈高,絕緣老化愈快,最終使絕緣材料變脆而碎裂,線圈和鐵心失去絕緣層的保護(hù),被高電壓擊穿,造成設(shè)備故障。因此,在變壓器正常運(yùn)行時(shí),要隨時(shí)監(jiān)測和控制變壓器各部分的溫升,不允許有關(guān)部分的溫度超過絕緣材料所允許的溫度。

變壓器的溫升既影響到它的帶負(fù)荷能力又影響它的使用年限,為了保證變壓器安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,必需采取措施來控制和降低變壓器的溫升。主要有以下兩種方法:一方面在設(shè)計(jì)時(shí)盡量提高變壓器的效率,減少損耗;另一方面是提高變壓器的散熱能力,使它更有效地及時(shí)冷卻。針對后一種方法,在變壓器的頂層油箱里安裝上熱電阻測溫元件,當(dāng)變壓器因長時(shí)間高負(fù)荷的運(yùn)行,使箱內(nèi)油溫過高時(shí),信號接點(diǎn)應(yīng)正確動(dòng)作,啟動(dòng)有關(guān)降溫冷卻系統(tǒng),使變壓器油溫下降,系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行2溫度控制器的應(yīng)用2.

油浸式溫度控制器的型號及用途

壓力式溫度指示控制器(簡稱溫控器)主要是以測量和控制1000kVA以上的中大型變壓器油溫為主,同時(shí)也適用于其他設(shè)備的溫度檢測和控制。目前各變壓器中所安裝使用的溫控器主要有五種型號,按照變壓器容量的不同,需要配備不同型號的溫控器和相應(yīng)的配套設(shè)備。

BWY一803、802型壓力式溫度控制器,主要用于測量變壓器頂層油溫,并當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)、關(guān)閉冷卻系統(tǒng)和發(fā)出報(bào)警信號,且適用于容量為1000kVA以上的電力變壓器;BWY一803、802(TH)型溫控器,主要用途與第一種型號的相同,但比較適合于濕熱帶場合;BWY一803、802A(TH)型溫控器,主要用途與第二種型號相同,并且在技術(shù)上采用復(fù)合溫度傳感器,其功能在原有的基礎(chǔ)上能同時(shí)輸出Rlo熱電阻信號(tPloo是鉑熱電阻的分度號,當(dāng)鉑電阻的溫度為O℃時(shí),其電阻值為lon),特別適用于容量為800kVA以上的電力變壓器;XMT數(shù)顯溫控儀主要與BWY一803、802A(TH)配套,實(shí)現(xiàn)變壓器頂層油溫的遠(yuǎn)距離測量和控制,而且還能輸出和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)信號,適用于8000kVA以上的電力變壓器;BWY一803、soZA(TH)/XMT綜合了前幾種的共同功能,并具有變送器的特點(diǎn),適合于容量為8000kVA以上的變壓器以及無人值班的變電站。

為了滿足大型變壓器用戶的要求,保證8000kVA以上的電力變壓器能夠正常運(yùn)行,在測量變壓器頂層油溫時(shí),大多數(shù)情況下都采用BWY一803、802A(TH)型溫控器。這種型號的溫控器與目前國內(nèi)外使用的其它溫控器相比,具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)液體式結(jié)構(gòu),就地指示表刻度呈線形,有效地提高了儀表刻度前三分之一的指示精度,而且還可以將儀表的測量范圍擴(kuò)大為o一120℃。

(2)表內(nèi)設(shè)置了兩組(BWY一802)或三組(BWY一803)大容量微動(dòng)開關(guān),可由安裝調(diào)試人員根據(jù)變壓器在實(shí)際運(yùn)行中的具體需要來選擇設(shè)定溫度值,當(dāng)變壓器頂層油溫達(dá)到該值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號或啟動(dòng)有關(guān)設(shè)備。

(3)所設(shè)置的各組微動(dòng)開關(guān)的動(dòng)作值均能在儀表的全部測量范圍內(nèi)自由設(shè)定,設(shè)定時(shí)只需要手動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)定旋鈕就可以進(jìn)行設(shè)定,操作起來簡單、方便、可靠。

(4)控溫器采用復(fù)合傳感器技術(shù),在溫包內(nèi)嵌裝鉑電阻,并且配帶數(shù)顯式溫度表后,能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離指示和控制變壓器頂層油溫。

