摘要：变压器是发供电中最重要的枢纽设备，保证其可靠安全运行的其中一项重要指标就是油温正常。如果油温不能随时得到监控，变压器的异常运行就无法及时发现，这将给设备造成极大安全隐患。老式监测变压器油温采用传统的现场察看方式，这种方法存在着较大的弊端，不能随时发现油温异常情况。
关键词：变压器；油温；远程监测
1.引言
随着计算机和通信技术的快速发展，人们能够更加方便地得到信息，读取信息，这给人们生活带来了方方面面的变化，变压器作为是电力系统网络中重要的设备，它的发明为远距离配送电提供了重要的保证。变压器使用的油是保证变压器减少老化的重要部分，油因为天气环境或者内部所含量发生了变化，油会出现多种变化，最后影响变压器的使用寿命。并且变压器经过长时间运行，产生许多问题跟优质有比较大的关系，变压器里充满了油，起着绝缘和冷却作用，通过对流循环保证变压器的各部分工作稳定，大部分变压器老化是由于热故障造成的，由于油引起的故障，也占一大方面，传统的人工方法观察，不太及时，智能信息处理现在发展很快，取得了很好的效果。最近几年传感器技术得到了飞快的发展，并且得到了许多成功的应用，温度传感器可以根据不同的温度选择不同标准的传感器，而且效果不错。通过分析变压器油路结构和变压器基本工资原理后，讨论利用设备温度传感器来进行多个变压器油温检查。对于变压器的油温进行测量，变压器参数都有一定的指标，如果超过或低于这个指标，温度过高会影响变压器的老化，油质变坏，利用传感器油温检测并发送到监控终端及时显示，便于分析。所以研究使用传感器进行变压器油温温度检测具有重要意义。
先通过收集信息，然后把信息使用各种方法进行处理，最后通过计算机分析信息，再把分析的信息进行设备打印。
2.变压器基本原理
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
3.变压器油温检测
变压器温度的测试主要是接触式测温。测试方法有以下几种。
3.1独立式电阻传感器测温
独立式电阻传感器测温主要用于变压器上层油温的测量。传感器：是指将感受到的物理量、化学量等信息，按照一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。独立式电阻传感器的结构：由热电阻、绝缘套管、保护套管、接线盒及接线盒盖组成。独立式电阻传感器测温工作原理：采用热电阻作为测温元件，利用金属导体的电阻值随温度变化而改变的特性来进行温度测量的。纯金属及多数合金的电阻率随温度升高而增加，即具有正的温度系数。在一定温度范围内，电阻-温度关系是线性的。温度的变化，可导致金属导体电阻的变化。这样，只要测出电阻值的变化，就可达到测量温度的目的。
独立式电阻传感器测温常见的故障有：热电阻电阻丝之间短路或接地；热电阻电阻丝断开；保护套管内有积水或污物，局部短路；电阻元件于接线盒间引出导线断路；连接导线接触不良使电阻值增大，或有局部短路等。
3.2压力式温控器测温
压力式温控器的结构及原理：由充满感温物质的温包、传压毛细管及盘簧管构成。温包内充填的感温物质有气体、液体式液体蒸气等。测温时，温包置于被测介质中，温包内的感温物质因温度升高，其体积膨胀，压力增大，从而使盘簧管变形，借助齿轮或杠杆转动机构传动，由指针指示出相应的温度值。同时驱动微动开关输出电信号。这些微动开关分别用于控制变压器冷却系统、温高报警系统、温高跳闸系统，达到监控变压器温升的目的。随着变电站综合自动化系统的广泛运用，变压器温度测量不仅要有本体温度的显示，还要有数据远传到数百米远的控制室里，在计算机上显示出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆压力式温控器及电接点仅完成本体温度监控功能，而远方微机监测及越限报警等功能则需要加装非电量/电量转换变送器后再进行A/D转换，送到监控微机进行数据处理。
3.3含复合式传感器的温度指示控制器的测温
