变压器温度显示仪检测设备的设计

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(广西电网有限责任公司南宁供电局，广西 南宁 530031)

变压器温度显示仪检测设备的设计

黄远飞，徐开仁

(广西电网有限责任公司南宁供电局，广西 南宁 530031)

设计一种变压器温度显示仪检测设备，主要通过数控精密电阻源实现，选择使用继电器网络切换精密电阻结构电路，提出继电器触点及精密电阻初始误差解决方法，实现变压器温度显示仪温度信号的智能输入，能广泛应用于变压器温度显示仪现场调校及故障检测。

精密电阻；温度；故障检测

1 引言

在电力系统中,电力变压器是系统中最重要的设备之一,电力变压器运行的可靠性直接关系到电网的安全、高效、经济的运行,也是打造坚强电网的重要保证。变压器油面温度及绕组温度反应了电力变压器运行的健康状态，电力变压器故障率大小与变压器的工作温度密切相关，在变电站无人值班工作中，监控中心需对远方变电站的变压器油温、绕温重要数据进行监视。变压器温度显示仪是连接变压器本体温度表与变电站综合自动化系统之间的温度数据处理设备，在实现变压器温度数据采集中起到至关重要的环节。

为了实现变压器温度显示仪现场调校及故障检测，本次针对杭州华立仪表有限公司XMT-288F(C)系列数显温控仪设备进行设计，检测温度范围为0～150℃，具有0.1℃精度，误差不大于0.3℃，按电力变压器运行规程要求，变压器投入运行后现场温度计指示的温度、温度显示仪、监控系统后台显示温度三者基本保持一致，误差一般不超过5℃，变压器温度显示检测设备能够广泛应用于电力系统变压器温度显示仪故障检测。

2 系统设计

2.1 总体设计

本文设计的变压器温度控制仪检测设备主要由键盘装置输入、MCU控制器、信号驱动电路、继电器开关网络、超高精度电阻网络、非线性电阻补偿网络组成。利用热电阻分度表对应关系进行理论调节输出精密电阻大小来检测变压器温度显示仪是否故障。原理框图如图1所示。

2.2 电阻网络设计

本文采用二进制组合的方式由继电器网络对精密电阻网路进行切换实现，如图2所示。电阻网路由超高精度电阻网络、非线性电阻补偿网络组成，继电器网路由第一继电器开关网络、第二继电器开关网络组成；超高精度电阻网络由n个电阻串联而成，第一继电器开关网络由n个继电器开关组成，n个所述继电器开关中的每个继电器开关与n个所述电阻中的每个电阻一一对应并联连接；非线性电阻补偿网络由m个补偿电阻组成，m个所述补偿电阻串联而成,第二继电器开关网络由m个补偿继电器开关组成，m个所述补偿继电器开关中的每个补偿继电器开关与m个所述补偿电阻中的每个补偿电阻一一对应并联连接，其中m、n取整数，RR、R和m、n的取值由输出精度需要决定，对应用于输出第一级电阻RAB和输出第二级电阻RCD，检测设备的电阻源由RAD输出。本文设计n和m的取值分别为12、4，R和RR取值分别为0.05Ω、0.01Ω。

图1 检测设备原理框图

图2 电阻网络设计图

超高精度电阻网络由n个电阻S1,S2,S3,……,S(n-2),S(n-1),S(n)组成，在MCU控制器的控制下，通过第一组继电器控制编码实现不同电阻的切换，如下所示：

则：

RAB=R1·S1+R2·S2+R3·S3+…+R(n)·S(n)

=20·R·S1+21·R·S2+22·R·S3+…+2(n-1)·R·S(n)

=(20·S(1)+21·S(2)+22·S(3)+…+2(n-1)·S(n))·R

可见，第一级电阻RAB可输出2n个不同的电阻值，n个所述超精度电阻的每个电阻阻值以Rn=2(n-1)·R步进增加，各电阻的步进为R。

非线性电阻补偿网络由m个电阻RR1,RR2,RR3,……,RR(m-1),RR(m)组成，其中R1=20·RR，R2=21·RR，R3=22·RR，……，Rn=2(m-1)·RR，RR和m由输出精度需要决定。在MCU控制器的控制下，通过第一组继电器控制编码实现不同电阻的切换，用于对第一级电阻输出的非线性补偿修正，其阻值范围为[0,(RR1+RR2+RR3+…+RR(m))]。

RCD可输出2m个不同的电阻值，m个所述补偿电阻的每个补偿电阻的阻值以Rn=2(m-1)·RR步进增加，各电阻的步进为RR。

2.3 误差分析

3 测试数据及分析

3.1 测试方法

按照图3进行接线，首先使检测设备设置温度为0℃，调整“显示零点”电位器，使型号为XMT-288FG温度显示仪显示为对应的00.0℃；再调整检测设备设置温度为100Ω℃，调整“显示量程”电位器，使显示为对应的100.0℃。上述调试重复进行，直到下限值和上限值的误差最小为止。

本次采用检测仪器与被检设备对比测试，将变压器温度显示仪测量范围调准后，一般选择包括上、下限值在内的三十个试验点，测量各测量点的显示误差，其基本误差不超过仪表规定的基本误差限。

3.2 测试记录数据(表1)3.3 数据分析

通过表1数据可以看出，检测仪器与变压器温度显示仪显示基本完全一致，能满足温度检测要求，误差不大于0.3℃，能够应用于变压器温度显示益故障检测及调校工作。

图3 检测设备与被检设备接线图

4 结束语

本设计开发一种变压器温度显示仪检测设备，根据变压器温度表电阻输出特性，具有设计原理简单，精度满足现场实际应用需求，利用检测设备对温度数字显示控制仪器进行智能输入，通过输出的监视及显示，简单快捷判断变压器温度显示仪是否故障，能广泛应用于变压器温度显示仪现场调校及检测。

DesignofDetectionEquipmentofTransformerTemperatureDisplayInstrument

HUANGYuan-fei,XUKai-ren

(Nanning Power Supply Bureau,Guangxi Electric Network Co.,Ltd.,Nanning 530031,China)

The design of a transformer temperature display the instrument testing equipment,which mainly through CNC precision resistance source,choosing to use the relay network switching precision resistor structure circuit,the relay contacts and precision resistance initial error solution,the transformer temperature display instrument intelligent input temperature signal,that can be widely used in the field of transformer temperature display instrument calibration and fault detection.

precision resistance;temperature;fault detection

1004-289X(2017)03-0059-03

TM41

B

2016-11-13

黄远飞(1987)，男，贵州遵义人，工程师，本科，从事继电保护运行维护工作。