用于低温电气性能测试平台的温度控制系统

用于低温电气性能测试平台的温度控制系统

郭瑞萍

北方联合电力有限责任公司呼和浩特热电厂，内蒙古呼和浩特010030

摘要：本着提高大型变压器运行的稳定性和可靠性出发，对本厂350MW机组的大型变压器温度监控系统进行测量技术改进，使用数字智能型温度控制仪替换机械式触点温控仪，用铠装热电阻感温元件代替热胀冷缩式感温元件，使变压器温度监控系统更加的准确、稳定、可靠，更适合安全生产、长周期生产的需要。

关键词：变压器；温度控制仪；油面温度；绕组温度；技术改造

前言：变压器是电力传输过程中的重要电力设备，根据不同的分类标准，目前市场上存在油浸自冷式、油浸风冷式及强迫油循环式等多种变压器。其中大型油浸式风冷变压器由于具有可承受负载大散热性能良好等优点，在电力系统中被广泛的应用。

1设备概况

1.1设备及系统概况

呼和浩特热电厂2x350MW机组设有2台主变，与发电机组成单元接线接入220KV升压站。设有2台高厂用变压器，设一台高压启备变，高压侧接入220KV升压站，低压侧作为6KV厂用负荷的备用负荷。主变型号为；SFP10-42000/220，三相双侥组升压变压器。冷却方式为强迫导向油循环风冷，主变配有4+1组冷却装置，每组冷却装置配有3台风扇，1台潜油泵。启备变型号为SFFZ10+42000/220，三相分裂降压变压器，冷却方式为自然油循环风冷/自冷。

高厂变型号为SFF10+42000/20，三相分裂降压变压器，冷却方式为自然油循环。34台低压变压器采用SCB10系列三相树脂浇注绝缘干式变压器，冷却方式为风冷/自冷，冷却风扇可以手动控制，也可以根据变压器温度自动控制。励磁变压器采用三相树脂浇注绝缘干式变压器，发电机中性点接地变压器为单相干式变压器，二次侧接有0.4Ω的电阻。在变压器正常运行中其冷却装置必须可靠运行。冷却装置的冷却能力应能散去各种损耗所产生的热量。如果因冷却效果不好而导致变压器等电气设备发热不能正常运行，从而影响了正常生产。因此冷却装置冷却效果的好坏影响着安全生产。

为了增加冷却效果，经过技术改造，对电气设备的低温控制和实现有了很大的突破。特别是应用在降低各变压器的冷却效果方面有了成果，经技术改造使电气设备能安全的防暑度夏有了可靠保障。在电气柜中加装电气低温装置使电气柜的远行可靠性有了明显提高，为使电气运行低温保持装置在电气设备运行时能够保持低温，有效地实现降温效果，低温保持。

1.2主要结构及工作原理

1.2.1油面温度控制器

BWY-804B(TH)温度指示控制器主要由弹性元件（波纹管）、毛细管和温包组成。这3部分构成的密封系统内充满感温液体，当被测温度变化时，温包内的感温液体的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到仪表内弹性元件（波纹管），使之产生1个相对应的位移。这个位移经机构放大后便可以指示被测温度，并驱动微动开关，输出信号以驱动冷却系统，达到控制变压器温升的目的。BWY-804B(TH)型温度指示控制器，可以给计算机提供4～20mA标准电流信号或0～5V标准电压信号。温度指示控制器的主要工作参数：在环境温度-40～55℃，相对湿度＜95%，测量范围0～150℃的工况下能够达到准确度2.0级；4组可调开关，各组开关在0～150℃范围内可自由设定，开关动作误差±4℃，开关切换差为(6±2)℃，开关额定功率其中AC为250V、5A，DC为250V、0.3A（电阻负载）。在户外，温度指示控制器的防水、防尘性能达到GB4208-82中IP65的规定，配备XMT-2数字温度显示调节仪，可输出4～20mA标准电流信号或0～5V标准电压信号供给计算机。

