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1、变压器是电力系统中重要的一次设备，其运行可靠性对电力系统安全可靠运行关系极大。据相关资料统计，IlOkV及以上变压器的平均事故率约为0.69%,其中因绕组超温运行，导致绝缘老化，绕组被击穿，变压器烧毁事故占有相当大比例。变压器非电量保护中的重瓦斯保护实际上也是间接反应变压器温度异常情况。由此可见，变压器温度的测量对于变压器事故的预警以及及时动作有着极其重要的意义。变压器的使用寿命取决于它的绕组温度，绕组温度对绝缘材料起着决定性作用。当变压器绕组绝缘温度在80130范围内，温度每升高6,其绝缘老化速度将增加一倍，即绝缘寿命就降低1/2,这就是绝缘老化的“六度法则”。变压器运行中，一般规定85为上
2、层油温的界限，在东营地区，当上层油温达到80以上时会发出告警信号“XX主变本体油温高告警，“XX主变本体油温过高告警油浸式变压器的运行温度，包括变压器油温和变压器绕组温度。变压器一般会在外壳顶部安装有插入变压器油内部的测温槽，通过在其中设置测温元件测量变压器油温。由于测量的对象是在变压器顶层的油，因此我们通常称其为变压器顶层油温。由于变压器绕组中流过负荷时会产生热量，因此运行中的变压器绕组温度一定高于变压器油的温度。其中对变压器绝缘老化影响最严重的，是变压器内部最热点的温度，我们称其为变压器热点温度。变压器热点一般是在变压器绕组靠近端部的某个位置。由于无法准确定位，精确测量，因此我们往往用变压
3、器绕组温度来替代变压器热点温度，作为监视变压器内部热点温度的一种手段。因此油浸式变压器上一般会配置变压器顶层油温表和变压器绕组温度表。温度表上的黑指针指示实际的运行温度，红指针指示设定的上限报警温度。当变压器上层油温超过该值时会报警,两指针相碰使电接点导通，发出报警信号,并且红针上有个突起，当油温超过运行中最高温度时.，黑指针就会带动红指针转动，此时红针表示运行中所达到的最高温度。变压器绕组温度可以认为是变压器顶层油温与绕组对油的温升两者的叠加。一般是在变压器油温测量系统的基础上加入变压器的负荷电流，利用热模拟法模拟绕组对油的温升，从而最终得到变压器绕组温度。具体实现方法的示意图如下图所示。油
4、浸式变压器绕组温度Tw可等效为：Tw=T0+k*Two式中，To为变压器顶层油温，Two为铜油温差，通过热模拟的方法得到，k为热系数，和变压器容量、绕组结构等有关，绕组对油的温升ATwo取决于绕组流过的电流。测量系统主要由感温包、温度测量补偿回路、传感器组成。其中温度测量补偿回路、温度传感器均在感温包内，感温包浸于变压器顶层油中，用于感应顶层油温。传感器包括两部分：和现场绕组温度机械表相连的温度传感器，其采集的温度值反映在温度指示盘读数；PtlOO热电阻，其阻值随温度的变化而变化，采集的温度值用于送计算机后台监控系统。油温信息通过下图的连接方式传送到调度中心，实现对上层油温和绕组温度的实时监控
5、。1、怎样判断变压器的温度变化是正常还是异常？变压器在运行中铁芯和绕组中的损耗转化为热能，引起各部位发热，使温度升高，热量向周围辐射，传导等方式扩散出去，当发热与散热达到平衡状态时，各部分的温度趋于稳定铁损是基本不变的，而铜损随负荷变化。巡视检查变压器时应记录外温、顶层油温、负荷以及油面高度，并与以前数值对照分析判断变压器是否运行正常。若发现在同样条件下油温比平时高出I（TC以上，或负荷不变但温度不断上升，而冷却装置运行正常，则认为变压器发生内部故障（应注意温度计有无误差、是否失灵），一般变压器的主绝缘（绕组的绝缘）是A级绝缘（纸绝缘），最高使用温度为105。一般绕组温度比油面温度高1015C
6、,如油面温度85,则绕组温度将达95100C.2、导致变压器温度异常的原因内部故障引起温度异常。变压器内部故障如匝间短路或层间短路，线圈对围屏放电，内部引线接头发热，铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作，故障严重时还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变压器应停用检查。冷却器不正常运行引起温度异常。冷却器不正常运行或发生故障如潜油泵停运，风扇损坏，散热管道积垢，冷却效率不良，散热器阀门没有打开等原因引起温度异常。应及时对冷却系统进行维护和冲洗或投入备用冷却器，否则就要调整变压器的负荷。温度指示器有误差或
7、指示失灵，应更换温度表。变压器压差式油温测量方法摘要：作为电网重要设备之一的电力变压器，其运行状况对电网的安全有十分重要的影响。据有关资料统计，在变压器运行事故中有相当一部分是因超负荷运行引起的。变压器超负荷运行使绕组发热量增大，继而引起变压器油和其他绝缘材料温度升高，长期如此造成绝缘材料老化，最终发生绕组绝缘击穿，烧坏变压器。因此，变压器运行时油温升的监控对预防此类事故的发生有重要的预警作用。本文在分析现有变压器油温测量方法的基础上，提出了一种利用两点间油压强差来间接测量油温的方法，该方法对丰富变压器油温升测量手段有一定借鉴意义。关键词：油温测量；压强差；变压器保护0引言电力变压器在挂网运行
