变压器温度计相关知识
变压器温度计相关知识
由于变压器的使用寿命取决于它的绕组温度，绕组温度对绝缘材料起着决定性的作用。DL／T 572—1995《电力变压器运行规程》规定变压器的上层油温，一般不得超过95℃。上层油温如果超过95℃，变压器绕组的温度就要超过绕组绝缘物的耐热强度，从而加速绝缘物的老化。故变压器运行中，一般规定了85℃这个上层油温的界限。
为防止变压器油温过高，加速变压器的老化。故变压器一般安装温度计，油面温度计用来测量变压器油箱上层油温，监视变压器运行状态是否正常。
早期变压器一般只安装一只温度计，最近几年变压器油面温度计一般安装两只，主要对于容量较大的变压器，油箱内空间较大，变压器的发热和散热也是不均匀的，在变压器内不同的区域，温度相差可能较大，为了安全起见，需要较准确地测出变压器的油温，所以有时在变压器的长轴两端各设个信号温度计来检测其油温，以确保变压器更安全地运行。这样也可当其中一只温度计故障，由于一时无法安排停电处理，而无法监测变压器的油面温度。
这一年随着绕组温度计技术成熟，更在在1110kV安装绕组温度计，直接监测绕组温度计。
一、温度计的原理
变压器温度计是用来测量油箱里面上层油温的，起到监视电力变压器是否正常运行的作用。温度计按变压器容量大小可分为水银温度计、压力式（信号）温度计、电阻温度计三种测温方法。
通常800kVA以下的电力变压器箱盖上设有水银温度计座。当欲以水银温度计测量油面温度时，旋开水银温度计水银温度计是膨胀式温度计的一种，水银的冰点是:-38.87℃,沸点是:356.7℃,用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度，它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅比较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。使用水银温度计时应注意以下几点：座上的盖子(运输时防雨用的)在座内注满变压器油，将水银温度计插入进行测量。
1、水银温度计是膨胀式温度计的一种，水银的冰点是:-38.87℃,沸点是:356.7
℃,用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度，它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅比较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。
2、压力式（信号）温度计(如WTZK-02)主要有压力包（弹性元件为波纹管）、毛细管、温包组成。当压力式温度计量安装于变压器测温点后，温包整个浸于被测变压器油中。当被测变压器油温度发生变化时，温包内介质体积随之线性变化。这个体积增量通过毛细管的传递使波纹管产生一个相对应的线性位移量。这个位移量经机构放大后便可指示被测变压器的油温并驱动微动开关输出电信号。由于压力式仪表不适合信号远传所以一般另配一只电阻温度计。一般设定第一上限55℃第二上限80℃
3、电阻温度计根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计。它的测量范围为-260℃至600℃左右。其优点测温准确度高，信号便于传送。现在电阻温度计热电阻普遍采用Pt100，温度变送器采用三相制引接方式连接Pt100，把电阻信号转换成标准信号（0～5V,0～10Ma,4～20mA),送计算机进行远程控制。现在变压器普遍采用热电阻电阻温度计，如WTZK-03
二、主变油面温度计
温度计有两支指针，有实时温度测量的黑色指针，还有指示最高温度的红色指针，红色指针在仪表透镜上与调节钮连接在一起。红色指针为黑色指针走过的历史最高温度；
当温度上升时，黑色指针会推动红色指针，并将其推到最高温度的指示位，当黑色指示针返回的时候它不返回。我们可通过红色指针的读数，得知黑色指针走过的历史最高温度（显示该温度计所达到的最高温度。）；
故主变压投运前，应先对指针复位调节时，先旋动大调节钮使红色指针与黑色指针的右侧对齐。
主面油面温度计大指针下方还会有小指针，一般有三个指针K1、K2、K3，分别用于启动及停止风机、油温过高告警、超温跳闸等信号值。
标准设定点 K1=55℃K2=65℃ K3=80℃。
三、变压器油温规定
一般在负载电流大于2/3额定电流或者顶层油温达到65℃时应投入风扇电机，当低于1/2额定电流或者低于50℃时应切除风扇电机。厂家有特殊要求的按出厂技术文件要求执行
按照省公司非电量保护规定：油温报警温度：强油循环风冷（OFAF）和强油导向油循环风冷（ODAF）的变压器顶层油油温最高温度为80℃，油浸风冷（ONAF）和自然冷却（ONAN）的变压器（容量180MVA及以下）的顶层油油温最高温度为90℃（为保证主变运行安全，按照我司继保整定方案，一般设置80℃）
极限温度：变压器在各种超额定电流方式下运行，若顶层油油温最高温度为100℃时，应立即降低负荷,达105℃时应可靠跳闸。
一般情况，是用变压器顶层油油温控制变压器冷却器的启停和报警。
