電力油浸式變壓器溫度控制器的作用

變壓器運行時會產(chǎn)生鐵心損耗、繞組銅損耗及其它的附加損耗,當這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量就使變壓器的有關部分溫度升高。由于溫差,損耗所產(chǎn)生的熱量就會散發(fā)到周圍的介質(zhì)中,當產(chǎn)生的熱量與散發(fā)出去的熱量相等時,變壓器各部分的溫度就達到了穩(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。變壓器達到溫升的時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左右才能達到穩(wěn)定溫升。

油浸式變壓器散熱過程是:首先靠傳導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、油浸風冷和強迫油循環(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;油浸風冷是在油浸自冷的基礎上,另外裝幾臺風扇給油箱壁和散熱管吹風,以加強散熱作用;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℃,當溫度高于105℃時,絕緣材料就會很快老化,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,被高電壓擊穿,造成設備故障。因此,在變壓器正常運行時,要隨時監(jiān)測和控制變壓器各部分的溫升,不允許有關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)濟的運行,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:一方面在設計時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,當變壓器因長時間高負荷的運行,使箱內(nèi)油溫過高時,信號接點應正確動作,啟動有關降溫冷卻系統(tǒng),使變壓器油溫下降,系統(tǒng)恢復正常運行2溫度控制器的應用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,同時也適用于其他設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的配套設備。

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,并當溫度達到設定值時啟動、關閉冷卻系統(tǒng)和發(fā)出報警信號,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,并且在技術上采用復合溫度傳感器,其功能在原有的基礎上能同時輸出Rlo熱電阻信號(tPloo是鉑熱電阻的分度號,當鉑電阻的溫度為O℃時,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,實現(xiàn)變壓器頂層油溫的遠距離測量和控制,而且還能輸出和計算機聯(lián)網(wǎng)的標準信號,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,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行,在測量變壓器頂層油溫時,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,具有以下幾個特點:(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大為o一120℃。

(2)表內(nèi)設置了兩組(BWY一802)或三組(BWY一803)大容量微動開關,可由安裝調(diào)試人員根據(jù)變壓器在實際運行中的具體需要來選擇設定溫度值,當變壓器頂層油溫達到該值時,發(fā)出報警信號或啟動有關設備。

(3)所設置的各組微動開關的動作值均能在儀表的全部測量范圍內(nèi)自由設定,設定時只需要手動旋轉(zhuǎn)設定旋鈕就可以進行設定,操作起來簡單、方便、可靠。

(4)控溫器采用復合傳感器技術,在溫包內(nèi)嵌裝鉑電阻,并且配帶數(shù)顯式溫度表后,能實現(xiàn)遠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)動機構(gòu)和顯示系統(tǒng)4部分組成,測量中運用復合傳感技術在溫包內(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、毛細管和溫包組成;另外一組則是由電阻體、引線、絕緣子、保護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,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、毛細管和溫包這三個部分組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)充滿了感溫液體,當被測主變壓器油溫變化時,由于密閉系統(tǒng)內(nèi)感溫液體的“熱脹冷縮”效應,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)生一個相應的位移量,該位移量經(jīng)放大機構(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。當金屬的電阻一溫度函數(shù)關系一旦確定之后,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)的電阻一溫度關系為:且在原有的基礎上運用復合溫度傳感器技術,配套增設了一組溫度遙測裝置,在測量變壓器頂層油溫時,既能輸出一個位移量去驅(qū)動顯示機構(gòu)在就地指示被測溫度值,又能同時輸出一個tP10o鉑電阻信號遠傳到聯(lián)網(wǎng)的微機中,實現(xiàn)遠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管保護套管進人表殼內(nèi)與表內(nèi)接線端子板連接,并通過RVVp3x1.

遠傳電纜將溫度信號遠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,從而實現(xiàn)對變壓器頂層油溫的就地與遠方雙重監(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)顯表是按照標準電阻值進行定度的,而且在儀表內(nèi)部設置了相應的電位器,用于補償外線路的電阻值,使它顯示出來的值與BWY一803、802溫控器的值基本達到一致