关于干式变压器温度控制系统运行的故障分析

李建志

【摘  要】由于干式变压器具有环保、防爆、防尘性好、耐潮湿等特点，所以近年来在配电网中的应用越来越广泛。但是由于受诸多内外因素影响，使得干式变压器在运行过程中存在一定问题需要完善，温度控制问题也是其中之一。因此，本文对干式变压器的温度控制系统的运行故障进行了分析与探讨。

【关键词】干式变压器;运行维护;故障检修;温度控制

随着干式变压器应用领域的不断扩大，对干式变压器的运行状态和监控提出了更高的要求。干式变压器的安全运行和使用寿命很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘材料的耐热极限而使绝缘材料破坏是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因而对变压器的运行温度进行实时监测、控制及其报警控制是十分重要的。结合笔者多年的工作经验，下文将就干式变压器温度控制系统在运行中常见的故障进行分析和处理，以防患于未然，确保干式变压器安全稳定运行，从而提高供电可靠性。

一、干式变压器温度控制系统概述

1.1风冷和温度控制系统工作原理

温度控制系统是通过多功能温度控制器来实现。近期新型干式变压器检测控制仪表都是专门为干式变压器安全运行设计智能型控制器。它采用单片机技术，利用预埋在干式变压器三相绕组中的三只铂热电阻来检测及显示干式变压器绕组的温升，并根据用户设定的温度点来自动控制风机的启动和停止对干式变压器绕组进行强迫风冷、超温报警、超温跳闸等功能，以保证干式变压器运行在安全状态。其主要特点有：

1）采用新型抗干扰设计，对于共模与串模干扰均有极强的抑制能力，并具有定时检测与校正功能，可随时排除随机干扰。

2）综合应用单片机技术，能有效地判别传感器开路等故障信号，保证了变压器在停、送电情况下，温控器不会误发超温报警或超温跳闸等信号。

3）采用大数码数字显示器，使温控器的工作状态及测量值的显示更加直观。

4）采用了I2C调整与存储技术，实现断电数据保存。不同型号的干式变压器绕组绝缘、电压等级和容量等都不相同，运行过程中的温升标准也不一样。

1.2风冷系统风机自动控制

通过预埋在三相绕组最热处的铂热电阻Ptl00温度传感器测温电阻，取得温度信号，当变压器加入空载运行时，系统自动启动变压器风机，随着变压器负载增大，运行温度上升，当变压器室内温度大于37.5℃（35.0+2.5）时，系统自动启动机房风机;当机房温度小于32.5℃（35.50-2.5）时，系统自动停止机房风机。超温报警、跳闸：若变压器绕组温度继续升高，当达到130℃时，系统输出超温报警信号;若温度继续上升达150℃，变压器已不能继续运行，则向二次保护回路输送超温跳闸信号，使变压器迅速跳闸。当机房温度达到70℃时，变压器迅速跳闸。温度与风机状态显示系统将测得的实时温度通过LED显示器直接显示（包括三相巡检及最大值显示，并可记录历史最高温度），将最高温度以4mA～20mA模拟量输出，并实时监视各风机的运行状态。

1.3温度控制系统

以LD-B10-10D干式变压器温控仪为例，它除可以测量干式变压器三相绕组温度外，还增加一路铂热电阻用于测量干式变压器机房环境温度并独立控制机房散热风机的启停。温控器由温度监测系统和输出控制系统两部分电路组成。温度监测系统以单片机作为中央处理单元，配合其他电路构成，以完成温度的测量、显示及相应信号输出。输出控制系统完成冷却风机的控制输出和各种状态报警及输出温度监测系统中，由预埋在干式变压器三相绕组中三支铂热电阻传感器（Pt100）产生与绕组温度值相应的电阻信号，经多路开关、滤波、放大和A/D转换后输入单片机。单片机根据输入的测量数据以及由外部设定（包括厂家与用户）的各种控制参数，经过计算与处理，显示被测量绕组的温度值并输出相应的控制信号。监测系统中配有大容量E2PROM芯片，可随时存贮测量数据，能够对所有的设定参数测量数据进行掉电保护。输出控制系统中，由变压器风机接触器、机房风机接触器、跳闸中间继电器、信号中间继电器等元件组成。当温度控制系统发出超温指示、跳闸指示、故障指示等信号时，相应的控制元件动作，继而输送出相应的超温声响报警、超温报警输出，超温跳闸输出、故障报警、风机状态指示等信号、指令。

二、干式变压器温度控制问题分析及故障处理

如上图所示，首先检查分析了变压器主回路，发现变压器风机交流接触器接点没有吸合，目测接触器外观完好。其次检查分析了变压器风冷系统和温控器控制系统二次控制回路，检测1、2号端子电源侧电压为221V，回路电压正常，二次回路接线完好。检测1、2号端子输出侧电压为零，J3辅助触点没有闭合。初步断定故障点在变压器风机接触器辅助触点。同时，也不排除变压器风机的接触器本身问题。从而导致了变压器风机交流接触器接点没有吸合，使得变压器风机不能启动。

然后，找出故障原因。首先，在变压器停运后对变压器风机的接触器进行更换，变压器投运后发现变压器风机依然不启动。进一步查阅研究变压器二次圖纸和LD-B10-220D温控仪说明书，采取将温控仪表接线端子1、2短接的办法，试验时变压器风机启动。从而判断故障点在温控仪表内部。因此，在没有备品备件更换，而且不排除温控仪表发生误动、拒动等的情况下，我们采取在1、2号端子安装了一个小开关，采取手动控制的方式恢复了变压器风机的运行，消除了变压器安全运行的重大隐患问题，确保了变压器安全供电，装置安全生产。

三、结论

通过以上分析可知，在干式变压器运行巡检工作中，加强对温控器的温度监测系统和输出控制系统两部分电路的检测，确保温控器正常工作以保证干式变压器运行在安全状态。干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组的安全可靠，而绕组过热导致绝缘性能下降，是变压器发生故障的最主要原因，为此应确保温控器正常工作。温控仪的使用寿命与变压器的使用寿命不匹配，建议定期更换干式变压器的控制仪表，以确保干式变压器安、稳、优运行，保证生产装置安全运行。

参考文献：

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（作者单位：顺特电气设备有限公司）