主變溫度表電接點動作信號回路電路板的設計與應用

【摘要】主變溫度表是主變溫度表溫控系統中的核心部分，其準確性和可靠性對主變的安全運行乃至整個電力系統的安全運行有著重要的影響。根據有效數據統計來看，110kV及以上的變壓器事故發生率在0.69%左右，這其中因為繞組超溫運行引起絕緣老化和變壓器繞組被擊穿問題所占比例非常大。實際上，這一問題一直以來都是個比較棘手的問題，提高主變溫控系統的有效保護作用，是解決這一問題的一個非常直接的方法，所以，主變溫度表的定期檢定與維護是一項重要的工作。本文通過研究主變溫度表電接點動作信號的回路電路板設計及應用，來改進主變溫度表的檢定工作，以幫助為解決以上問題，僅作參考。

【關鍵詞】主變溫度表;電接點;動作信號回路電路板

一、研究背景

主變溫度表包括油溫表和繞組溫度表，分別用于檢測主變的油面溫度和繞組溫度，是變電站主變溫控系統的核心組成部分，溫度表的精確度決定了主變溫控系統的有效性，對確保主變安全、穩定運行有重要意義。目前，江門地區110kV 及以上變電站共146座， 掛網運行的主變壓器共295臺。每年需要校驗的溫度表平均為50只左右。

主變溫度表的試驗室校驗工作包括以下六個項目：

（1）外觀檢查;

（2）示值誤差檢驗、指針移動平穩性檢查、回程誤差檢查;

（3）變送器測量誤差檢驗（可選）;

（4）電接點設定誤差和切換差檢驗;

（5）絕緣電阻的檢驗（可選）;

（6）繞組溫度表溫升試驗。

校驗的項目繁多，校驗效率受設備的性能制約，時間比較漫長，而且目前的校驗方法有很多可以改進的地方。諸如以下兩個方面：

（1）由于各個不同廠家的溫度表，其裝掛的機構不同，所以，最初制作掛板的時候只使用單股線來掛表。這種方法比較落后，操作繁瑣耗時長，且每次只能掛2個溫度表，嚴重影響了校驗的效率。

（2）在以往的校驗工作中，電接點動作檢查的試驗方法比較粗放，主要靠試驗人員使用萬用表手動測量溫度表各個電接點是否導通或斷開，來判斷電接點是否動作，然后再進行讀數，這樣就受制于人員的主觀判斷的準確性，在同時校驗多個溫度表時，會造成校驗人員無法第一時間對所有溫度表進行判斷并讀數，這樣就大大降低了讀數的準確性。另外，試驗過程中還可能出現電接點已經動作，試驗人員沒有及時進行判斷和讀數的情況，需要將恒溫槽進行降溫重來一遍，造成重復的操作。以上情況不僅影響了試驗準確性，也大大降低了校驗效率。

因此，我們提出了通過改善溫度表校驗方法來縮短校驗時間的課題。經過案例總結、數據分析和專業技術討論，確定了我們本次技術創新的兩個目標成果，即設計制作不銹鋼試驗支架及簡易掛環和設計制作“接點動作信號回路”電路板。

二、變壓器熱效應對電氣設備的影響

變壓器熱效應對變壓器的影響對于油浸式變壓器，其壽命實際主要是固體絕緣（纖維紙）的壽命。促使絕緣老化的主要因素是溫度，水分和氧氣，其中在變壓器帶負載時，熱效應的作用最為突出，可以說熱效應是變壓器老化的決定性因素，也就是說變壓器繞組絕緣的熱老化速度與繞組的熱點溫度有關。按GB1094電力變壓器標準設計的油浸式電力變壓器，GB/T15164―94《油浸式電力變壓器負載導則》規定其熱點溫度基準值是98℃，即在此溫度下絕緣的相對老化率為1，變壓器在額定負載下運行時具有預期的正常壽命。繞組熱點溫度低于98℃時，溫度每降低6K，老化系數降低一半，變壓器的壽命將增加一倍;繞組的熱點溫度如高于98℃，則溫度每增加6K，老化系數增加一倍，變壓器的壽命降低一半（所謂的6K法則）。但熱點溫度不能超過140℃，否則變壓器油將會發生裂解。所以適當降低繞組的運行溫度和控制繞組最熱點溫度不超過允許溫度，對延長繞組絕緣物的使用壽命極為重要。

