干式變壓器溫控儀是一種設(shè)計(jì)用于監(jiān)測和控制干式電力變壓器運(yùn)行溫度的關(guān)鍵設(shè)備。它通過預(yù)埋在變壓器三相繞組中的鉑電阻傳感器(通常為Pt100)來實(shí)時(shí)檢測和監(jiān)控繞組的溫度變化,確保變壓器在安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,從而延長其使用壽命并提高運(yùn)行效率。
主要功能
1.?溫度監(jiān)測:溫控儀能夠?qū)崟r(shí)檢測并顯示變壓器三相繞組的溫度。用戶可以選擇巡回顯示各相溫度或只顯示溫度高的一相。
2.?風(fēng)機(jī)控制:根據(jù)設(shè)定的溫度閾值,自動(dòng)控制冷卻風(fēng)機(jī)的啟停。當(dāng)繞組溫度達(dá)到啟動(dòng)溫度時(shí),風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)以降低溫度;溫度降至關(guān)閉溫度時(shí),風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止。
3.?超溫報(bào)警與跳閘:在溫度超出預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí),溫控儀會發(fā)出聲光報(bào)警,提醒維護(hù)人員注意。如果溫度繼續(xù)升高至危險(xiǎn)水平,溫控儀將觸發(fā)跳閘機(jī)制,切斷變壓器電源以防止損壞。
4.?故障報(bào)警:當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障時(shí),溫控儀能立即識別并發(fā)出報(bào)警信號,同時(shí)顯示故障相位和類型(如傳感器斷路或短路)。
5.?黑匣子功能:記錄變壓器斷電時(shí)刻各繞組的溫度及歷史高溫度,為故障分析提供寶貴數(shù)據(jù)。
6.?通訊功能:部分型號的溫控儀具備RS485或RS232通訊接口,可將溫度數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
7.?模擬測試功能:允許用戶模擬輸入溫度信號以檢測溫控器的控制功能,確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。
技術(shù)參數(shù)
環(huán)境溫度:-10℃至+55℃
相對濕度:5%至95%
測量范圍:-30℃至200℃
分辨率:0.1℃
測量精度:±1℃
功耗:小于8VA
產(chǎn)品型號及功能
干式變壓器溫控儀有多種型號以滿足不同需求,以下是常見型號及其功能:
1.?BWD-3K130B:基本功能包括溫度顯示、風(fēng)機(jī)控制、超溫報(bào)警和跳閘、傳感器故障報(bào)警。
2.?BWD-3K130C:在B型基礎(chǔ)上增加RS485通訊接口。
3.?BWD-3K130D:在B型基礎(chǔ)上增加3路4-20mA電流輸出功能,便于遠(yuǎn)程傳輸溫度信號。
安裝與操作
溫控儀的安裝簡便,通常嵌入安裝在變壓器控制柜面板上。操作方面,用戶可以通過面板上的輕觸鍵設(shè)置各項(xiàng)溫度閾值和參數(shù),并可通過密碼保護(hù)防止誤操作。設(shè)備還具備自檢功能,方便用戶進(jìn)行日常維護(hù)和檢測。
應(yīng)用領(lǐng)域
干式變壓器溫控儀廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、電力、通信等領(lǐng)域,確保各類干式變壓器在各種工作環(huán)境中的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
總之,干式變壓器溫控儀通過其的監(jiān)測與控制功能,有效保障了干式變壓器的運(yùn)行安全,是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中不可或缺的重要設(shè)備。
工作原理
干式變壓器的工作原理基于電磁感應(yīng)定律。當(dāng)一次繞組接入交流電源時(shí),繞組中會流過交變電流,從而在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。這個(gè)交變磁通會同時(shí)穿過一次繞組和二次繞組,在二次繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與繞組的匝數(shù)成正比,與鐵芯中的磁通變化率成正比。通過合理設(shè)計(jì)一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比,就可以將輸入的電壓升高或降低到所需的電壓值,從而實(shí)現(xiàn)電能的變換和傳輸。
