新型变压器绕组及油面温度计Terman应用

辐射的温度保证仪表的工作温度处于环境温度。也 即实 际 上是 无 法 解 决 环 境 温 度 变 化 造 成 的 这 种 误
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｄ ｃ ｔｒ ｔ ｎ ｆｒ ｅ ； ｈ ｔ ｓ ｏ ｙ ｒ ｓ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｉ ａｏ ； ｒ ｓ ｍ ｒ ａ ｏ ｏ— ｐ ｔ
ｔ ｍｐｅ ａｕｒ ｒｓ ｍｏ ｉｏ ｎ ｅ ｃ ｅ ｒ ｔ ｅ— ｉｅ； ｎ ｔｒ ｇ ｄ ｖｉｅ ｉ
供借鉴和帮助 。
算变压器 的有关特征参数 和负载电流来计 算绕组
热 点温度 闭 。
热模 拟测 量法 是 国 内外 普遍 采用 一 种 以文献 ［］ ３
关键词 ：温度计 ； 变压器 ； 热点温升 ； 监测装置
为基础 的“ 热模拟 ” 技术 ， 间接测量变压 器绕 组温 度 ， 是 目前 工 程 中较 多 采用 的方 法 。其 原 理 是 基 也 于变压器的负载损耗与负载电流的关系 ， 在顶层油 温 的基 础 上 通 过热 匹 配器 叠 加 一个 铜 油 温 差 ， 过 通
Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅｅ ｃ ｓ ａ ｄ ｈ ｌ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｒ ｏ ｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｖ ｄ ｓ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｎ ｅｐ ｉ ｈ ｃｕ ｌｗｏｋ ｆ ｒ
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温度 叠加 来 表现 绕组 的温 度 。 目前 国 内使用 的绕 组 温 度计 均 使 用此 方 法 ， 实 际使 用 中这 种绕 组 温 度 在
众所周知 ， 变压器 的使用寿命最重要的一个 因 素取决于它 的绕组温度 ， 这是因为绕组温度决定绝 缘 材 料 的 温度 和老 化 。绝缘 的工 作 温度 越 高 ， 机 其
量法 。
ｉｔｏ ｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｍｅｈ ｄ ｏ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｈ ｗｉ ｄ ｎ ｏ ｔｏ ｓ ｆ ｎ ｔ ｉ ｔ ｅ ｏｎ ｎ ｉｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔ ｅ ｒ ｎ ｆｒ ｅ ， ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｈ ｏ ｙ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｆ ｈ ｔａ ｓｏ ｍ ｒ ｎ ｎ ｌｚ ｓ ｈ ｔ ｅ ｒ ， ａ ｖ ｎ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｂ ｅ ｏ ｔ ｏ ｅ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｎ ｐ ｏ ｌｍｓ ｆ ｈ ｓ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｎ ｔ ｉ ｍｅｈ ｄ ．Ｔｈ ｏｎ ｔｏ ｓ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ａ ｓ ｉ ｔ ｄ ｃ ｓ ｈ Ｔ ｒ ａ ｗ ｎ ｉ ｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｌｏ ｎ ｒ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｉ ｄ ｎ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｄ ｃ ｔ ｒ ｅ ｐ ｃ ａｌ ｉ ｕ ｉｕ ｄ ｓｇ ｎ ｉａ ｏ ， ｓ ｅ ｉ ｌ ｙ ｔ ｓ ｎ ｑ ｅ ｅ ｉｎ， ｄ ｆ ｒ ｎ ｆ ｍ ｔ ｅ ｉ ｅｅ ｔ ｒ ｆ ｏ ｈ
