一种主变压器温度表校验台的设计

引言

变压器是变电站的心脏,主变的温度反映了主变本体及绕组带负荷运行时的状况,电力变压器过载或局部异常会引起变压器油温参数变化,如果长期运行在过热状态下,则可导致绕组绝缘老化加快、使用寿命和安全系数降低,甚至发生恶性电力事故。电力变压器的油温和绕组温度是主变压器运行工况监测的重要参数,关系到运行中的变压器风冷投入、温高报警、油温过高跳闸等保护的正常动作。因此,主变温度表作为主变压器的重要辅助部件,其合格稳定的质量对主变的正常运行起着非常重要的作用。按照《中华人民共和国国家计量技术规范一机械指针式温湿度表校准规范》规定,温度指示表的校验周期建议为1年。

1温度表校验现状

目前,主变压器温度表主要分为油温温度表和绕组温度表,校验时需将温度表拆除,临时安装标准表,并将温度表送至仪表校验室进行校验,校验合格后装回原位置,方可继续使用。传统主变温度表的校验、检定过程较为繁琐,所需稳压电源、温度变送器等校验器件、外部接线较多,有时会出现接线松动等情况,校验效率较低,虽能正确无误地对温度表进行检验,但程序繁琐,现场十分杂乱,无法快速检定。市场上常见的温度校验仪一般只对温度表的温度指示精确度进行校验,或者单独对温度表所输出的Pt100信号进行校验,功能太少。

2温度表校验工作原理

2.1温度表测温原理

国内外绝大部分变电站均采用热模拟方法间接测量变压器绕组温度。油温表通过温包探测到油温,传感给自身机械指示和输出温度信号:绕组温度由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,发热元件通过匹配器及变压器TA二次侧负载情况变化而补偿不同的铜油温差。

在温控仪上设置有2～5个微动开关,每个开关配有各自的温度设置指针或温度盘,用于设置触点动作温度值,可提供输出接点分别用于投切变压器冷却系统、超温报警和超温跳闸等,同时在温控仪内还配有Pt100或4～20mA温度变送器,用于主变压器温度的远方监视。温度表输出信号通过中间装置转换成测控装置可以接收的信号,如温度表输出信号与测控装置接收信号一致,则无需中间转换装置。

2.2温度表检验工作流程

对温度表进行外观检查后,进行温度示值误差校验。首先将温度表按照电气原理图完成外部接线,检查温度表、数显仪、测控装置的量程是否一致,将标准温度计和被检温度表装置的感温装置垂直插入恒温装置中,恒温装置恒定温度偏离检定点不超过0.2℃。在温度计全量程范围内选择8～10个校验点进行校验,感温装置在恒温槽中要稳定5min后方可读数,核对标准温度计、机械指示、数显仪显示和输出电流。温度表接线电气原理如图1所示。

3校验台设计

为了解决目前温度表校验过程中遇到的问题,设计了一种主变温度表检定专用校验台,将所需校验零器件整合到一个平台上,校验人员只需按照校验要求接入相应外部接线,即可开始检定校验过程,同时对温度表温度显示功能、报警信号功能、远传信号功能进行同时校验。校验台设计如图2所示。

3.1整体设计

主变温度表检定专用校验台包括操作台、悬挂板和插线盒三大部分,悬挂板上设有横向安放的滑轨,滑轨上设有至少3个挂钩以悬挂连接主变温度表:操作台上垂直设有用于安放主变温度表的悬挂板数个插线盒,插线盒上方设有若干个插接导线用的插线座:插线盒内集成有两个量程不一的数显仪,侧面均开设有散热孔,下方两侧分别通过滑轨滑动连接在操作台上。

检定平台滑轨下方连接有托板,托板下方设有若干个呈一字型排列的杆,每个杆上套装弹簧后连接按压伸缩座,按压伸缩座受力后会伸出或缩回,从而实现滑轨伸出操作台或缩回。通过校验工作状态下滑轨的受力情况,选用了合适的弹簧并设置4组按压伸缩件,保证滑轨工作状态下不回缩。操作台上设有用于封住滑轨出口的封盖,封盖可以直接卡在滑轨出口处,方便拆卸。

3.2设计亮点

(1）该校验台能同时对多只温度表进行显示功能、报警信号功能、远传信号功能的校验,满足一台主变的所有校验需求。(2）该校验台布局收纳合理,外观整洁,安全性高。接线盒滑动安装在操作台上,方便拆卸检修。(3）将操作台上的滑轨设置为按压伸缩状态,长时间不使用时可按压弹回到操作台下,避免周围环境中的灰尘、油气污染。临时不使用时,可用盖板盖住滑轨以及插线盒,保证设备清洁,减少检定误差。

经试验,使用该校验平台大大提高了工作效率,节省了工作时间(按每年校验60只温度表计算,每年节省员工工时300h）,节约了大量人工成本。该平台的使用减少了校验过程中恒温槽(包括水槽和油槽）的调节次数,大大降低了温度调节风险和人员烫伤风险,特别是使用油槽校验100℃及以上温度时,大大降低了高温下继续注油的危险性和火灾发生的可能性,更安全,更可靠。校验结果正确无误,投入运行后能正确反映主变运行情况,有利保障了主变安全稳定运行,受到使用人员的一致好评。

4结语

目前,在电力系统的很多电力部门,已经将温度表作为电力变压器的一种重要保护装置。因此,温度表准确与否对监视变压器运行工况至关重要。通过对该检定平台的应用,希望能对从事电力系统热工计量和相关技术监督工作的同事有所帮助,进一步促进电力变压器的安全稳定运行。