作用
電壓變換:這是干式變壓器主要的作用之一。在電力系統(tǒng)中,發(fā)電站發(fā)出的電能通常以較低的電壓輸出,需要通過干式變壓器將電壓升高,以便于遠(yuǎn)距離輸電,減少輸電線路上的電能損耗。在用電端,又需要通過干式變壓器將高電壓降低到適合用戶使用的電壓等級,如220V或380V,滿足家庭、商業(yè)和工業(yè)等不同用戶的用電需求。
電能分配:在供電系統(tǒng)中,干式變壓器用于將電能從變電站分配到各個(gè)不同的用電區(qū)域或用戶。通過不同容量和電壓等級的干式變壓器,可以將電能合理地分配到各個(gè)分支線路,實(shí)現(xiàn)電能的利用和可靠供應(yīng)。
隔離作用:干式變壓器可以實(shí)現(xiàn)一次側(cè)和二次側(cè)電路的電氣隔離,使兩側(cè)的電氣系統(tǒng)相互立,提高了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。這種隔離作用可以有效地防止一次側(cè)的故障傳遞到二次側(cè),保護(hù)二次側(cè)的電氣設(shè)備和人員安全。同時(shí),也可以減少二次側(cè)負(fù)載對一次側(cè)電源的影響,電源的穩(wěn)定性。
阻抗匹配:在一些電子設(shè)備和電力系統(tǒng)中,需要通過干式變壓器來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。通過選擇合適的變壓器變比和繞組參數(shù),可以使電源與負(fù)載之間的阻抗達(dá)到佳匹配狀態(tài),從而提高電能傳輸效率,減少信號反射和失真,設(shè)備的正常運(yùn)行。
干式變壓器溫控儀測量繞組溫度時(shí),其精度受以下因素影響:
傳感器因素
傳感器本身精度:不同類型和質(zhì)量的傳感器精度有差異,如 Pt100 鉑熱電阻,A 級精度的允許誤差小于 B 級。即使同一類型,生產(chǎn)工藝和材料的不同也會使傳感器在相同溫度下輸出的電阻值有偏差,從而影響溫度測量精度。
傳感器老化:長期使用后,傳感器的性能會發(fā)生變化,如 Pt100 鉑熱電阻可能出現(xiàn)阻值漂移,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
傳感器安裝:若傳感器與變壓器繞組接觸不良,存在間隙或松動(dòng),會使熱量傳遞不充分,導(dǎo)致測量的溫度低于實(shí)際繞組溫度。若安裝位置不當(dāng),如未處于繞組溫度高處,也不能準(zhǔn)確反映繞組的真實(shí)高溫度。
信號傳輸因素
傳輸線材質(zhì)與長度:傳輸線的電阻、電容等特性會影響信號傳輸質(zhì)量。若采用的傳輸線材質(zhì)不佳,電阻較大,長距離傳輸時(shí)會產(chǎn)生較大的信號衰減。以常用的銅質(zhì)傳輸線為例,每 10 米長度電纜電阻值會對測量產(chǎn)生一定影響
干擾:現(xiàn)場的電磁環(huán)境復(fù)雜,若傳輸線未采取良好的屏蔽措施,容易受到電磁干擾,使信號中混入噪聲,導(dǎo)致測量結(jié)果波動(dòng),影響精度。
溫控儀自身因素
電子元器件性能:溫控儀內(nèi)部的電子元器件,如放大器、A/D 轉(zhuǎn)換器等的性能會影響測量精度。元器件的離散性、熱噪聲、時(shí)間漂移和溫度漂移等都可能導(dǎo)致測量誤差
算法與校準(zhǔn):溫控儀的溫度計(jì)算算法對測量精度有重要影響。若算法簡單,不能準(zhǔn)確補(bǔ)償各種誤差因素,會導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。此外,出廠校準(zhǔn)不準(zhǔn)確或長期使用后未及時(shí)校準(zhǔn),都會使溫控儀的測量精度下降。
環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度的變化會影響傳感器和溫控儀的性能。當(dāng)環(huán)境溫度超出溫控儀的正常工作范圍,如低于 - 10℃或 55℃時(shí),可能導(dǎo)致溫控儀內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,影響測量精度
濕度:高濕度環(huán)境可能使傳感器和傳輸線表面凝結(jié)水汽,導(dǎo)致絕緣性能下降,影響信號傳輸和測量精度。同時(shí),濕度變化還可能使傳感器的材料性能發(fā)生改變,進(jìn)而影響測量結(jié)果。
