安大慶 田東

前言

油面溫控器要能夠準(zhǔn)確無誤的監(jiān)測變壓器運(yùn)行時(shí)的油溫，在變壓器溫度升高時(shí)能及時(shí)的發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號，如果溫度達(dá)到某限定值時(shí)能夠正確啟動風(fēng)扇或者直接作用于開關(guān)跳閘。因此油面溫控器的示值誤差、動作接點(diǎn)誤差等指標(biāo)必須準(zhǔn)確可靠，必須對其定期進(jìn)行校驗(yàn)，以保證其始終處于良好狀態(tài)。本文講述如何利用現(xiàn)有的簡易設(shè)備制作出一臺符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的油面溫控器校驗(yàn)裝置。

1.實(shí)施背景

在供電系統(tǒng)中變壓器運(yùn)行的溫度高低情況直接影響到變壓器的老化速度、老化程度，甚至影響到變壓器的使用壽命。變壓器上裝設(shè)油面溫控器要能夠準(zhǔn)確無誤的指示變壓器溫度，在變壓器溫度升高時(shí)能及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號，如果溫度達(dá)到某限定值時(shí)能夠正確啟動風(fēng)扇或者直接作用于開關(guān)跳閘，從而提醒運(yùn)行人員加強(qiáng)監(jiān)護(hù)、必要時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。因此油面溫控器的示值誤差、動作接點(diǎn)誤差等指標(biāo)必須準(zhǔn)確可靠，必須定期進(jìn)行校驗(yàn)，以保證其始終處于良好狀態(tài)。以BWY-906型溫控器為例，儀表內(nèi)裝有6組可調(diào)溫度開關(guān)，分別用于多組系統(tǒng)啟動、超溫報(bào)警等。其中指針溫度表的6組接點(diǎn)觸頭均勻分布在直徑僅有25mm的圓形接頭內(nèi)，而且排列密集。在多年的試驗(yàn)工作中發(fā)現(xiàn)，校驗(yàn)開關(guān)接點(diǎn)動作誤差時(shí)，使用萬用表觸碰溫控器的方法難免會發(fā)生誤觸誤碰相鄰接點(diǎn)的情況。在對復(fù)合傳感器的溫包進(jìn)行升溫電阻校驗(yàn)時(shí)，如果同時(shí)對開關(guān)接點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)則需要至少3人配合才能完成，而且同步試驗(yàn)的精度不夠、效率不高。這就對我們校驗(yàn)工作帶來了不必要的麻煩和許多重復(fù)性工作，也會造成測試結(jié)果的誤判斷。

2.創(chuàng)新技術(shù)方案

我們利用現(xiàn)有的簡易設(shè)備制作出一臺符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的溫控器校驗(yàn)裝置。本校驗(yàn)裝置由試驗(yàn)臺、信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀、恒溫油槽、恒流源、溫顯儀、監(jiān)測電流表、控制開關(guān)等組成。在校驗(yàn)變壓器油面溫度控制器時(shí)，將復(fù)合傳感器的溫包置于恒溫油槽中、將指針溫度表與信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀連接，當(dāng)利用恒溫油槽升溫達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，對應(yīng)接點(diǎn)閉合，信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀即在其相應(yīng)顯示燈發(fā)光，這樣就可確定該接點(diǎn)正確動作，同時(shí)溫顯儀顯示當(dāng)前的油溫示值，可以實(shí)現(xiàn)Pt100電阻的測試工作。同理，該裝置可以校驗(yàn)繞組溫控器，只需在校驗(yàn)油面溫控器的基礎(chǔ)上，連接恒流源，通過改變輸出電流，完成其溫升電流參數(shù)設(shè)定校驗(yàn)。