(5)在溫控器里裝有隔振彈簧,使儀器具有良好的抗震性,并且?guī)в凶罡咧甘踞?能記錄下被測油溫曾經(jīng)到達(dá)的最高溫度。

溫度控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理

溫控器主要由測量部分、傳遞部分、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和顯示系統(tǒng)4部分組成,測量中運(yùn)用復(fù)合傳感技術(shù)在溫包內(nèi)嵌裝R10鉑電阻,這樣測量部分就分為兩組。

一組是由彈性元件、毛細(xì)管和溫包組成;另外一組則是由電阻體、引線、絕緣子、保護(hù)套管及接線盒等組成,電阻體是用電阻絲繞制在絕緣骨架上制成,并通過引線將熱電阻體線端引到接線盒,以便與外部導(dǎo)線及顯示儀表連接,引線的接法有三線制和四線制,三線制接法在配合電橋電路測量電阻時(shí),可以減小或消除因引線電阻變化所引起的測量誤差。

在由彈性元件、毛細(xì)管和溫包這三個(gè)部分組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)充滿了感溫液體,當(dāng)被測主變壓器油溫變化時(shí),由于密閉系統(tǒng)內(nèi)感溫液體的“熱脹冷縮”效應(yīng),使溫包內(nèi)的液體的體積也隨之呈線性變化,這一感溫液體體積的變化量通過毛細(xì)管傳遞到溫度指示裝置內(nèi)的彈性元件中,使該彈性元件也隨之發(fā)生一個(gè)相應(yīng)的位移量,該位移量經(jīng)放大機(jī)構(gòu)放大后便可以指示被測變壓器的油溫般金屬材料的電阻與溫度關(guān)系并非線性,故a值也隨溫度而變化,另外,。值也受熱電阻材料純度的影響,材料越純,a越大。當(dāng)金屬的電阻一溫度函數(shù)關(guān)系一旦確定之后,就可以通過測量置于被測對象之中并與被測對象達(dá)到熱平衡的熱電阻阻值來求得被測對象的溫度。

目前使用最廣泛的金屬熱電阻材料只有銅和鉑兩種,鉑熱電阻的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,抗氧化性好,測量精度高,在變電所安裝使用的BWY一803、802系列溫控器中,感溫部件的電阻體大多采用鉑熱電阻作為測溫元件。鉑熱電阻在。一630.

74℃范圍內(nèi)的電阻一溫度關(guān)系為:且在原有的基礎(chǔ)上運(yùn)用復(fù)合溫度傳感器技術(shù),配套增設(shè)了一組溫度遙測裝置,在測量變壓器頂層油溫時(shí),既能輸出一個(gè)位移量去驅(qū)動(dòng)顯示機(jī)構(gòu)在就地指示被測溫度值,又能同時(shí)輸出一個(gè)tP10o鉑電阻信號遠(yuǎn)傳到聯(lián)網(wǎng)的微機(jī)中,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙測變壓器油溫的目的。溫度遙測裝置由XMT數(shù)顯溫度器和R10O鉑電阻共同組成,其中R10鉑電阻嵌裝在BWY一803、802A(TH)型溫控器的溫包內(nèi),R10O鉑電阻的引線通過溫控器的毛細(xì)管保護(hù)套管進(jìn)人表殼內(nèi)與表內(nèi)接線端子板連接,并通過RVVp3x1.

遠(yuǎn)傳電纜將溫度信號遠(yuǎn)傳到變電站主控室內(nèi)的XMT數(shù)顯溫度表上。

油浸式變壓器溫度控制器的應(yīng)用

在最近兩年的城農(nóng)網(wǎng)改造中,大多數(shù)變電站新安裝投運(yùn)的電力變壓器上,廣泛采用BWY一803、802型溫控器與XMT數(shù)字顯示溫度表配套使用,從而實(shí)現(xiàn)對變壓器頂層油溫的就地與遠(yuǎn)方雙重監(jiān)視與控制。這種型號的溫控器主要基于一般溫控器的工作原理,并XMT數(shù)字顯示表是目前較為普遍的高精確度新型儀表。由于鉑電阻的電阻值與其本身的溫度呈一定函數(shù)關(guān)系,根據(jù)測得的電阻值就可以知道被測變壓器的油溫。

一般先將溫度變化通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號,然后再送入XMT數(shù)顯表,在數(shù)顯表內(nèi)通過采樣、編碼、傳輸轉(zhuǎn)換,最后經(jīng)譯碼器直接顯示出溫度值。XMT數(shù)顯表是按照標(biāo)準(zhǔn)電阻值進(jìn)行定度的,而且在儀表內(nèi)部設(shè)置了相應(yīng)的電位器,用于補(bǔ)償外線路的電阻值,使它顯示出來的值與BWY一803、802溫控器的值基本達(dá)到一致