振動(dòng)與沖擊:干式變壓器運(yùn)行時(shí)可能會產(chǎn)生振動(dòng),若溫控儀安裝不牢固,在振動(dòng)作用下,內(nèi)部元器件可能會出現(xiàn)松動(dòng)、接觸不良等問題,影響測量精度。
溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí),需要準(zhǔn)確判斷故障原因并采取相應(yīng)的處理方法,以下是一些常見故障的處理方法:
電氣性能故障
開路故障
檢查線路連接:仔細(xì)查看傳感器與溫控儀之間的連接線是否有斷裂、松動(dòng)或接觸不良的情況。對于松動(dòng)的接頭,要重新插拔并確保連接牢固;對于斷裂的線路,需要找到斷點(diǎn)并進(jìn)行焊接或更換新的連接線。
檢測傳感器內(nèi)部:如果外部線路正常,使用萬用表的電阻檔測量傳感器的電阻值。若電阻值顯示為無窮大,說明傳感器內(nèi)部開路。對于可修復(fù)的傳感器,可打開外殼檢查內(nèi)部的焊點(diǎn)、導(dǎo)線等,修復(fù)或更換損壞的部件;對于無法修復(fù)的傳感器,應(yīng)及時(shí)更換新的傳感器。
短路故障
檢查絕緣情況:查看傳感器的絕緣層是否有破損、老化等現(xiàn)象,如有,需要更換絕緣層或?qū)ζ茡p處進(jìn)行絕緣處理。同時(shí)檢查傳感器周圍是否有導(dǎo)電物質(zhì)導(dǎo)致短路,如有則及時(shí)清理。
排查外部干擾:檢查是否因外部的強(qiáng)電磁干擾導(dǎo)致傳感器信號異常,表現(xiàn)為類似短路的現(xiàn)象??赏ㄟ^觀察傳感器附近是否有大型電機(jī)、變壓器等電磁干擾源來判斷。如有干擾源,可對傳感器的傳輸線采取屏蔽措施,如使用屏蔽線并確保屏蔽層接地良好。
阻值漂移
重新校準(zhǔn):使用的溫度校準(zhǔn)設(shè)備,如恒溫槽,將傳感器放入不同溫度的環(huán)境中,測量其實(shí)際輸出的電阻值,并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比。根據(jù)測量結(jié)果,對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整,使其輸出值與實(shí)際溫度相符。
更換元件:如果校準(zhǔn)后仍無法解決阻值漂移問題,可能是傳感器內(nèi)部的敏感元件老化或損壞,需要更換傳感器的敏感元件或整個(gè)傳感器。
機(jī)械結(jié)構(gòu)故障
探頭損壞
更換探頭:對于探頭損壞的情況,一般需要更換新的探頭。在更換時(shí),要選擇與原傳感器型號匹配的探頭,并按照正確的安裝方法進(jìn)行安裝,確保探頭與傳感器主體連接良好,且安裝位置準(zhǔn)確。
防護(hù)處理:為防止探頭再次損壞,可對探頭進(jìn)行防護(hù)處理。例如,在探頭外部安裝防護(hù)套,或在安裝位置周圍設(shè)置防護(hù)裝置,避免探頭受到外力撞擊或摩擦。
固定松動(dòng)
緊固固定裝置:發(fā)現(xiàn)傳感器固定松動(dòng)時(shí),應(yīng)及時(shí)使用合適的工具對固定螺栓、夾具等進(jìn)行緊固,確保傳感器安裝牢固。在緊固過程中,要注意按照規(guī)定的扭矩進(jìn)行操作,避免過緊或過松。
檢查安裝位置:檢查傳感器的安裝位置是否合適,是否因振動(dòng)等原因?qū)е掳惭b位置發(fā)生偏移。如有偏移,應(yīng)重新調(diào)整安裝位置,確保傳感器能夠準(zhǔn)確測量溫度,并采取措施增加固定的穩(wěn)定性,如增加墊片、使用防松螺母等。
環(huán)境影響故障
受潮
干燥處理:將受潮的傳感器從變壓器上取下,放置在干燥通風(fēng)的環(huán)境中自然晾干,或使用吹風(fēng)機(jī)、烘箱等設(shè)備對其進(jìn)行干燥處理。干燥溫度和時(shí)間要根據(jù)傳感器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)合理控制,避免因溫度過高損壞傳感器。
加強(qiáng)防護(hù):干燥處理后,對傳感器的外殼、接口等部位進(jìn)行密封處理,可使用密封膠、防水膠帶等材料,防止水汽再次進(jìn)入。同時(shí),檢查傳感器的安裝位置是否容易積水或受潮,如有問題,應(yīng)及時(shí)調(diào)整安裝位置或采取防水措施。
腐蝕