摘要 ： 变压器 的使用寿命取决于它 的绕组温度 ，有效地控制
变 压器绕组 的热点温 升 ， 即可延 长变压器 的使用 寿命 ， 故在
大、 中型变压器上都 配备了绕组温度监测装置 。介 绍 了变压
器绕 组温度检测较为常用 的方法 ，分 析检测方法的原理 不 同于市场上 国际 、 国内设计 的温度计 的设计方法 。为电力 系统用户实际工作提
械 强 度 和 电气 强度 丧 失 的越 快 ， 绝缘 老 化 速 度 也就
越快 ， 绝缘寿命也就相应缩短。因此 ， 对变压器绕组
的温 度进 行 准 确 的测 量 和实 时 的 采 集 ， 变 压 器 的 对
计测温误差较大 ， 容易受环境影响引起变压器保护 的误动。 ｅ ａ 绕组温度计采用其独有的温度计设 Ｔｒ ｎ ｍ
中 图 分 类 号 ：Ｍ ０ ． Ｔ ４３ ２
文献 标 志码 ： Ａ
新型 变 压器 绕组 及 油面 温度 计Ｔ ｒ ｎ 用 ｅ ｍａ 应
董艳
（ 陕西铜川铝业有限公 司， 陕西 铜川 ７ １０ ） ２００
Ａｐｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ａ ｉ ｔｏ ｆＴｅ ｍ ｎ，ａ ｎ ｖ ｔｖ ａ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎｇ ｃ ｎ Ｉ ｎｏ ａ ｉ ｅ Ｔｒ ｎｓｏ ｍ ｒ Ｗ ｎｄｉ Ｔｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｎｄｉａ ｏ ｍ ｒ ｔ ｅＩ ｃ ｔｒ
２ Ｔ ｒ ｎ绕 组 温 度计 ｅｍａ
２１ 变压器 绕 组温度 计的热 模拟 测量 法原理 ．
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 Ｉ 公 式可 知 ， 组 的发热是 和 ＝ 绕 变压 器 的电流 的平 方成正 比的 。由于 变压 器绕组 是 浸 在 绝缘 油 中 ， 因此 ， 组 温 度 表是 在 １ 油 温 表 绕 个 的基础 上 ， 备 １台电流 匹 配器 和 １ 电热元 件 来 配 个
差 。又 因为 绕组 处 于高 电位 ， 直接 测量 时很 难做 到 ， 而 且 用这 种 方 法制 造 的 产 品成本 很 高 ，价格 昂 贵 ， 通 常很难 普 遍采 用 。 间接计 算 法 是基 于 ＩＣ和 ＩＥ Ｅ Ｅ Ｅ推荐 的 油浸 式 变 压器绕 组 热点 温度 计算 公 式发 展起 来 的 。通 过计
ｗｉｈ ｗｉｄｉ ｔ ｍｐｅ ａｕ ｅ ｍｏ ｔ ｒｎｇ ｄｅ ｉｅ ． Ｔｈｉ ｐａ ｅ ｔ ｎ ｎｇ ｅ ｒｔ ｒ ｎｉｏ ｉ ｖｃ ｓ ｓ ｐｒ
寿命有 着 重要 的意 义『 ｌ Ｊ 。
１ 常用的绕组温度在 线测量方法
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
Ｄ０ＮＧ ｎ Ｙａ
（ｈ ａｘ Ｔ ｎｃｕ ｎＡ ｕ ｎｕ ｄ ｓ ｉ ｓ ｏ， ｔ．Ｔ ｎｅ ｕｎ７ １０ ， ｈ ａｘ， ｈｎ ） Ｓ ａｎｉ ｏｇｈ ａ ｌｍｉｉｍ Ｉ ｕｔａ ． Ｌｄ， ｏｇｈ ａ ２ ０ ０ Ｓ ａｎｉ Ｃ ｉａ ｎ ｒｌＣ
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—— 翟
。
董艳 ： 新型变压器绕组及油面温度计 Ｔ ｒ ｎ ｅ ｍａ 应用
Ｓｍ ａ ｔ ｉ ｒ Ｇｒ ｄ
