集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法研究與實現

李毅勇　張黎

摘要：繞組溫度控制器熱模擬檢驗是試驗室繞組溫度控制器校驗中的重要環節。為了改善校驗方法，在分析了目前試驗室進行熱模擬量疊加時的復雜接線后，通過初步設計，研究新型檢驗方法。與傳統校檢驗方法相比，該新型檢驗方法能夠有效保證回路的安全性，通過仿真驗證了其檢驗時的優越性，實驗證明了其可行性。

關鍵詞：集成式繞組溫度控制器；熱模擬檢驗；檢驗方法；集成；仿真 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM406 文章編號：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測變壓器繞組溫度的專用儀表，其準確性關系變壓器安全穩定運行，繞組溫度對絕緣材料的老化又起著決定作用。因此，準確測量變壓器繞組溫度，準確進行繞組溫度控制器的校驗顯得尤為重要。近年來，隨著變電站的增多，繞組溫度控制器的校驗頻率增高，傳統的熱模擬檢驗方法由于接線復雜、耗時冗長、粗大誤差較明顯等方面的原因，已無法滿足目前試驗室的校驗需求。因此，研究提高檢驗的可靠性，方便性與精密性，將繞組溫度控制器熱模擬檢驗回路集成成為關鍵問題。本文從改善傳統的熱模擬檢驗方法的弊端出發，對檢驗回路進行了簡化，并集成為高精度、高性能的檢驗專用接線盒，通過不斷改進試驗，實現了新型繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法。

1 繞組溫度控制器的熱模擬檢驗原理

1.1 壓力式繞組溫度控制器測溫系統及原理

目前應用于變電站最為廣泛的溫度計為壓力式溫度計，基于裝入密閉容器內的感溫介質的壓力隨溫度變化而改變的原理來測溫。而壓力式繞組溫度控制器的測溫系統由彈性元件、傳感導管、感溫部件、電熱元件、溫度變送器、一體化變流器和數字顯示儀組成。

溫包插入變壓器油箱內，當變壓器負荷為0時，為變壓器油的溫度，當變壓器帶上負荷后，通過變壓器電流互感器取出的與負荷成正比的電流，經變流器調整后流經嵌裝在波紋管內的電熱元件，電熱元件產生的熱量，使彈性元件位移量增大，指示溫度反映出線圈

溫度。

1.2 熱模擬檢驗原理

熱模擬檢驗是模擬變壓器帶上負荷后的溫升試驗。利用油溫疊加繞組對變壓器油溫差值的方法，當附加溫升和銅油溫差相等時，即可間接獲得變壓器繞組溫度。在測溫過程中，電熱元件通過匹配器及變壓器（TA）二次側負載情況變化而補償不同的銅油溫差。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，測量電流互感器CT二次額定電流IP，在變流器可調端串接入交流電流表A2測量IS。調節電壓，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 傳統繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法弊端分析

在實際校驗過程中，傳統繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法存在諸多弊端：

2.1 電流表接反

IS整定時，我們通常在電流回路中分別接入0.5級（0～10）A和0.2級（0～5）A交流電流表各一塊，用于監測一次電流和二次電流，由于量程、用途不一致，會有接錯的風險。

2.2 耗時冗長

由于繞組溫度控制器廠家不同，不同型號的儀表接線各不相同，導致接線時間過長，影響校驗。

2.3 損壞儀表

由于接線復雜還可能導致接線混亂、接線錯誤，稍有不慎會損壞繞組溫度控制器，導致不安全情況發生。

2.4 整定錯誤

由于班組員工技術水平參差不齊，對不同型號繞組溫度控制器熱模擬回路理解不透徹，接線時弄混兩塊交流電流表的功能，導致校驗時整定錯誤。

3 新型集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法構型

針對傳統繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法存在的校驗時接線的復雜性、時間的冗長性等種種弊端，本文提出采用集成的手法，通過分析熱模擬回路，使接線集中于一點，避免接線混亂，制作專用接線盒，提高熱模擬檢驗的準確性和效率，形成集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法。

構型主線：首先，本文克服了不同類型的表計接線不同的問題，將含內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型的熱模擬檢驗接線進行了集成，這樣在校驗時就可根據不同情況的表計選擇合適的校驗接口進行接線。其次，本文采用兩塊數字型0.2級（0～5）A交流電流表及一塊0.2級（0～220）V電壓表，分別對IP、IS及工作電壓進行顯示采集，將模擬電流、電壓信號經過模數轉換變為數字信號，通過二進制編碼進行顯示，直觀清晰。最后，本文還增加了兩塊交流電流表的校驗接口，可隨時通過該接口實現對交流電流表準確性的檢測。當然，在面板上我們不僅做出明顯標注，還增加了總電源空氣開關，提高該集成模塊的安全性。

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

4 實際測試

下面介紹傳統的檢驗方法和新型檢驗方法在實驗室內校驗編號為2010.10.10246.12，大連金州產的BWR-04BJ（TH）變壓器繞組溫度控制器的不同測試結果：設銅油溫差△T=20℃，二次額定電流IP=3.5A，調節電壓，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；根據說明書計算選擇變流器合適檔位。傳統檢驗方法測試結果：接線耗時10分鐘，接線錯誤率60%，讀數為人工估讀IP=3.32A，IS=0.98A，而集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法測試結果：接線耗時2分鐘，接線錯誤率0%，讀數為看表直接記數IP=3.249A，IS=1.071A。

由測試結果可以看出：相較于傳統檢修方法，集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法只需按接線盒提示接線，有效提高了工作效率，同時不需要進行人工估讀，數字表提高了測試數據的準確性，還使裝置接線簡便、安全可靠、便于攜帶。

5 結語

繞組溫度控制器的校驗在日常工作中越來越頻繁，建立一個集成式繞組溫度控制器熱模擬檢驗方法對該項工作起到了重要作用。本文研究的新型檢驗方法與傳統檢驗方法相比，新型檢驗方法能夠有效降低接線錯誤率，提高工作效率，減少表計損耗，并適用于大多數繞組溫度控制器，適用性強，能夠很好地運用于繞組溫度控制器的校驗中。

參考文獻

[1] 李吉林，汪開道，張錦霞，蔡懷禮.溫度計量[M].北京：中國計量出版社，1999.

[2] 中國大連市金州儀器儀表廠.BWR-04BJ（TH）變壓器繞組溫度計安裝使用說明書[S].

作者簡介：李毅勇（1972-），男，云南昆明人，云南電網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，云南電網公司昆明供電局助理工程師，研究方向：熱工儀表。

（責任編輯：秦遜玉）