变压器油面温控器校验装置的研发与应用

前言

油面温控器要能够准确无误的监测变压器运行时的油温，在变压器温度升高时能及时的发出相应报警信号，如果温度达到某限定值时能够正确启动风扇或者直接作用于开关跳闸。因此油面温控器的示值误差、动作接点误差等指标必须准确可靠，必须对其定期进行校验，以保证其始终处于良好状态。本文讲述如何利用现有的简易设备制作出一台符合国家标准要求的油面温控器校验装置。

1.实施背景

在供电系统中变压器运行的温度高低情况直接影响到变压器的老化速度、老化程度，甚至影响到变压器的使用寿命。变压器上装设油面温控器要能够准确无误的指示变压器温度，在变压器温度升高时能及时的发出报警信号，如果温度达到某限定值时能够正确启动风扇或者直接作用于开关跳闸，从而提醒运行人员加强监护、必要时采取相应的应对措施。因此油面温控器的示值误差、动作接点误差等指标必须准确可靠，必须定期进行校验，以保证其始终处于良好状态。以BWY-906型温控器为例，仪表内装有6组可调温度开关，分别用于多组系统启动、超温报警等。其中指针温度表的6组接点触头均匀分布在直径仅有25mm的圆形接头内，而且排列密集。在多年的试验工作中发现，校验开关接点动作误差时，使用万用表触碰温控器的方法难免会发生误触误碰相邻接点的情况。在对复合传感器的温包进行升温电阻校验时，如果同时对开关接点进行校验则需要至少3人配合才能完成，而且同步试验的精度不够、效率不高。这就对我们校验工作带来了不必要的麻烦和许多重复性工作，也会造成测试结果的误判断。

2.创新技术方案

我们利用现有的简易设备制作出一台符合国家标准要求的温控器校验装置。本校验装置由试验台、信号接点状态显示仪、恒温油槽、恒流源、温显仪、监测电流表、控制开关等组成。在校验变压器油面温度控制器时，将复合传感器的温包置于恒温油槽中、将指针温度表与信号接点状态显示仪连接，当利用恒温油槽升温达到某一设定值时，对应接点闭合，信号接点状态显示仪即在其相应显示灯发光，这样就可确定该接点正确动作，同时温显仪显示当前的油温示值，可以实现Pt100电阻的测试工作。同理，该装置可以校验绕组温控器，只需在校验油面温控器的基础上，连接恒流源，通过改变输出电流，完成其温升电流参数设定校验。

3.方案实施与构成

变压器温控器校验装置在试验台的设计上富有科学性和普适性，其恒温油槽和恒流源设置在试验台的水平平面左侧，当需要进行试验操作的时候，利用机械原理升起恒流油槽和恒流源的机体，方便试验人员进行相应操作，在不进行校验工作的时候，可以将恒温油槽和恒流源降落到水平台面以下，有效的节省了空间，也使得试验仪器得以适当的保护。试验台平面部分右侧预留了冰槽仪器位置和试验记录位置。试验台的垂直面上安装了可调式温控器指针温度表固定装置，并且配置了特制的信号接点状态显示仪和2个符合规程规定的温显仪，同时可以看到垂直面右下方安装了监测用电流表和分别与恒温油槽、恒流源、温显仪连接的四个控制开关。该温控器校验成套装置的连接走线全部实现试验台面板背部走线的原则，提高了试验的安全性和可靠性。在研发该装置的时候考虑到校验的温控器型号有所不同，设计了不同的转换接口，能够根据实际情况完成不同型号温控器的校验工作，其兼容的特点使该装置的实用性进一步提高。该装置能够实现各个型号的油面温控器和绕组温控器的校验工作，能够科学准确直观的显示试验结果。运用物理性能卓越的航空插头连接指针温度表，安装了6个不同颜色发光管、2节5号干电池，将发光管并联接入带有电池的线路板，制作成信号接点状态显示仪。

温控器是由弹性元件、毛细管、感温包组成，这三部分构成的密封系统内充满感温介质。当温度发生变化时，感温部件内感温介质的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到指针温度表的弹性元件，使之产生一个相对应的位移。这个位移经过机构放大后，带动指针指示温度变化，并驱动微动温度开关，控制相应的冷却系统，达到控制变压器温升的目的。试验时，将温控器的温包放至于可以自动加热的恒温油槽内，温控器电缆接头接入自制信号接点状态显示仪，初期油槽温度未达到接点动作温度时，检定装置的接点状态显示仪内所安装的发光管不发光。当油槽温度升高时，温控器感温部件内感温介质的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到指针温度表的弹性元件，使之产生一个相对应的位移。这个位移经过机构放大后，带动指针指示温度变化，并驱动微动温度开关闭合，此时可以非常清晰直观的看到该接点的发光管的回路接通并且发光，随着油槽温度的继续升高，其他发光管也会在其设定的接点动作温度下发光。当油槽温度下降时，温控器的内感温介质的体积随之变小，接点断开，发光管熄灭。通过这种方法该温控器的接点状态检定就顺利完成。与复合传感器内的两个Pt100电阻模块分别相连接的是固定在试验台上对应的温显仪。已知Pt100电阻温度传感器具有精度高、阻值变化范围大、使用方便等优点，在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。用铂热电阻测温时，将铂热电阻接入温显仪，通过温显仪测量出铂热电阻的阻值，从而显示出温度。该温控器采用了复合传感器技术，当恒温油槽温度发生改变，感温介质推动弹性元件的同时，能同步引起铂热电阻阻值变化，可供校验装置中的温显仪显示实时油温。随着对变压器运行安全要求的不断提高，绕组温控器作为一种绕组温度变化监测设备，已愈来愈广泛地应用在变压器上。温控器校验装置考虑到这一点，在试验台上同时安装了恒流源以满足绕组温控器的校验。绕组温控器复合传感器插在变压器油箱顶部的油孔内，当变压器负荷为零时，绕组温度计的读数为变压器油箱顶层油面的温度。当变压器带上负荷，通过变压器电流互感器取出的与负荷成正比的电流，经电流匹配器调整后流经嵌装在复合传感器内的电热丝，电热丝产生热量，使复合传感器内的感温介质进一步膨胀，指针温度表弹性元件的位移量增大。因此，在变压器带上负荷后，弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器的负荷电流两者所决定。变压器绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与线圈对油的温升之和。用特制连接线将所校验的绕组温控器相应接点与恒流源相连接，通过调节恒流源电流输出量模拟变压器实际运行的带负荷时温升情况，在恒流源与符合变送器之间安装电流表，随时监测恒流源所提供的电流量值。

4.应用情况及前景分析

研发温控器校验装置对于传统温控器校验有明显的优势，能够满足变压器温控器校验规程要求，可以准确直观的显示试验结果。可以针对以往试验中存在的安全问题进行解决，提高了校验的安全性，并且减少了试验设备的损坏率。装置中，指针温度表与信号接点状态显示仪的连接电缆使用的接线头是航空接头，具有防震、防水、安全插拔的特点，可以减小试验环境对试验结果的影响。该校验装置可以针对电力系统实际情况进行兼容性和扩展性设计与改进。如可以设计温显仪具有回路故障判断功能。本装置采用组合式结构，各个组件更换便捷。结构合理、性能优越、配套完整，能够实现实际工作中各种型号温控器的校验需求。