集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法研究與實(shí)現(xiàn)

李毅勇　張黎

摘要：繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)是試驗(yàn)室繞組溫度控制器校驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)。為了改善校驗(yàn)方法，在分析了目前試驗(yàn)室進(jìn)行熱模擬量疊加時(shí)的復(fù)雜接線后，通過(guò)初步設(shè)計(jì)，研究新型檢驗(yàn)方法。與傳統(tǒng)校檢驗(yàn)方法相比，該新型檢驗(yàn)方法能夠有效保證回路的安全性，通過(guò)仿真驗(yàn)證了其檢驗(yàn)時(shí)的優(yōu)越性，實(shí)驗(yàn)證明了其可行性。

關(guān)鍵詞：集成式繞組溫度控制器；熱模擬檢驗(yàn)；檢驗(yàn)方法；集成；仿真 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM406 文章編號(hào)：1009-2374（2015）10-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0883

繞組溫度控制器作為監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度的專(zhuān)用儀表，其準(zhǔn)確性關(guān)系變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行，繞組溫度對(duì)絕緣材料的老化又起著決定作用。因此，準(zhǔn)確測(cè)量變壓器繞組溫度，準(zhǔn)確進(jìn)行繞組溫度控制器的校驗(yàn)顯得尤為重要。近年來(lái)，隨著變電站的增多，繞組溫度控制器的校驗(yàn)頻率增高，傳統(tǒng)的熱模擬檢驗(yàn)方法由于接線復(fù)雜、耗時(shí)冗長(zhǎng)、粗大誤差較明顯等方面的原因，已無(wú)法滿(mǎn)足目前試驗(yàn)室的校驗(yàn)需求。因此，研究提高檢驗(yàn)的可靠性，方便性與精密性，將繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)回路集成成為關(guān)鍵問(wèn)題。本文從改善傳統(tǒng)的熱模擬檢驗(yàn)方法的弊端出發(fā)，對(duì)檢驗(yàn)回路進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并集成為高精度、高性能的檢驗(yàn)專(zhuān)用接線盒，通過(guò)不斷改進(jìn)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了新型繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法。

1 繞組溫度控制器的熱模擬檢驗(yàn)原理

1.1 壓力式繞組溫度控制器測(cè)溫系統(tǒng)及原理

目前應(yīng)用于變電站最為廣泛的溫度計(jì)為壓力式溫度計(jì)，基于裝入密閉容器內(nèi)的感溫介質(zhì)的壓力隨溫度變化而改變的原理來(lái)測(cè)溫。而壓力式繞組溫度控制器的測(cè)溫系統(tǒng)由彈性元件、傳感導(dǎo)管、感溫部件、電熱元件、溫度變送器、一體化變流器和數(shù)字顯示儀組成。

溫包插入變壓器油箱內(nèi)，當(dāng)變壓器負(fù)荷為0時(shí)，為變壓器油的溫度，當(dāng)變壓器帶上負(fù)荷后，通過(guò)變壓器電流互感器取出的與負(fù)荷成正比的電流，經(jīng)變流器調(diào)整后流經(jīng)嵌裝在波紋管內(nèi)的電熱元件，電熱元件產(chǎn)生的熱量，使彈性元件位移量增大，指示溫度反映出線圈

溫度。

1.2 熱模擬檢驗(yàn)原理

熱模擬檢驗(yàn)是模擬變壓器帶上負(fù)荷后的溫升試驗(yàn)。利用油溫疊加繞組對(duì)變壓器油溫差值的方法，當(dāng)附加溫升和銅油溫差相等時(shí)，即可間接獲得變壓器繞組溫度。在測(cè)溫過(guò)程中，電熱元件通過(guò)匹配器及變壓器（TA）二次側(cè)負(fù)載情況變化而補(bǔ)償不同的銅油溫差。繞組溫度T1為變壓器頂層油溫T0與變壓器銅油溫差△T之和，即T1=T0+△T。在變流器輸入模擬交流電流回路中串接入交流電流表A1，測(cè)量電流互感器CT二次額定電流IP，在變流器可調(diào)端串接入交流電流表A2測(cè)量IS。調(diào)節(jié)電壓，使輸入電流的交流電流表A1顯示值等于獲得的變壓器電流互感器CT二次額定電流IP；再調(diào)整變流器中分流器，使電流表A2的顯示值等于獲得的IS的值。

2 傳統(tǒng)繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法弊端分析

在實(shí)際校驗(yàn)過(guò)程中，傳統(tǒng)繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法存在諸多弊端：

2.1 電流表接反

IS整定時(shí)，我們通常在電流回路中分別接入0.5級(jí)（0～10）A和0.2級(jí)（0～5）A交流電流表各一塊，用于監(jiān)測(cè)一次電流和二次電流，由于量程、用途不一致，會(huì)有接錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 耗時(shí)冗長(zhǎng)

由于繞組溫度控制器廠家不同，不同型號(hào)的儀表接線各不相同，導(dǎo)致接線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響校驗(yàn)。

