變壓器繞組熒光光纖溫度測量系統(tǒng)

變壓器繞組測溫系統(tǒng)的必要性

變壓器可分為油浸式變壓器和干式變壓器，除一些特殊用途的中小容量變壓器和氣體變壓器外，絕大多數(shù)大中型變壓器仍使用變壓器油作為冷卻和絕緣介質(zhì)的油浸變壓器。油浸式變壓器絕緣采用油紙絕緣結(jié)構(gòu)形式，壽命主要取決于固體絕緣(纖維紙)壽命，促使絕緣老化的主要因素是溫度、水分和氧氣等，其中變壓器繞組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生繞組溫度升高產(chǎn)生的熱效應(yīng)作用最為突出，是變壓器老化的決定性因素。
根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在變壓器事故中，因繞組超溫運(yùn)行，導(dǎo)致絕緣老化，變壓器繞組擊穿、燒損事故占有相當(dāng)大比例。因此準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)測變壓器繞組及其絕緣油的溫度是保證變壓器正常運(yùn)行的必要條件。

變壓器油溫計(jì)的原理

現(xiàn)有監(jiān)測繞組熱點(diǎn)溫度的溫度表稱為繞溫表，監(jiān)測絕緣油溫度的溫度表稱為油溫表，一個油浸式變壓器一般需要兩個油溫表監(jiān)測頂層和底層油面溫度，一個繞溫表監(jiān)測繞組熱點(diǎn)溫度。其中，油溫表由溫包、毛細(xì)管、彈性元件、壓敏電阻等元件封閉構(gòu)成，將溫包通過襯管插入，使溫包浸沒在變壓器油中，并旋轉(zhuǎn)固定，當(dāng)變壓器油溫度升高時(shí)，溫包內(nèi)的液體膨脹，通過毛細(xì)管將壓力傳送到彈性元件(布爾登管)。彈性元件連接到指針心軸，驅(qū)動心軸轉(zhuǎn)動，從而將溫度變化和當(dāng)前溫度值指示到刻度盤上，這是一個純機(jī)械的測量系統(tǒng)，不需要外部輸入功率。而繞溫表只是在油溫表基礎(chǔ)上增加了一個電流匹配器和一個電熱元件，溫度計(jì)的傳感器(溫包)插在變壓器油箱頂部的溫度計(jì)座內(nèi)，當(dāng)變壓器負(fù)載為零時(shí)，繞組溫度計(jì)的讀數(shù)為變壓器油箱頂層油面的溫度，當(dāng)變壓器帶上負(fù)載后，通過電流互感器取出的與負(fù)荷成正比的電流，經(jīng)電流匹配器調(diào)整后流經(jīng)彈性元件內(nèi)的電熱元件，使彈性元件的位移量增加，從而指示繞組溫度。

變壓器油溫計(jì)的缺點(diǎn)
現(xiàn)有變壓器監(jiān)測不足之處在于：1、無法準(zhǔn)確反饋熱點(diǎn)溫度，2、功能簡單，3、可擴(kuò)展性差。

無法準(zhǔn)確反饋熱點(diǎn)溫度的原因是：傳統(tǒng)繞溫表使用的是熱模擬測量法，在穩(wěn)態(tài)的情況下是可以直接參考的，但在動態(tài)下受到油對熱源熱交換時(shí)間常數(shù)較大的影響，有一定的局限性，在超額定電流運(yùn)行時(shí)也不能準(zhǔn)確地反映繞組溫度。另外若運(yùn)行中的變壓器采用強(qiáng)油循環(huán)或冷氣器，在不同的負(fù)載條件或溫度下，所投入的冷卻器數(shù)量不同，從而變壓器內(nèi)部油流速有較大的變化,進(jìn)而引起變壓器繞組對油的溫升特性發(fā)生較大的變化，這樣就可能在某些工況下，變壓器的溫升特性與溫度計(jì)電熱元件的溫升特性有較大的差別。

油變光纖測溫系統(tǒng)

變壓器光纖測溫系統(tǒng)是多測溫通道，包括多路油面溫度和多路繞組熱點(diǎn)溫度、多個可單獨(dú)設(shè)置報(bào)警策略的微動開關(guān)、多路4-20mA模擬輸出、串口RS485、LAN通信接口等功能。相較于傳統(tǒng)的指針式油溫和繞組熱點(diǎn)溫度測量裝置，具有兼容原有油溫繞溫測量報(bào)警系統(tǒng)、溫度及報(bào)警信息直觀、測溫準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，可靠性強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)勢，滿足未來智能化變電站要求。

一個裝置替換傳統(tǒng)多塊繞溫表、油溫表的；對傳統(tǒng)油浸式變壓器測溫系統(tǒng)的完美兼容，無需較大改動即可實(shí)現(xiàn)替換；模塊化設(shè)計(jì)，通過總線控制，實(shí)現(xiàn)更多功能；數(shù)字化溫度處理，針對不同場景有不同的測溫算法，測溫更精準(zhǔn)；數(shù)字化通信控制，滿足未來無人巡檢，自動控制，智能化管控需求。