3.方案實(shí)施與構(gòu)成

變壓器溫控器校驗(yàn)裝置在試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)上富有科學(xué)性和普適性，其恒溫油槽和恒流源設(shè)置在試驗(yàn)臺的水平平面左側(cè)，當(dāng)需要進(jìn)行試驗(yàn)操作的時(shí)候，利用機(jī)械原理升起恒流油槽和恒流源的機(jī)體，方便試驗(yàn)人員進(jìn)行相應(yīng)操作，在不進(jìn)行校驗(yàn)工作的時(shí)候，可以將恒溫油槽和恒流源降落到水平臺面以下，有效的節(jié)省了空間，也使得試驗(yàn)儀器得以適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。試驗(yàn)臺平面部分右側(cè)預(yù)留了冰槽儀器位置和試驗(yàn)記錄位置。試驗(yàn)臺的垂直面上安裝了可調(diào)式溫控器指針溫度表固定裝置，并且配置了特制的信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀和2個(gè)符合規(guī)程規(guī)定的溫顯儀，同時(shí)可以看到垂直面右下方安裝了監(jiān)測用電流表和分別與恒溫油槽、恒流源、溫顯儀連接的四個(gè)控制開關(guān)。該溫控器校驗(yàn)成套裝置的連接走線全部實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺面板背部走線的原則，提高了試驗(yàn)的安全性和可靠性。在研發(fā)該裝置的時(shí)候考慮到校驗(yàn)的溫控器型號有所不同，設(shè)計(jì)了不同的轉(zhuǎn)換接口，能夠根據(jù)實(shí)際情況完成不同型號溫控器的校驗(yàn)工作，其兼容的特點(diǎn)使該裝置的實(shí)用性進(jìn)一步提高。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)型號的油面溫控器和繞組溫控器的校驗(yàn)工作，能夠科學(xué)準(zhǔn)確直觀的顯示試驗(yàn)結(jié)果。運(yùn)用物理性能卓越的航空插頭連接指針溫度表，安裝了6個(gè)不同顏色發(fā)光管、2節(jié)5號干電池，將發(fā)光管并聯(lián)接入帶有電池的線路板，制作成信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀。