绕组温度计和顶层油温度计的动作接点应接信号，不宜接跳闸。
四、绕组温度计
目前，变压器绕组温度的在线测量方法概括起来可分为直接测量法、间接计
算法和热模拟测量法
3种。
1、直接测量法。该方法一般在制造过程中埋设测温元件，埋设点越多测量越准确，但维护技术很复杂，价格也很昂贵。
2、间接计算法。基于负载导则热点计算公式的间接计算法具有足够的精确度，因此，把这种方法用于变压器绕组热点温度测量是目前一种经济、简便、实用性强的绕组热点测温方式。它是根据假设的变压器热模型，结合各国实用经验、国际电工委员会的IEC354.1991《油浸式电力变压器负载导则》和我国制订的GB/7 15164-94《油浸式电力变压器负载产生的热量，使弹性元件的位移量增大。由于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决定的，因此，在设计绕组温度表时，考虑了流经电热元件的电流（匹配器的二次电流）所产生的温度指示增量，它近似等于变压器被测绕组对油的温升。这样，绕组温度表指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和，它反映了被测变压器绕组的最热部分温度。
3、热模测量法：变压器绕组的发热是由变压器的负载损耗产生的。由负载损耗P＝I2 R公式可知，绕组的发热是和变压器电流的平方成正比的。由于变压器绕组是浸在绝缘油中，因此，绕组温度表是在1个油温表的基础上，配备1台电流匹配器和1个电热元件(一般嵌装在温度计中)，热模拟测量技术是在易测量的变压器顶层油温T0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=T0+△T即可模拟变压器最热点温度。
当变压器带上负荷后，通过变压器电流互感器取出与负荷成正比的电流，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。因此当变压器带上负荷后，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二者所决定。则绕组温度计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。
电流匹配器是一种电流变换装置，它的作用是为提供工作电流。从变压器的电流互感器输出的电流经电流匹配器变换后，向内部的电热元件提供一个可调电流，从而能够达到模拟变压器绕组最热部位温度。
五、当变压器油温超过报警温度，处理方法
1、通过比较安装载变压器上的几只不同温度计读数，并充分考虑气温，负荷的因素，判断是否为变压器温升异常。
2、变压器油温异常升高应进行以下检查工作
①检查变压器的负载和冷却介质的温度，并与在同一负载和冷却介质温度下正常的温度核对；如果是异常升高，应做好详细的记录，并及时报告调度，采取措施降低温度；
②采用红外测温仪等手段核对温度测量装置，判断其是否故障；
③检查变压器冷却装置的运行情况或变压器室的通风情况，如确因冷却系统故障，值班人员应及时汇报调度，经调度人员同意后将变压器的负载调整至允许运行温度下的相应容量运行。在运行中无法修理时，应考虑停电处理变压器冷却装置的运行情况；
④检查变压器有关蝶阀开闭位置是否正确，检查变压器油位状况。
⑤若温度升高的原因是由于冷却系统的故障，应与调度联系，控制负荷。若不能立即停运修理，应调整变压器的负载至允许运行温度的相应容量。
⑥在正常负载和冷却条件下，变压器温度不正常并不断升高，且经检查证明温度指示正确，确认是变压器内部故障引起的温度异常，则立即汇报调度及相关领导，停运变压器，尽快安排处理。
⑥若由变压器过负荷引起温度异常升高，在顶层油温超过105℃时，应立即降低负荷。
六、变压器温度相关规定
1环境温度：按国家标准GB1094.1-1996《电力变压器第一部分总则》中规定如下。
最高气温+40℃
最高年平均温度+20℃
最低气温-20℃(户外式)，-5℃(户内式)
水冷却器入口处温度+25℃
2 变压器运行时温度的监测：包括顶层油温度和绕组温度(如果绕组温度计有设置的话)两个温度。
3、顶层油温度规定限值：对自冷和风冷却式变压器为95℃，为防止变压器油老化过速，通常按降低10℃即不超过85℃控制，各运行单位设置80℃报警。对强油循环变压器为85℃，通常按降低10℃即不超过75℃控制，各运行单位设置70℃报警。
4 、绕组温度规定限值：如果变压器设置有绕组温度计，绕组温度计显示的温度是变压器绕组的最热部分温度，绕组温度规定的最高限值为95℃-100℃(一般绕组温度比油顶层温度高10℃-15℃，如果油顶层温度按85℃限值控制，绕组温度则按95℃-100℃限值控制)，通常设置90℃-95℃报警。
5 、关于变压器各部位的温升限值的规定：按国家标准GB1094.2-1996《电力变压器第二部分温升》中规定：温升限值=最高温度-环境温度。
干式变压器的温控器设置
风机启动温度100 ; 风机停止温度80 ;
超温报警温度130 ; 超温跳闸风机停止温度150 ;
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