三、應用領域與技術原理分析

1.制作不銹鋼試驗支架及簡易掛環。

原來的掛板只掛2個溫度表，并且掛接過程繁瑣，不易操作。所以我們考慮用不銹鋼板制作掛板，將試驗支架的掛表容量設計為6個，以滿足實際工作需求。我們還為試驗支架安裝了滑輪，方便日常的使用。另外，我們設計制作的簡易掛環，結構簡單輕便，可以適用于所有不同廠家的溫度表，且操作方便，很好地解決了這個讓校驗人員頭痛的問題。在承重方面，試驗支架和掛環都能夠很好地適應實際。

2.制作“電接點動作信號回路”電路板。

溫度表電接點動作的基本原理：利用溫度變化時帶動觸點變化，當溫度達到或超過設定值時，當其與上下限觸點接觸或斷開的同時，使電路中的繼電器動作，常開接點閉合發出動作信號。當溫度下降到設定值一下時，則使常開接點斷開，常閉接點閉合，發出復歸信號。一般的主變溫度表都具有4個電接點。

我們設計制作的信號電路板的基本結構原理如下：

（1）具有一個電源模塊，為信號回路提供一個5V的直流工作電源;

（2）設置一個蜂鳴器，提供電接點動作的聽覺信號;

（3）分出4個回路，每個回路設置一個三腳觸頭，分別串入溫度表的四個電接點回路中;

（4）每個回路分別設置1個LED顯示燈，提供一個視覺信號，幫助試驗人員及時判斷是哪一個電接點動作，以使得校驗人員能夠第一時間記錄電接點動作的溫度值，提高試驗數據的準確度;

（5）每個回路都設置一個雙路切換開關，在溫度表電接點動作后（即常開接點導通），試驗人員可以把切換開關切換到復歸接點（常閉節點）。這既可以切斷動作信號，也為溫度表降溫過程中，檢查信號復歸功能做好準備。

運用這個“接點動作信號電路板”，電接點動作試驗從最麻煩的項目，變成一個最輕松的項目。校驗人員不需要用到萬用表，就能第一時間判斷接點是否動作，并及時讀數。

四、推廣效益分析及與同類技術產品的比較

本文的方案可大大改善主變溫度表試驗室校驗方法，一方面，平均每個溫度表的校驗時間減少了27.5分鐘，解決了電接點動作試驗這個瓶頸問題，實現了一個校驗人員同時校驗多個溫度表的突破，節省了班組的人力資源，提高了工作效率;另一方面，杜絕了由于校驗人員的主觀判斷失誤造成讀數誤差大，提高了校驗的準確度。

目前，主變溫度表校驗裝置為組裝設備，沒有完整的一套裝置;本項目制作電接點動作信號回路電路板和改進試驗支架，溫度表的裝卸和電接點動作檢查的效率將提高65%以上，更重要的是，電路板的應用，大大降低了校驗人員出錯的幾率，杜絕了因為主觀失誤引起的重復操作，值得廣泛推廣使用。

本文的方案是一項創新型的課題，所采用的信號回路電路板以及試驗支架掛環都是低成本的制作，且完全從校驗工作的實際出發，應用到實際的校驗工作中去，起到了立竿見影的作用。

五、設計方案仍存在問題與改進

溫度表及變送器的接線比較繁瑣，沒有專用的試驗線，使用通用的試驗線接線時，需要用到粗制的短線和線夾，造成接線時間冗長，效率低下;對此，我們制作了溫度表校驗專用的試驗線，根據校驗工作實際情況，制作了長度合適，接頭適用的試驗線，大大方便了溫度表與變送器的接線。同時，我們可以在自制的試驗線上打印標簽，杜絕了接錯線的情況出現。另外我們計劃對自己制作的電路板增加一個電源模塊代替電池供電，更加節能環保。

六、結束語

綜上所述，主變溫度表電接點動作信號回路電路板設計及應用可直觀地監視電氣設備的運行工況，尤其對于電氣設備的異常運行狀況作預警工作，這樣一來就可以實現為電氣設備提供更為有效的安全保障。

參考文獻

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