复合传感器的温度指示控制器的构成是在压力式温度控制器温包结构上增加一套热电阻装置。温度遥测方式常见有两种形式：一种是将Pt100铂电阻信号从温控器的接线上引出，通过控制电缆将温度信号远传到数百米远的控制室里，经温度变送器转换为电压（0~5V）或电流（4~20mA）输出方式；另一种是在油温指示控制器内嵌装一个温度变送器，直接输出电压（0~5V）或电流（4~20mA）信号，这些信号再送至模拟量数据采集装置进行数据处理，处理后的数据送监控机计算、标度系数处理，还原显示油温的摄氏温度数值。实现了变电站远方监测变压器的油温。
4.变压器远方测温
变压器远方测温可以分为两种类型，一类是通过热电阻信号进行数据远传。其热电阻可以是单独的传感器，也可以在本体温控仪的传感器中采用复合结构，通过温度变送器将非电量转换为电量送至主控室的监控盘上。另一类是用电信号进行远传。即温度变送器安装在温控仪内部，常见于绕组温控仪。其结构是跟随压力式温控仪的指针转动，带动一个滑线电阻器，这一电阻值的变化，作为温度变送器的输入。
无论是热电阻信号通过温度变送器进行数据远传，还是电信号进行数据远传，它们都要向数采单元提供直流模拟信号，通过信号变换电路、放大电路、非线性校正或开方运算电路、A/D转换和驱动电路、数显驱动电路、V/I转换器以及调节触点电路实现A/D转换，最终在站端机上还原为温度值。
5.变压器测温中遇到的几种常见故障
1）变压器在运行时，本体温度显示正确，而微机监控窗口数据显示不稳定，出现天文数量级跳变或根本不能正常工作的现象。对出现这种现象的变电站，经过观察分析发现变电站周围有发射塔，使周围环境有很强的电磁污染和各种高频干扰信号，加之国产温控仪自身电磁兼容特性差、抗干扰能力不强等原因，造成了本体温度显示正确，而微机监控窗口数据显示不稳定，出现天文数量级跳变或根本不能正常工作的现象。站内温度变送器由早期数字温度表进行转换，其输入电路基本无抗干扰考虑造成。把测温变送器使用的抗干扰能力差的三端输入形式改为四端输入，增加变送器（数表）输入抗干扰能力，使其能在较强高频信号干扰下正常工作。同时还采取了把变送器模拟量输出传输改用单芯屏蔽加总屏蔽电缆等措施，初步取得了效果。
2）新安装后不久的温控仪本体温度指示不能随温度的变化而变化，而远方温度指示正确。在现场，认真查找原因，发现温包与毛细管接头处被折了死拐或毛细管中间有被踩扁现象，这样就影响了温包内的感温介质随温度变化体积随之变化的传递，使指针在刻度盘上指示的数据不能正确反映温度。通过对安装单位与检修队人员的培训，使他们在安装与检修时注意这一方面问题。
3）某220kV变电站主变压器绕组温度本体指示及远方监控机数据均为142?，分装于两侧的两只上层油温表指示同为50?。经查：高压侧，保护及测量TA电流为正常值200A（变流比为750/5），测温绕组专用TA变流比为600/5，二次电流为5A。鉴于保护及测量TA绕组电流200A相同，为正常值，选600/5的测温绕组正常二次值应为1.66A，现场测得电流为5A，其值显然为异常偏大，以5A电流作为绕组温度的辅助加热条件，显然将引起温度计示值急剧增加。出现绕组测温TA电流增大3倍的可能性一般有两种：#主变压器220kVB相专用TA绕组误将200/5抽头作为600/5引出。?B相专用TA绕组出现层间匝间短路故障。经主变压器B相套管吊心检查，故障原因为本应600/5变流比误接200/5抽头。
参考文献
[1]变电站综合自动化实用技术问答[M].北京：中国电力 出版社，2007.
[2]变电站综合自动化实用技术1000问[M].北京：中国 电力出版社，2008.
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[4]温度测量与仪表维修问答[M].北京：中国计量出版社，2000
作者信息：高外（1989-），男，汉族，高级工、助理工程师，研究方向为电力系统配电运维方面
项目名称：配电油性变压器远方异常传感器研制
项目编号：GDZC-031920160306
论文作者:高外
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/2
标签：变压器论文; 测温论文; 温度论文; 绕组论文; 传感器论文; 电流论文; 热电阻论文; 《电力技术》2016年第11期论文;