干式變壓器溫控儀是一種設(shè)計(jì)用于監(jiān)測(cè)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(guò)預(yù)埋在變壓器三相繞組中的鉑電阻傳感器(通常為Pt100)來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)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(zhǎng)其使用壽命并提高運(yùn)行效率。
主要功能
1.?溫度監(jiān)測(cè):溫控儀能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)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(huì)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(shí)別并發(fā)出報(bào)警信號(hào),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(hào)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(cè)試功能:允許用戶模擬輸入溫度信號(hào)以檢測(cè)溫控器的控制功能,確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。
干式變壓器溫控儀測(cè)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(jí)精度的允許誤差小于 B 級(jí)。即使同一類型,生產(chǎn)工藝和材料的不同也會(huì)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(cè)量精度。
傳感器老化:長(zhǎng)期使用后,傳感器的性能會(huì)發(fā)生變化,如 Pt100 鉑熱電阻可能出現(xiàn)阻值漂移,導(dǎo)致測(cè)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(huì)使熱量傳遞不充分,導(dǎo)致測(cè)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(hào)傳輸因素
傳輸線材質(zhì)與長(zhǎng)度:傳輸線的電阻、電容等特性會(huì)影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。若采用的傳輸線材質(zhì)不佳,電阻較大,長(zhǎng)距離傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的信號(hào)衰減。以常用的銅質(zhì)傳輸線為例,每 10 米長(zhǎng)度電纜電阻值會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生一定影響
干擾:現(xiàn)場(chǎng)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(hào)中混入噪聲,導(dǎo)致測(cè)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(huì)影響測(cè)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(cè)量誤差
算法與校準(zhǔn):溫控儀的溫度計(jì)算算法對(duì)測(cè)量精度有重要影響。若算法簡(jiǎn)單,不能準(zhǔn)確補(bǔ)償各種誤差因素,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。此外,出廠校準(zhǔn)不準(zhǔn)確或長(zhǎng)期使用后未及時(shí)校準(zhǔn),都會(huì)使溫控儀的測(cè)量精度下降。
環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度的變化會(huì)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(cè)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(hào)傳輸和測(cè)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(cè)量結(jié)果。
振動(dòng)與沖擊:干式變壓器運(yùn)行時(shí)可能會(huì)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(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、接觸不良等問(wèn)題,影響測(cè)量精度。
為避免溫度傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)故障,可從安裝、使用和維護(hù)等環(huán)節(jié)采取以下措施:
安裝環(huán)節(jié)
選擇合適位置:根據(jù)干式變壓器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn),選擇溫度傳感器的安裝位置。通常應(yīng)安裝在能準(zhǔn)確反映繞組溫度的部位,如繞組的熱點(diǎn)附近,同時(shí)要避免安裝在容易受到機(jī)械沖擊或振動(dòng)的位置,如靠近風(fēng)扇、油泵等振動(dòng)源的地方。
采用正確安裝方式:嚴(yán)格按照傳感器的安裝說(shuō)明書進(jìn)行操作。例如,對(duì)于插入式傳感器,要確保插入深度合適,與被測(cè)物體充分接觸且接觸緊密,避免出現(xiàn)松動(dòng)或晃動(dòng);對(duì)于表面安裝式傳感器,要使用合適的膠粘劑或固定夾具,傳感器與被測(cè)表面緊密貼合,防止在運(yùn)行過(guò)程中脫落。
使用合適的安裝工具:安裝過(guò)程中,應(yīng)使用符合要求的工具,避免因工具不當(dāng)造成傳感器或被測(cè)物體的損壞。如使用扭矩扳手來(lái)擰緊固定螺栓,確保螺栓的擰緊力矩符合規(guī)定值,既不能過(guò)緊導(dǎo)致傳感器或安裝部位損壞,也不能過(guò)松導(dǎo)致固定不牢。
使用環(huán)節(jié)
避免外力碰撞:在變壓器運(yùn)行過(guò)程中,要注意避免對(duì)傳感器造成外力碰撞。例如,在進(jìn)行變壓器的檢修、維護(hù)等操作時(shí),要小心操作,防止工具或其他物體碰撞到傳感器;在變壓器周圍進(jìn)行其他施工或設(shè)備操作時(shí),要做好傳感器的防護(hù)工作,可設(shè)置防護(hù)欄或警示標(biāo)識(shí)等。
控制運(yùn)行參數(shù):要確保干式變壓器在額定的運(yùn)行參數(shù)范圍內(nèi)工作,避免因過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓等異常運(yùn)行情況導(dǎo)致變壓器溫度過(guò)高或產(chǎn)生異常振動(dòng),進(jìn)而對(duì)傳感器造成損壞。嚴(yán)格監(jiān)控變壓器的負(fù)載電流、電壓、溫度等參數(shù),當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整。
維護(hù)環(huán)節(jié)
定期檢查固定情況:在變壓器的定期維護(hù)檢查中,要檢查溫度傳感器的固定情況,查看固定螺栓是否松動(dòng)、夾具是否變形或損壞等。如發(fā)現(xiàn)固定松動(dòng),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行緊固;如夾具損壞,應(yīng)及時(shí)更換。
檢查傳感器外觀:定期檢查傳感器的外觀,查看是否有裂紋、破損、變形等機(jī)械損傷跡象。對(duì)于表面有輕微損傷的傳感器,要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或采取防護(hù)措施,防止損傷進(jìn)一步擴(kuò)大;對(duì)于損傷嚴(yán)重的傳感器,應(yīng)及時(shí)更換。
清理傳感器表面:定期清理傳感器表面的灰塵、油污等雜物,防止雜物堆積影響傳感器的散熱和溫度測(cè)量準(zhǔn)確性,同時(shí)也避免雜物對(duì)傳感器表面造成腐蝕或磨損。清理時(shí)要使用柔軟的清潔工具,避免對(duì)傳感器表面造成劃傷。