1.2.2绕组温度控制器

BWY-04J（TH）变压器绕组温度计主要由测量温包、指示仪表和变流器3部分组成，温包装在变压器油箱顶部，温包内密封的感温液体，通过毛细管和指示仪表内的测量元件（波纹管）相接，当变压器顶层油温变化时，感温液体的体积也随之改变，这个体积变化量通过毛细管的传递，促使指示仪表内的测量元件产生相应的位移，当变压器空载时，这个位移经机械传动、推动仪表指针偏转，仪表指针指示变压器油的温度。BWY-04J（TH）变压器绕组温度计装有同步滑动电阻和变送器，同时配备二次仪表（带稳压电源），可输出4～20MA标准电流信号，输入计算机，实现微机化管理。温度计装有4个控制开关，根据需要可分别用于冷却器（散热器）控制，报警信号和事故跳闸。温度指示控制器的主要参数：在环境温度-40～55℃下，防护性能达到GB4208—1993的要求；在50～120Hz振、0.2mm振幅下可正常工作。测量范为可达0～150℃，指示精度2.0级。感温处温包尺寸Φ14mm×120mm，可延长毛细管长度最长（从表头到温包距离）L=5m。使用螺纹M27mm×2mm固定在支架上。4个机械式开关在0～150℃范围内可调，误差在±4℃以内，切换差不超过（6±2）℃。接点容量在AC下为220V、5A，响应时间常数＜30s。

2主要改进措施

针对压力式温度计常见的故障：仪表无指示、跳针、指示值偏大或偏小、指示值突然下降等，和现场实际使用缺陷和故障情况，对#9机组主变变压器温度控制器进行了改进。压力式温度计的一些固有的缺点限制了在压力式温度计改进的潜力，换成Pt100作为感温元件，同时采用智能温度计控制和远传。金属铂的电阻随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和温度性，利用铂的物理特性制成的传感器具有精度高，温度性好，使用范围广，是中低温区（-200～650℃）最常用的一种温度检测器。采用Pt100作为感温元件能够有效的避免温包感温的一些缺陷。比如温包易出现磨损损坏，传压毛细管受热也会膨胀增加误差，而且毛细管不能太大弯曲现象都能有效改善，智能温控器面板的主要参数：在环境温度-10～55℃和湿度10%～90%RH下测量准确度±0.2%FS；采用输入信号热电阻Pt100，经过测量变换后经RS485与集控室通讯；耐压强度输入/输出/电源/通讯≥1000V/min，绝缘阻抗输入/输出/电源/通讯≥100MΩ。为了减少环境的电磁干扰，采用铠装的热电阻测量元件。提高了传感器的抗干扰能力、可靠性和性价比。在控制部分中，使用了控制芯片后能够很好的控制温度报警的回差。没有设置报警回差值时，当测量温度在报警点（温度T）附近波动时，t2-t1和t3-t2的值都会很小，仪表不断进入和退出报警状态这样输出触点就会经常跳动，产生频繁报警，导致外部联锁的冷却风机产生故障报警输出状态。设置了回差值后，回差值等于T1-T2。在t2处将不会引起外部联锁的冷却风机动作，能够消除控制仪频繁报警引起的触点频繁跳动。

结语

温度控制器是变压器非电量保护装置中较直观且使用频率较高的仪表。温度测量的准确、可靠能够对变压器的运行状态提供分析、判断依据。通过对温度控制器实施上述换型技改措施，从而保证变压器安全稳定运行，有效避免了可能发生的设备损坏事故。变压器在运行中油的温度升高，特别是接近设定上限值时，一定要引起警觉，准备采取措施，把变压器的温度控制在规定的值之内。必须要控制变压器的油温不要超出上限值，这样可以使绝缘材料不容易老化，经久耐用，从而延长电力变压器的使用寿命。呼和浩特热电厂自变压器温度变送器技改以来，绕组及油面温度计运行良好，未发生误报警现象，对变压器的稳定运行起到了重要作用。

参考文献：

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[2]席风沛,郑广轩,宋晓虹,等.变压器温度计常见缺陷及故障处理[J].高电压技术,2015,52(9):41-42.