溫控器是由彈性元件、毛細(xì)管、感溫包組成，這三部分構(gòu)成的密封系統(tǒng)內(nèi)充滿感溫介質(zhì)。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，感溫部件內(nèi)感溫介質(zhì)的體積隨之變化。這個(gè)體積增量通過毛細(xì)管傳遞到指針溫度表的彈性元件，使之產(chǎn)生一個(gè)相對應(yīng)的位移。這個(gè)位移經(jīng)過機(jī)構(gòu)放大后，帶動指針指示溫度變化，并驅(qū)動微動溫度開關(guān)，控制相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)，達(dá)到控制變壓器溫升的目的。試驗(yàn)時(shí)，將溫控器的溫包放至于可以自動加熱的恒溫油槽內(nèi)，溫控器電纜接頭接入自制信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀，初期油槽溫度未達(dá)到接點(diǎn)動作溫度時(shí)，檢定裝置的接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀內(nèi)所安裝的發(fā)光管不發(fā)光。當(dāng)油槽溫度升高時(shí)，溫控器感溫部件內(nèi)感溫介質(zhì)的體積隨之變化。這個(gè)體積增量通過毛細(xì)管傳遞到指針溫度表的彈性元件，使之產(chǎn)生一個(gè)相對應(yīng)的位移。這個(gè)位移經(jīng)過機(jī)構(gòu)放大后，帶動指針指示溫度變化，并驅(qū)動微動溫度開關(guān)閉合，此時(shí)可以非常清晰直觀的看到該接點(diǎn)的發(fā)光管的回路接通并且發(fā)光，隨著油槽溫度的繼續(xù)升高，其他發(fā)光管也會在其設(shè)定的接點(diǎn)動作溫度下發(fā)光。當(dāng)油槽溫度下降時(shí)，溫控器的內(nèi)感溫介質(zhì)的體積隨之變小，接點(diǎn)斷開，發(fā)光管熄滅。通過這種方法該溫控器的接點(diǎn)狀態(tài)檢定就順利完成。與復(fù)合傳感器內(nèi)的兩個(gè)Pt100電阻模塊分別相連接的是固定在試驗(yàn)臺上對應(yīng)的溫顯儀。已知Pt100電阻溫度傳感器具有精度高、阻值變化范圍大、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)過程控制和測量系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。用鉑熱電阻測溫時(shí)，將鉑熱電阻接入溫顯儀，通過溫顯儀測量出鉑熱電阻的阻值，從而顯示出溫度。該溫控器采用了復(fù)合傳感器技術(shù)，當(dāng)恒溫油槽溫度發(fā)生改變，感溫介質(zhì)推動彈性元件的同時(shí)，能同步引起鉑熱電阻阻值變化，可供校驗(yàn)裝置中的溫顯儀顯示實(shí)時(shí)油溫。隨著對變壓器運(yùn)行安全要求的不斷提高，繞組溫控器作為一種繞組溫度變化監(jiān)測設(shè)備，已愈來愈廣泛地應(yīng)用在變壓器上。溫控器校驗(yàn)裝置考慮到這一點(diǎn)，在試驗(yàn)臺上同時(shí)安裝了恒流源以滿足繞組溫控器的校驗(yàn)。繞組溫控器復(fù)合傳感器插在變壓器油箱頂部的油孔內(nèi)，當(dāng)變壓器負(fù)荷為零時(shí)，繞組溫度計(jì)的讀數(shù)為變壓器油箱頂層油面的溫度。當(dāng)變壓器帶上負(fù)荷，通過變壓器電流互感器取出的與負(fù)荷成正比的電流，經(jīng)電流匹配器調(diào)整后流經(jīng)嵌裝在復(fù)合傳感器內(nèi)的電熱絲，電熱絲產(chǎn)生熱量，使復(fù)合傳感器內(nèi)的感溫介質(zhì)進(jìn)一步膨脹，指針溫度表彈性元件的位移量增大。因此，在變壓器帶上負(fù)荷后，彈性元件的位移量是由變壓器頂層油溫和變壓器的負(fù)荷電流兩者所決定。變壓器繞組溫度計(jì)指示的溫度是變壓器頂層油溫與線圈對油的溫升之和。用特制連接線將所校驗(yàn)的繞組溫控器相應(yīng)接點(diǎn)與恒流源相連接，通過調(diào)節(jié)恒流源電流輸出量模擬變壓器實(shí)際運(yùn)行的帶負(fù)荷時(shí)溫升情況，在恒流源與符合變送器之間安裝電流表，隨時(shí)監(jiān)測恒流源所提供的電流量值。

4.應(yīng)用情況及前景分析

研發(fā)溫控器校驗(yàn)裝置對于傳統(tǒng)溫控器校驗(yàn)有明顯的優(yōu)勢，能夠滿足變壓器溫控器校驗(yàn)規(guī)程要求，可以準(zhǔn)確直觀的顯示試驗(yàn)結(jié)果?？梢葬槍σ酝囼?yàn)中存在的安全問題進(jìn)行解決，提高了校驗(yàn)的安全性，并且減少了試驗(yàn)設(shè)備的損壞率。裝置中，指針溫度表與信號接點(diǎn)狀態(tài)顯示儀的連接電纜使用的接線頭是航空接頭，具有防震、防水、安全插拔的特點(diǎn)，可以減小試驗(yàn)環(huán)境對試驗(yàn)結(jié)果的影響。該校驗(yàn)裝置可以針對電力系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行兼容性和擴(kuò)展性設(shè)計(jì)與改進(jìn)。如可以設(shè)計(jì)溫顯儀具有回路故障判斷功能。本裝置采用組合式結(jié)構(gòu)，各個(gè)組件更換便捷。結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)越、配套完整，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際工作中各種型號溫控器的校驗(yàn)需求。