清理腐蝕物:使用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆突瘜W(xué)試劑對傳感器表面的腐蝕物進(jìn)行清理。對于輕微的腐蝕,可使用砂紙、鋼絲刷等工具進(jìn)行物理清理;對于較嚴(yán)重的腐蝕,可根據(jù)腐蝕物的性質(zhì)選擇合適的化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗,但要注意避免清洗劑對傳感器造成二次損壞。
防腐處理:清理腐蝕物后,對傳感器表面進(jìn)行防腐處理,可噴涂防腐漆、涂抹防腐油脂等,以防止進(jìn)一步腐蝕。同時(shí),改善傳感器所處的環(huán)境條件,如加強(qiáng)通風(fēng)、降低濕度、隔離腐蝕性物質(zhì)等。
其他故障
電磁干擾
屏蔽與接地:對傳感器的傳輸線采用雙層屏蔽線,并確保屏蔽層良好接地。接地電阻應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,一般不大于 4Ω。同時(shí),將傳感器的金屬外殼也進(jìn)行可靠接地,以減少電磁干擾的影響。
調(diào)整布線:檢查傳感器的布線是否與強(qiáng)電線路平行敷設(shè)或距離過近,如有,應(yīng)調(diào)整布線方式,使傳感器的傳輸線與強(qiáng)電線路保持一定的安全距離,一般要求大于 300mm,并盡量避免平行敷設(shè)。
兼容性問題
檢查參數(shù)匹配:仔細(xì)核對傳感器與溫控儀或其他設(shè)備的技術(shù)參數(shù),包括輸出信號類型、量程、精度等,確保兩者匹配。如不匹配,需要根據(jù)實(shí)際情況更換傳感器或調(diào)整設(shè)備參數(shù),使它們能夠正常通信和工作。
更新驅(qū)動(dòng)或軟件:如果是由于通信協(xié)議或軟件版本不兼容導(dǎo)致的故障,可嘗試更新傳感器或相關(guān)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序、軟件版本,以解決兼容性問題。在更新過程中,要注意備份數(shù)據(jù),并按照操作說明進(jìn)行操作,避免出現(xiàn)新的問題。
智能溫控儀表因其的溫度測量與控制能力,在多個(gè)行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用,以下是一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域:
化工行業(yè):在化工生產(chǎn)過程中,溫度控制是至關(guān)重要的。智能溫控儀表可以用于監(jiān)控和調(diào)節(jié)反應(yīng)釜、加熱器和冷卻系統(tǒng)等的溫度,確?;瘜W(xué)反應(yīng)在佳條件下進(jìn)行。
制藥行業(yè):藥品生產(chǎn)需要嚴(yán)格的溫度控制以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。智能溫控儀表用于監(jiān)控發(fā)酵過程、干燥過程和實(shí)驗(yàn)室測試等。
食品與飲料行業(yè):在食品加工和飲料生產(chǎn)中,溫度控制對于食品安全和口味至關(guān)重要。智能溫控儀表可用于冷藏、烘焙、烹飪和包裝線等環(huán)節(jié)。
塑料工業(yè):在塑料注塑、吹塑和擠出等工藝過程中,溫度控制對于產(chǎn)品的質(zhì)量和成型過程至關(guān)重要。
金屬加工和熱處理:金屬的熱處理過程,如退火、正火、淬火等,需要的溫度控制以改變金屬的物理和機(jī)械性能。
陶瓷和玻璃制造:這些材料的制造過程中,溫度控制對于產(chǎn)品的形成和終質(zhì)量至關(guān)重要。
紡織工業(yè):在紡織品的生產(chǎn)過程中,如染色、定型和其他處理步驟,都需要的溫度控制。
電子制造:電子產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的焊接、熱壓等環(huán)節(jié),溫度控制對于產(chǎn)品質(zhì)量和防止損壞非常重要。
能源行業(yè):在化石燃料和可再生能源的發(fā)電過程中,溫度控制對于效率和安全性非常關(guān)鍵。
建筑行業(yè):智能溫控儀表也應(yīng)用于建筑自動(dòng)化系統(tǒng),如中央空調(diào)和供暖系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)舒適的室內(nèi)環(huán)境和能源節(jié)約。
智能溫控儀表的通用性和靈活性使其能夠在各種需要溫度控制的工業(yè)和商業(yè)環(huán)境中發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)展。