淺析電力變壓器用的三種測溫裝置

趙麗敏,徐崇斌,王元明,張國珍

（1.山東電力設備有限公司,濟南 250022；2.山東電工電氣集團有限公司,濟南 250002）

淺析電力變壓器用的三種測溫裝置

趙麗敏1,徐崇斌1,王元明1,張國珍2

（1.山東電力設備有限公司,濟南 250022；2.山東電工電氣集團有限公司,濟南 250002）

溫升過高會使絕緣材料提前老化從而降低絕緣性能，縮短使用壽命，進而影響電力變壓器的效率和正常運行。因此，必須測量變壓器的油頂層溫度和繞組溫度。本文對變壓器常用的三種測溫裝置信號溫度計、繞組溫度計、光纖測溫裝置的功能、優缺點進行了簡要分析、比較。

變壓器；測溫；油面溫度計；繞組溫度計；光纖測溫

1 前言

電力變壓器是電力傳輸中最重要的電氣設備之一，其可靠性對于電力系統的安全運行是非常重要的。當電力變壓器溫升超出國標規定限值時，油浸紙絕緣在80℃—140℃范圍內，熱點溫度每升高6℃絕緣老化率將增加一倍。

變壓器常用的的測溫裝置為：測量變壓器頂層油溫度的油面溫度計、測量繞組平均溫升的繞組溫度計、測量熱點溫度的光纖測溫裝置。

2 變壓器的測溫裝置

2.1 油面溫度計

油面溫度計主要有指示儀表、毛細管、溫包，這三部分組成一個密閉的系統，溫包安裝在與變壓器油溫相同的溫度計座內，溫包內充有感溫液體，當變壓器油溫度變化時，感溫液體的體積也隨之變化，這一體積變化通過毛細管傳遞到指示儀表。在指示儀表內有彈性元件，將體積變化轉變成機械位移，通過機械放大后，帶動儀表指示，標示變壓器的被測點的溫度。同時通過嵌裝在一次儀表內溫度變送器，輸出信號，輸入計算機系統，實現電站管理。油面溫度計的測量范圍在-20℃～120℃，最大誤差一般不大于2.4℃。

圖1 油面溫度計圖示

安裝油面溫度計測量溫度的優點是經濟、簡單，使用油面溫度計可以直接測量頂層油溫度并控制啟動冷卻系統。

若溫度計座安裝位置不合適，如附近有較大的漏磁區，或者溫度計座過高，處于變壓器的頂層死油區，會導致測量結果不準確，不能準確反映變壓器的頂層油溫。有時若溫度計座內充油不合適或者沒有充油也會導致測量不準確。由于大型變壓器一般裝油幾十噸，油的時間常數較大，油面溫度計很難對變壓器負載的快速變化做出反應。

2.2 繞組溫度計

繞組溫度計是利用“熱模擬”原理來進行變壓器繞組溫度測量的，而不是直接測量繞組溫度。即使用油面溫度計測量頂層油溫升T，在此基礎上增加一個繞組對油的溫差，即銅油溫差ΔT，就可以得到對應變壓器繞組平均溫度。銅油溫差與繞組中的損耗和通過的電流大小有關，因此需要通過電流互感器的二次電流加熱儀表的電熱元件得到這一增量，從而得到繞組的溫度。同時通過嵌裝在一次儀表內的溫度變送器，輸出信號，輸入計算機系統，實現電站管理。

繞組溫度計的測量范圍在20℃～160℃，最大誤差一般不大于2.4℃。

圖2 繞組溫度計圖示

使用繞組溫度計測溫繞組溫度的優點是經濟，并且使用繞組溫度計可以直接控制啟動冷卻系統。

由于繞組溫度計是基于變壓器的頂層油溫度來測量的，因此它對變壓器的負載變化也不能做出快速反應。因此繞組溫度計測量溫度有一定的時差性，并且準確性差，不能準確反映變壓器繞組的實際溫度。

2.3 光纖測溫裝置

光纖溫裝置采用的是直接測量法，即在需要測溫部位如繞組靠近導線埋設光纖傳感器，實時測溫，再通過在變壓器油箱上安裝貫通盤，將溫度信號引出至外部主機，然后通過處理,顯示出溫度值和有關系統參數,并同時將溫度信息傳輸到控制室，實時監控變壓器熱點溫度。目前，采用光纖傳感器的變壓器繞組溫度檢測系統在國內外大型電力變壓器上已經得到了廣泛的應用。

圖3 光纖測溫裝置圖示

光纖測溫裝置的優點是可以直接、準確的監測變壓器繞組、鐵芯，絕緣和油面等任意點的溫度，大幅延長變壓器的使用壽命，實時反映被監測對象的溫度變化，安全地提高變壓器的輸送能力。

光纖測溫裝置的缺點是價格相對較高，對變壓器成本有較大影響。

3 結束語

目前，大型變壓器一般在箱蓋兩端安裝2只信號溫度計測量頂層油溫，在一端安裝1只繞組溫度計模擬測量繞組溫度，對變壓器其他部位無法進行溫度測量，并且由于選型、環境溫度變化、溫度