集成式绕组温度控制器热模拟检验方法研究与实现

李毅勇　张黎

摘要：绕组温度控制器热模拟检验是试验室绕组温度控制器校验中的重要环节。为了改善校验方法，在分析了目前试验室进行热模拟量叠加时的复杂接线后，通过初步设计，研究新型检验方法。与传统校检验方法相比，该新型检验方法能够有效保证回路的安全性，通过仿真验证了其检验时的优越性，实验证明了其可行性。

关键词：集成式绕组温度控制器；热模拟检验；检验方法；集成；仿真 文献标识码：A

中图分类号：TM406 文章编号：1009-2374（2015）10-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0883

绕组温度控制器作为监测变压器绕组温度的专用仪表，其准确性关系变压器安全稳定运行，绕组温度对绝缘材料的老化又起着决定作用。因此，准确测量变压器绕组温度，准确进行绕组温度控制器的校验显得尤为重要。近年来，随着变电站的增多，绕组温度控制器的校验频率增高，传统的热模拟检验方法由于接线复杂、耗时冗长、粗大误差较明显等方面的原因，已无法满足目前试验室的校验需求。因此，研究提高检验的可靠性，方便性与精密性，将绕组温度控制器热模拟检验回路集成成为关键问题。本文从改善传统的热模拟检验方法的弊端出发，对检验回路进行了简化，并集成为高精度、高性能的检验专用接线盒，通过不断改进试验，实现了新型绕组温度控制器热模拟检验方法。

1 绕组温度控制器的热模拟检验原理

1.1 压力式绕组温度控制器测温系统及原理

目前应用于变电站最为广泛的温度计为压力式温度计，基于装入密闭容器内的感温介质的压力随温度变化而改变的原理来测温。而压力式绕组温度控制器的测温系统由弹性元件、传感导管、感温部件、电热元件、温度变送器、一体化变流器和数字显示仪组成。

温包插入变压器油箱内，当变压器负荷为0时，为变压器油的温度，当变压器带上负荷后，通过变压器电流互感器取出的与负荷成正比的电流，经变流器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件，电热元件产生的热量，使弹性元件位移量增大，指示温度反映出线圈

温度。

1.2 热模拟检验原理

热模拟检验是模拟变压器带上负荷后的温升试验。利用油温叠加绕组对变压器油温差值的方法，当附加温升和铜油温差相等时，即可间接获得变压器绕组温度。在测温过程中，电热元件通过匹配器及变压器（TA）二次侧负载情况变化而补偿不同的铜油温差。绕组温度T1为变压器顶层油温T0与变压器铜油温差△T之和，即T1=T0+△T。在变流器输入模拟交流电流回路中串接入交流电流表A1，测量电流互感器CT二次额定电流IP，在变流器可调端串接入交流电流表A2测量IS。调节电压，使输入电流的交流电流表A1显示值等于获得的变压器电流互感器CT二次额定电流IP；再调整变流器中分流器，使电流表A2的显示值等于获得的IS的值。

2 传统绕组温度控制器热模拟检验方法弊端分析

在实际校验过程中，传统绕组温度控制器热模拟检验方法存在诸多弊端：

2.1 电流表接反

IS整定时，我们通常在电流回路中分别接入0.5级（0～10）A和0.2级（0～5）A交流电流表各一块，用于监测一次电流和二次电流，由于量程、用途不一致，会有接错的风险。

2.2 耗时冗长

由于绕组温度控制器厂家不同，不同型号的仪表接线各不相同，导致接线时间过长，影响校验。

2.3 损坏仪表

由于接线复杂还可能导致接线混乱、接线错误，稍有不慎会损坏绕组温度控制器，导致不安全情况发生。

2.4 整定错误

由于班组员工技术水平参差不齐，对不同型号绕组温度控制器热模拟回路理解不透彻，接线时弄混两块交流电流表的功能，导致校验时整定错误。

3 新型集成式绕组温度控制器热模拟检验方法构型

针对传统绕组温度控制器热模拟检验方法存在的校验时接线的复杂性、时间的冗长性等种种弊端，本文提出采用集成的手法，通过分析热模拟回路，使接线集中于一点，避免接线混乱，制作专用接线盒，提高热模拟检验的准确性和效率，形成集成式绕组温度控制器热模拟检验方法。

构型主线：首先，本文克服了不同类型的表计接线不同的问题，将含内置匹配器的绕组温度控制器和外置匹配器的绕组温度控制器这两种类型的热模拟检验接线进行了集成，这样在校验时就可根据不同情况的表计选择合适的校验接口进行接线。其次，本文采用两块数字型0.2级（0～5）A交流电流表及一块0.2级（0～220）V电压表，分别对IP、IS及工作电压进行显示采集，将模拟电流、电压信号经过模数转换变为数字信号，通过二进制编码进行显示，直观清晰。最后，本文还增加了两块交流电流表的校验接口，可随时通过该接口实现对交流电流表准确性的检测。当然，在面板上我们不仅做出明显标注，还增加了总电源空气开关，提高该集成模块的安全性。

构型完成后，制作新型检验方法所需校验仪，根据构型需要，该校验仪面板布局为：校验仪外接电源接口1个，总电源空开1个，数字型交流表2块，数字型电压表1块，校验接口分为四个大版块，包括数字型交流电流表校验接口共4个、0～5A恒流源接口2个、含内置匹配器的绕组温度控制器的热模拟校验接口3个以及外置匹配器的绕组温度控制器热模拟校验接口5个。

4 实际测试

下面介绍传统的检验方法和新型检验方法在实验室内校验编号为2010.10.10246.12，大连金州产的BWR-04BJ（TH）变压器绕组温度控制器的不同测试结果：设铜油温差△T=20℃，二次额定电流IP=3.5A，调节电压，使输入电流的交流电流表A1显示获得的变压器电流互感器CT二次额定电流IP；根据说明书计算选择变流器合适档位。传统检验方法测试结果：接线耗时10分钟，接线错误率60%，读数为人工估读IP=3.32A，IS=0.98A，而集成式绕组温度控制器热模拟检验方法测试结果：接线耗时2分钟，接线错误率0%，读数为看表直接记数IP=3.249A，IS=1.071A。

由测试结果可以看出：相较于传统检修方法，集成式绕组温度控制器热模拟检验方法只需按接线盒提示接线，有效提高了工作效率，同时不需要进行人工估读，数字表提高了测试数据的准确性，还使装置接线简便、安全可靠、便于携带。

5 结语

绕组温度控制器的校验在日常工作中越来越频繁，建立一个集成式绕组温度控制器热模拟检验方法对该项工作起到了重要作用。本文研究的新型检验方法与传统检验方法相比，新型检验方法能够有效降低接线错误率，提高工作效率，减少表计损耗，并适用于大多数绕组温度控制器，适用性强，能够很好地运用于绕组温度控制器的校验中。

参考文献

[1] 李吉林，汪开道，张锦霞，蔡怀礼.温度计量[M].北京：中国计量出版社，1999.

[2] 中国大连市金州仪器仪表厂.BWR-04BJ（TH）变压器绕组温度计安装使用说明书[S].

作者简介：李毅勇（1972-），男，云南昆明人，云南电网公司昆明供电局技师，研究方向：热工仪表；张黎

（1988-），女，云南昆明人，云南电网公司昆明供电局助理工程师，研究方向：热工仪表。

（责任编辑：秦逊玉）