变压器用绕组温度计温升试验装置的安全性分析

何新辉，李焕明，袁思成，许建明，钟伟洪，欧凤娴

（广东电网有限责任公司清远供电局，广东 清远 511515）

1 试验背景

变电站内主变绕组温度表是变压器顶层油温使仪表内弹性波纹管产生对应的角位移量，叠加仪表内发热元件产生的角位移量，从而指示变压器绕组温度。发热元件是通过匹配器及变压器CT二次侧负载情况变化而补偿不同的铜油温差。绕组温度表作为监视变压器运行时的线圈绕组温度的重要设备， 必须保证其良好的热模拟特性。这就要求对绕组温度表热模拟特性要准确测定，目前，班组现有FB系列干式温度校准炉只能用于绕组温度表基本示值误差、示值回差、接点动作误差、切换差等技术指标的检测，缺乏热模拟试验功能。根据对已有绕组温度表现场维护经验，在现场通过提供热模拟试验电流的方法，对绕组温度表温升特性进行试验的时候，需要将变压器绕组CT二次侧进行短路，存在变压器绕组CT二次侧可能开路的重大风险，影响供电可靠性。此外，在现场开展热模拟试验，需要经工作票组织、工作票启用、工作许可等组织流程，耗时长。再者，重新购置先进的变压器用绕组温控器测试仪费用则偏高。本装置的目的是为了解决上述存在的问题，旨在提供一种能够提前对绕组温度表热模拟特性进行试验，能大大缩短作业耗时，能有效降低运维过程的作业风险，同时提高供电可靠性的绕组温度表铜油温差模拟试验装置。

2 变压器重要性

变压器是输变电系统中的主要设备，而绕组温度是对其进行检测的主要参数。绕组温度对绝缘体材料的温度和老化有决定性的作用：即绕组温度超过绝缘可承受的温度时，会影响变压器的正常运行工作。对于变压器而言，温度每上升6℃，其寿命就降低一半。所以，变压器绕组温度的升降情况是备受关注的重点，升温试验装置的安全性影响试验分析结果和数据的记录情况。以自研的变压器用绕组温度表温升装置为试验对象，如图1所示，进行试验分析。

图1

3 试验中关键性的技术问题

（1）现有测试设备缺乏热模拟试验功能。

（2）现场作业风险高。

（3）现场作业耗时长。

（4）重新购置先进测试仪费用则偏高。

具体设计方案及工作原理：

绕组温度表铜油温差模拟试验装置主要由6个模块组成。

（1）漏电保护模块，主要包含微型漏电断路器等，实现对220V交流输入电源开断控制及漏电保护功能。

（2）过载保护模块，主要包括热继电器，起到电流回路过载保护的作用。

（3）升流模块，主要包含智能调压器和可调电阻，智能调压器和可调电阻串联接在220V交流电源上，构成变压器绕组CT二次侧模拟电流回路，使该回路可以提供0～5A可调电流，起到模拟变压器满负荷运行状态下绕组CT二次侧最大负载电流的作用。

（4）24V直流电源输出模块，使220V交流电压经整流装置输出24V直流电源，供温度检测模块中变送器工作电源使用。

（5）温度检测模块，由24V直流电源输出模块提供电源，主要包含PT100数显温度变送器和4～20mA数显温度变送器，其中，PT100数显温度变送器用于与绕组温度表的PT100电阻输出端连接，4～20mA数显温度变送器用于与绕组温度表的4～20mA输出端连接，实现将绕组温度表PT100铂电阻值输出、4～20mA模拟输出换算并以数字化形式直观显示出对应温度值。

（6）绕组温度表检测模块，主要包含电流表和用于接入绕组温度表的绕组温度表接入。

本套试验装置工作原理如下，220V交流输入电源经智能调压器和可调电阻构成的升流模块进行升流后，输出0～5A可调电流，模拟了变压器满负荷运行状态下绕组CT二次侧最大负载电流输出，提供给绕组温度表铜油温差模拟试验所用，从而确定温升（即铜油温差）与电流的对应关系。该装置同时通过温度检测模块实现了对绕组温度表的PT100电阻值输出、4～20mA输出换算并以数字化形式直观显示出对应温度值，既检测了绕组温度表，又为铜油温差模拟试验提供了直观的温度值对比。该装置的设计兼顾考虑了电流回路的漏电保护和过载保护问题，使装置的稳定性和可靠性得到进一步强化。

4 效果分析

（1）便携式的设计，有效弥补了变电站现场因缺乏相应试验装置而无法开展主变绕组温度表铜油温差模拟试验的空白，大大提高了试验班组开展类似试验工作的效率。

（2）本套装置既可用于变电站新安装的主变绕组温度表的验收，亦可用于室内试验，使用范围更加灵活。

（3）本套装置用于室内试验或者对变电站新安装的主变绕组温度表开展验收时，能够提前对绕组温度表热模拟特性进行试验，试验结果正常的绕组温度表才允许安装到变电站变压器上运行，避免了事后发现隐患才来开展铜油温差试验，有效降低了运维过程的作业风险，提高了供电可靠性。

（4）因室内试验避免了运维过程消除设备缺陷时要开工作票等工作流程，大大缩短了作业耗时间。

（5）降低因重新购置新设备增加的成本费用。

5 结语

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的温度和老化起着决定性的作用。变压器绕组温度计是为了能够测量大型变压器的绕组温度而专门设计的，可实现远程的测量。本次试验所用的自研式变压器用绕组温度表铜油温差模拟试验装置其体积有大幅的减小，便于工作人员操作和携带，其安全性在试验中得到体现，降低了日常作业时的作业风险，本次试验的目的在于提供一种能够提前对绕组温度表热模拟特性进行试验，提供供电可靠性的绕组温度表铜油温差试验装置。