传统温度表详解—— 油浸式变压器· 温度控制器
2024-10-15

变压器内的油温、绕组温度影响绝缘材料的性能、寿命,从而影响变压器的寿命,甚至直接导致故障,因此,监测变压器内部实时温度很有必要。根据测温原理,温度计的类型有三种:

第一种:水银温度计;
第二种:压力温度计;
第三种:铂电阻温度计。

测出的温度如何使用:

1. 送出至本体表计,通过指针实时显示;

2. 通过表计辅助接点控制冷却器、发出报警信号等;

3. 模拟量送出至测控装置,在监控后台显示温度。


4. 运检人员根据厂家使用说明书、规程对温度异常情形做出相应处理。

大型变压器内部高压、强磁场,普遍采用测温原理为第二种的压力温度计”。变压器的温控器有两种,油面温控器和绕组温控器,其原理、结构只在一个地方有差异。来认识一下传统温控器外形。


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1、下方金属管件为底座,温包放置在底座内部,温包内是感温介质,受热会膨胀。这个在变压器上方插入油中,深度150mm左右。

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2、后面卷成数匝的是弹簧软管,弹簧软管内是毛细管,毛细管传递膨胀介质到表计。膨胀介质驱动弹性元件,通过传动机构带动指针,上方表盘上白色的指针显示实时温度。

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3、表盘上还有一些信息:红色指针和红蓝绿黄四色指示块。


a. 当温度升高,白色指针转到红色指针位置时,再向右转动,会带动它一起向右,温度降低,红色不会跟着返回,所以红色记录白色到过的最大位置。


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b. 四色指针对应了四组常开(常闭)辅助接点,对应的温度值就是该辅助接点动作值辅助接点的功能用户选择,大概是:

K1. 冷却器返回温度;K2.冷却器启动温度;K3.温度高报警;K4温度高跳闸。现在新的表计大多有6组辅助接点,K5灰色,K6紫色,根据需要使用或备用。

上面测出来的是油温,与绕组没有关系。绕组那个位置是温度计无法接近的,做了一个变通,也就是绕组温控器和油面温控仪不一样的地方。

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这是个原理示意图,变压器的绕组怎么接不用管,这里1、4、5是特别之处。简单说原理就是把负荷电流这个1、4、5这个回路折算成铜温升,叠加油温后成为绕组温度。1是高压侧套管CT次级线圈,输出的电流根据某个方法,通过5变流器折算成一个适合的电流(因为不同厂家变比等二次电流不一样,所以要变流折算),折算后的电流通过4电热元件产生的热量驱动弹性元件位移增大,指示的温度也增大,从而反映绕组温度。

这里还有一种热模拟方法,CT二次电流折算后去加热温包。


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看一下铭牌绕组测温用次级:

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温控器温度指针的由来,通过插入变压器油的温包感受油温,温包中的弹性介质传递膨胀到指针,从而指示温度。

两个问题:
第一:绕组的温度测量中的ct电流到底加热的是哪里?

第二:监控后台看到的数字温度怎么来的?

第一个问题CT电流(通过变流器折算后的电流)加热的变压器中的温包,就是这张图,1输出的电流经过5转换后,输入了2中加热温包。


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下面这张图,右边的虚框,就是左边这个温度底座的放大展示,红线把连起来的两个框框是同一个东西。温度底座里有温包、电热元件(绕组温度计),pt100电阻。

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目前研究几个型号都是绕组温控器都是模拟法。

1是高压侧套管CT次级线圈,输出的电流根据某个方法,通过5变流器折算成一个适合的电流(因为不同厂家变比等二次电流不一样,所以要变流折算),折算后的电流通过4电热元件产生的热量驱动弹性元件位移增大,指示的温度也增大,从而反映绕组温度。

这里还有一种热模拟方法,CT二次电流折算后去加热温包

第二个问题,后台的温度计显示怎么来的。看一下主变温度测量回路图,温度计送出的是4-20mA的电流信号和PT100信号。


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介绍一下Pt100铂电阻,Pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。Pt后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆,100℃时它的阻值约为138.5欧姆。

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导体的电阻值都会随温度变化,但是铂电阻的变化稳定还很明显。把对应关系用曲线画出来,然后根据测得阻值查曲线对应的温度,就是它的测温原理。从而把温度变化转成电阻,电阻也就是电压除以电流,计算机处理电信号就得到了Pt100的温度。

于是给温包里的铂电阻加个直流电压,把电流输出来,就是温度变送器的工作,就是下面这张图红框部分。(原理是这样,实际上为了精确,温度变送器还有调零补偿等回路)


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也可以直接输出Pt100(蓝框部分),温控器负责把电阻两端接出来。为什么Pt100接出三根线,Pt100铂电阻传感器有三条引线,可以使用A、B、C(或黑、红、黄)来代表三根线,三根线之间的规律:A与B或C之间的阻值常温下在110欧左右,B与C之间为0欧,B与C在内部直通,原则上B与C无区别。

一般显示仪表提供三线接法,Pt100一端出一颗线,另一端出两颗线,都接仪表,仪表内部通过桥抵消导线电阻。

表计显示和后台显示的温度不超过5K。现场有多个温度计指示的温度、控制室温度显示装置或监控系统的温度应基本保持一致,误差不超过5K。


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