计方法 ， 弥补了传统绕组温度计 的不足 ， 更好地反
映 了变 压器 的实 际温度 。
问题 ， 通常 只生产 ２Ａ的发热 元件 ， 了解 决不 同的 为 电流 问题 就 需 要加 １ 类 似 电流互 感 器 的 匹配 器 。 个 将大 电流 降低 ，将 小 电流 升高 至 ２Ａ接 至仪表 的发 热元 件 。这 种设计 基 于我们所 说 的通常 环境 温度 下 （ 常环境 温度 为 （５ ） ， 度 ６ 通 ２ ±５ ℃ 湿 ０±１％Ｒ 环 ５ Ｈ， 境 温 度 在 不 同 的制 造 厂 家 有 所 不 同 ）当 然 是 可 行
和夏 季 时 ， 季寒 冷 的北 风 ， 季 阳光 的暴 晒 ， 不 冬 夏 都
电
可避免地影响到仪表的精度 。这种精度误差现象在 使 用 中通 常无 法 知道 ， 是 很 多时 候 在变 压 器没 有 但
安装 时 ， 压 器放 置 在 工 地 时 可 以看 到 ， 晚 气 温 变 早 变化 大 的地 区 ， 常可 以看 到 绕组 温 度 高 于或 低 于 常
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直 接 测 量 法 是 在 变 压 器 的制 造 过 程 中需 埋 设
测温元件 ， 埋设点越多测量越准确 。成熟的方法是 光纤测温技术 ， 但这种技术是点测温 ， 由于最热点 温度位置 的不确定性 ， 以我们也无法将光纤能够 所 刚好 埋 在 线 圈 的最 高温 度 点 上 ，给测 量 带 来 了误
油 面温度 ， 当然 这个 误差 正 比于变 压 器 油 的温 度 和
环境温度之差 ， 也就是说变压器容量越大 ， 储油越 多 ， 能 和环境 温度之 差就 越大 ［ 可 ６ １ 。这种 影 响通常 的
图 １ 热 模 拟 法 测 量 原 因 图
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实验 极 端情 况下 误差 为 ２ ８℃ ， ～ 也就 是 说 你实 际 看 到 的温度会 是个 假象 。 因为变压 器运行 时靠 变压 器
温度传感器的温包插在变压器油箱 内， 当变压 器 负荷为 ０ ， 时 绕组不发 热 ， 故温度表读数为变压
器 油 的温 度 。当变 压器 带 上 负荷 后 ， 流互 感 器输 电 出与 负荷 成 正 比的电 流 ， 电流 匹配 器后 流经 电热 经 元 件 ， 电热 元 件 发 热 ， 而 改 变 表 头 内弹 性 元件 使 从 的位 移 。弹性元 件 的位 移是 由变压 器 油温 和变压 器 负荷 电流 所 决 定 的 ， 这样 ， 组 温 度 表 指 示 的 温度 绕 就是 变压 器 油 温与 绕组 的温升 之 和 ， 反 映 了被 测 它 变压器 绕 组最热 部分 温度 。 传 统 的绕 组 温 度 计 的设 计 基 础 是 建 立 在 变 压 器油面温度计上的液体膨胀管设计 。它已经广泛采 用 ， 得 到 市 场 认 可 ， 种 设 计 主要 是 在 仪 表 内加 并 这 装 了 １ 特 别 设 计 的发 热 元 件 连 接 在 变 压 器 电 流 个
构 成 的 。其 原理 如 图 １ 。
的。仪表本身安装在变压器旁边 ， 仅仅是温包埋在 变压 器 的顶部 。发热 元件处 于仪 表盒 内而 不在 温包
内 ， 样也 就是 说 发 热元 件 同时 会受 到环 境 温度 的 这 影 响 。这种 方法 最大 的 问题就 是在 实际使 用 时受到
环境温度 的变化发生变化。通常环境温度高时仪表 温 度 指示 低 ， 环境 温 度低 时 温度 指 示 高 。 当在冬 季
■ 匿曩
Ｓｍａ ｔ ｉ ｒ Ｇｒ ｄ
第２ ８卷 第 ８期
２１ ０ ２年 ８月
电网与清洁能源
Ｐ ｗｅ ｙ ｔｍ ｎ ｌ ａ ｎ ｒ ｙ ｏ ｒＳ ｓｅ ａ ｄ Ｃ ｅ ｎ Ｅ ｅ ｇ
Ｖ０ ．８ Ｎｏ８ １ ２ ．
Ａｕｇ ０１ ．２ ２
文 章 编 号 ：６ ４ ３ １ （０ ２ ０ — ０ ５ ０ １７ — ８ ４ ２ １ ）８ ０ ３ — ４