2.3 損壞儀表

由于接線復(fù)雜還可能導(dǎo)致接線混亂、接線錯(cuò)誤，稍有不慎會(huì)損壞繞組溫度控制器，導(dǎo)致不安全情況發(fā)生。

2.4 整定錯(cuò)誤

由于班組員工技術(shù)水平參差不齊，對(duì)不同型號(hào)繞組溫度控制器熱模擬回路理解不透徹，接線時(shí)弄混兩塊交流電流表的功能，導(dǎo)致校驗(yàn)時(shí)整定錯(cuò)誤。

3 新型集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法構(gòu)型

針對(duì)傳統(tǒng)繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法存在的校驗(yàn)時(shí)接線的復(fù)雜性、時(shí)間的冗長(zhǎng)性等種種弊端，本文提出采用集成的手法，通過(guò)分析熱模擬回路，使接線集中于一點(diǎn)，避免接線混亂，制作專(zhuān)用接線盒，提高熱模擬檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率，形成集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法。

構(gòu)型主線：首先，本文克服了不同類(lèi)型的表計(jì)接線不同的問(wèn)題，將含內(nèi)置匹配器的繞組溫度控制器和外置匹配器的繞組溫度控制器這兩種類(lèi)型的熱模擬檢驗(yàn)接線進(jìn)行了集成，這樣在校驗(yàn)時(shí)就可根據(jù)不同情況的表計(jì)選擇合適的校驗(yàn)接口進(jìn)行接線。其次，本文采用兩塊數(shù)字型0.2級(jí)（0～5）A交流電流表及一塊0.2級(jí)（0～220）V電壓表，分別對(duì)IP、IS及工作電壓進(jìn)行顯示采集，將模擬電流、電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過(guò)二進(jìn)制編碼進(jìn)行顯示，直觀清晰。最后，本文還增加了兩塊交流電流表的校驗(yàn)接口，可隨時(shí)通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電流表準(zhǔn)確性的檢測(cè)。當(dāng)然，在面板上我們不僅做出明顯標(biāo)注，還增加了總電源空氣開(kāi)關(guān)，提高該集成模塊的安全性。

構(gòu)型完成后，制作新型檢驗(yàn)方法所需校驗(yàn)儀，根據(jù)構(gòu)型需要，該校驗(yàn)儀面板布局為：校驗(yàn)儀外接電源接口1個(gè)，總電源空開(kāi)1個(gè)，數(shù)字型交流表2塊，數(shù)字型電壓表1塊，校驗(yàn)接口分為四個(gè)大版塊，包括數(shù)字型交流電流表校驗(yàn)接口共4個(gè)、0～5A恒流源接口2個(gè)、含內(nèi)置匹配器的繞組溫度控制器的熱模擬校驗(yàn)接口3個(gè)以及外置匹配器的繞組溫度控制器熱模擬校驗(yàn)接口5個(gè)。

4 實(shí)際測(cè)試

下面介紹傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法和新型檢驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)校驗(yàn)編號(hào)為2010.10.10246.12，大連金州產(chǎn)的BWR-04BJ（TH）變壓器繞組溫度控制器的不同測(cè)試結(jié)果：設(shè)銅油溫差△T=20℃，二次額定電流IP=3.5A，調(diào)節(jié)電壓，使輸入電流的交流電流表A1顯示獲得的變壓器電流互感器CT二次額定電流IP；根據(jù)說(shuō)明書(shū)計(jì)算選擇變流器合適檔位。傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法測(cè)試結(jié)果：接線耗時(shí)10分鐘，接線錯(cuò)誤率60%，讀數(shù)為人工估讀IP=3.32A，IS=0.98A，而集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法測(cè)試結(jié)果：接線耗時(shí)2分鐘，接線錯(cuò)誤率0%，讀數(shù)為看表直接記數(shù)IP=3.249A，IS=1.071A。

由測(cè)試結(jié)果可以看出：相較于傳統(tǒng)檢修方法，集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法只需按接線盒提示接線，有效提高了工作效率，同時(shí)不需要進(jìn)行人工估讀，數(shù)字表提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還使裝置接線簡(jiǎn)便、安全可靠、便于攜帶。

5 結(jié)語(yǔ)

繞組溫度控制器的校驗(yàn)在日常工作中越來(lái)越頻繁，建立一個(gè)集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗(yàn)方法對(duì)該項(xiàng)工作起到了重要作用。本文研究的新型檢驗(yàn)方法與傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法相比，新型檢驗(yàn)方法能夠有效降低接線錯(cuò)誤率，提高工作效率，減少表計(jì)損耗，并適用于大多數(shù)繞組溫度控制器，適用性強(qiáng)，能夠很好地運(yùn)用于繞組溫度控制器的校驗(yàn)中。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：李毅勇（1972-），男，云南昆明人，云南電網(wǎng)公司昆明供電局技師，研究方向：熱工儀表；張黎

（1988-），女，云南昆明人，云南電網(wǎng)公司昆明供電局助理工程師，研究方向：熱工儀表。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）