8、过程中，由于空载损耗和负载损耗的存在，变压器不可避免地消耗电网的电功量，转化成热量后通过散热和冷却系统散发到外界环境中去。变压器的使用寿命主要是由其内部的绝缘材料的寿命决定，温度每升高6,绝缘材料的寿命就要降低一半，变压器的使用寿命随之降低一半。油浸式电力变压器内部充有起冷却和绝缘作用的变压器油，变压器产生的热量，通过变压器油散发到外界环境中，因此油温的测量和控制是维护变压器安全运行的基础和关键1-3。1压力膨胀式油温测量方法变压器的散热是通过冷却系统实现的，而温度控制指示器（简称温控器）是控制冷却系统投退和超温报警的核心装置。变压器上用的温控器主要有油温温控器和绕组温控器，绕组温控器是在油面
9、温控器的基础上增加了加热元件，通过热模拟方法实现对绕组温度的测量。当前主流的温控器，如德国MESSKO公司的MT-ST型油面温控器和MT-STW型绕组温控器，瑞典AKM公司34系列油面温控器和35系列绕组温控器，均属于压力式膨胀测温仪器(内含波登管)，由弹性波纹管、毛细管和温包组成一个全密封系统，利用这密闭系统内部所充的感温介质受温度变化而产生的压力变化，使弹性波纹管端部产生位移变化，使弹性波纹管端部产生角位移来带动指针指示被测温度值。温控器一般会带有电气接点和远传信号装置，用来输出温度开关控制信号和温度变送信号4-5。该种测量方法能反映变压器某一局部空间内的油温变化，但由于变压器油箱内油温分
10、布的不均衡性，该种测量方法对反映油温的整体分布情况并不适用。2压差式油温测量方法考虑到变压器油的密度是随着温度的变化而变化的，同时密度也是影响变压器油压强大小的一个关键因素，因此压强的变化能间接反映油温的变化。基于这一原理，通过测量两个有一定高度差的测量点的油压强差，就可间接将两测点之间的平均油温测量出来。如图1所示，在变压器油箱壁的不同高度处开设1#和2#两个测量点。在作压强差与油温的数学函数关系推导前，对有关符号所代表的意义作如下说明：T：变压器油t时的油温；TO：变压器油KTC时的油温；P：变压器油时的密度；V：变压器油t时的体积；pO：变压器油tOC时的密度；V0：变压器油to时的体积
11、；T:变压器油温升；V:变压器油体积变化量；h：时变压器油总深度；hl：1#测点距油箱底深度；h2：2#测点距油箱底深度；h:2#测点与1#测点的高度差；Pl：1#测点油压强；p2：2#测点油压强；g：重力加速度(9.8ms2)0以下公式的推导是以温度变化前后，变压器油的总质量不变为前提。由于pO、g、Ah、TO均为已知量，因此，T就是Ap这唯一变量的函数，通过测量1#测点与2#测点的压强差p,便可测出变压器油温。3计算公式简化处理为方便记忆和后续在计算机中的数据处理，假定以20时的变压器油密度为计算参考点(20时变压器油计算密度为871Kgm3),并假设1#和2#测点的相隔垂直间距为1m,于
12、是(10)式可写成：T=1428.6(8535.8p)-1)+20(11)根据变压器运行环境温度和变压器油最高允许温度的实际情况，T一般处在(-30,95)这个温度区间内，在该区间内T与Ap的散点分布如图2所示。从图2中可以看出，在(30,95)温度范围内，T与Ap的散点分布几乎按线性规律分布，经拟合计算，得到的近似线性计算式为：T=-O.17p+1474(12)(12)式便是两点之间平均变压器油温的近似简化计算式。4油温测量系统的构建图3为油温测量系统组成框图。1#与2#压力变送器分布在不同位点高度的变压器油箱壁上。压力变送器产生两路420mA电流信号，经250。精密电阻后，转换成两路15V
13、电压信号，A/D转换器对这两路电压信号进行采样，将模拟量电压信号转换成数字量电压信号后送到MCU处理单元。MCU处理单元按照预先编译好的处理程序，按照公式(12)基本数学关系式对两路数字量电压信号进行处理、解算，解算结果经RS485传输电路送后台上位机监控程序进行实时显不。变压器油箱内的油温分布并不是均匀的，总的来说，越靠近绕组油温越高。因此，为了得到变压器油温的总体分布情况，需要在油箱壁上，在不干涉其他装置或组件的前提下，尽可能多开设测点，测出相邻两点的压力差，并通过简化计算公式得出若干个温度数据，据此估计出变压器油温的总体分布情况。5总结针对现有压力膨胀式油温测量方法不能全面反映变压器油温
14、的总体分布情况的弱点，本文基于变压器油密度受温度影响这一基本关系，提出了利用两点油压强差来间接测油温的方法，并给出了通过加设测点数量以进一步提高估算变压器油温总体分布情况的建议。该方法对丰富变压器油温升测量手段有一定借鉴意义。参考文献：1袁兴起，杨双艳.变压器油温监控系统研究与实现Jl河南理工大学学报(自然科学版)，2014(10)：626-629.2张斌，卢萍等.变压器智能组件设计方案J.电力系统自动化，2012(10)：85-88.引李璞，向学军等.基于CClOlO的变压器油温无线测量设计J.三峡大学学报(自然科学版)，2006(08)：331-333.4郑殿春，王新月等.基于DSP的干式变压器温度控制器的设计J.变压器，2010(11)：53-57.5牟龙华，石林等.智能换流变压器在线监测系统的设计与建模J.电力系统及其自动化学报，2013(02)：23-28.
