變壓器熱點(diǎn)溫度運(yùn)算測(cè)量方法

　　電子變壓器目前，變壓器繞組熱點(diǎn)溫度測(cè)量方法有直接測(cè)量法、熱模擬測(cè)量法 和間接計(jì)算測(cè)量法。

　　直接測(cè)量方法是在變壓器繞組直接埋設(shè)傳感器，使用溫度測(cè)量?jī)x測(cè)量顯示繞組溫度。成熟的方法是使用光纖技術(shù)，在變壓器繞組制造過程中埋入光纖，埋入點(diǎn)越多越精確。但維護(hù)技術(shù)復(fù)雜，成本昂貴，主要用于變壓器在實(shí)驗(yàn)過程中于熱模擬測(cè)量法進(jìn)行比較，校對(duì)熱模擬測(cè)量的誤差。

　　熱模擬測(cè)量方法是根據(jù)變壓器負(fù)載損耗與負(fù)載電流成正比平方關(guān)系而發(fā)展的一種繞組測(cè)量方法。繞組溫度表在油溫表的基礎(chǔ)上配備一臺(tái)電流匹配器和電熱元件，通過溫度疊加來反映變壓器繞組溫度。這種測(cè)溫方法具有簡(jiǎn)單、適用的特點(diǎn)，但誤差較大。

　　間接計(jì)算測(cè)量方法是根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)推薦的油浸式電力變壓器繞組熱點(diǎn)計(jì)算公式，通過計(jì)算各種關(guān)鍵參數(shù)和變壓器負(fù)載電流值來計(jì)算繞組熱點(diǎn)溫度。這個(gè)公式是公認(rèn)的經(jīng)典方法，具有相當(dāng)?shù)木取１疚囊悦绹?guó)威斯科勒公司生產(chǎn)的Advantage CT型產(chǎn)品為例，介紹這種智能化儀表在溫度運(yùn)算方面的參數(shù)應(yīng)用。

　　Transformer Advantage CT 是一種緊湊、全電子、可編程的智能型的用于精確和可靠測(cè)量油浸式變壓器溫度的儀表，在這個(gè)儀器中應(yīng)用了摩托羅拉公司ColdFire 微處理器，可以監(jiān)控頂層油溫、負(fù)載電流、和模擬計(jì)算繞組溫度。模擬計(jì)算繞組溫度使用了11個(gè)關(guān)鍵的變壓器參數(shù)和公認(rèn)的變壓器溫度運(yùn)算法則。而不是僅僅通過測(cè)量線電流來運(yùn)算繞組溫度值。

　　WTA(繞組溫度運(yùn)算)使用了基于邏輯和數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)的方程式，即油浸式變壓器IEEE標(biāo)準(zhǔn) C57.92-1995。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包含比AdvantageWTA更多的變量，許多變量是基于安裝的變壓器特性，但并不是都有用途 。因此WTA 放棄了一些不切實(shí)際的變量。Advantage 專注于使用最新的知識(shí)來設(shè)計(jì)儀表，在繞組溫度測(cè)量方面具有優(yōu)勢(shì)地位。

　　下邊重點(diǎn)介紹與WTA有關(guān)的11個(gè)變量

　　1. 絕緣油類型

　　絕緣油包括礦物油和硅油。礦物油用于高溫變壓器，具有高熱傳導(dǎo)和高阻抗。因?yàn)楣栌陀休^低的熱特性，可以比礦物油帶走更多的熱量，這將導(dǎo)致較慢的溫升和快的熱量傳遞。

　　2. 油容量。

　　是指變壓器主油箱內(nèi)的油容量，而不包括油枕或著其他額外的油箱。油容量對(duì)于變壓器溫升有逆向作用，既油容量增加，溫升或冷卻速率就降低。

　　3. 空氣循環(huán)方式。(必要參數(shù))

　　是指空氣在散熱片流動(dòng)的方式。選項(xiàng)是強(qiáng)制循環(huán) 或自然循環(huán)。這個(gè)選項(xiàng)對(duì)應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AF 和AN的描述。強(qiáng)制循環(huán)包括 風(fēng)冷片式散熱 和 風(fēng)冷卻器強(qiáng)制散熱。自然循環(huán)指沒有風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)的情況。對(duì)于水冷，選擇 自然循環(huán)。

　　4. 油循環(huán)方式。(必要參數(shù))

　　是指變壓器油是如何流過散熱器或其他的熱交換設(shè)備的。選項(xiàng)有強(qiáng)制、直接 或自循環(huán)。這些變量對(duì)應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OF、OD、ON的描述。選擇正確的油循環(huán)方法非常重要，因?yàn)閺?qiáng)油循環(huán)和直接油冷卻設(shè)備對(duì)于繞組溫度時(shí)間常數(shù)有重要的影響。直接油冷能快速提高頂層油溫，當(dāng)油泵啟動(dòng)時(shí)，頂層油溫和線圈溫度事實(shí)上聚合在一點(diǎn)。強(qiáng)制循環(huán)和直接循環(huán)都是有油泵驅(qū)動(dòng)變壓器油的流動(dòng)。但是直接循環(huán)使用特殊的方法來使油直接從換熱器流動(dòng)到線圈油隙。直接油循環(huán)比簡(jiǎn)單的強(qiáng)制循環(huán)更有效率，和更有優(yōu)勢(shì)。

　　5. 線圈結(jié)構(gòu)形式

　　線圈結(jié)構(gòu)變量指線圈的結(jié)構(gòu)。選項(xiàng)是矩形結(jié)構(gòu) 或圓形結(jié)構(gòu)。矩形結(jié)構(gòu)通常用在10MVA以下的變壓器，這種結(jié)構(gòu)通常在鐵心和線圈之間的傳熱效率較低。而圓形結(jié)構(gòu)的線圈中有大量的冷卻油隙，因此有明顯的冷卻優(yōu)越性。

　　6. 器身重量

　　器身重量指鐵心和繞組的合計(jì)重量，不包括油箱重量。這個(gè)數(shù)據(jù)通常為銘牌中器身重。鐵心重量和熱傳導(dǎo)時(shí)間常數(shù)成反比關(guān)系，器身越重則發(fā)熱梯度越大。

　　7. 變壓器容量(必要參數(shù))

　　指在全部冷卻設(shè)備開啟，溫升在允許的范圍內(nèi)的變壓器最大功率，在銘牌數(shù)據(jù)中這個(gè)數(shù)據(jù)通常表達(dá)為在開啟不同數(shù)量的冷卻設(shè)備下，對(duì)應(yīng)的一系列數(shù)值。本參數(shù)要求輸入最大的數(shù)值，即在開啟全部冷卻設(shè)備和都運(yùn)行正常的工況下。

　　8. 最大線電流(必要參數(shù))

　　是指通過測(cè)量CT 的變壓器線電流(主回路)，測(cè)量CT 是提供二次電流到儀表的的互感器?？赡苁翘坠苄突騼x表式互感器。而不論互感器是在高壓測(cè)還是低壓側(cè)。

　　9. 油自然循環(huán)溫升梯度(必要參數(shù))

　　自然循環(huán)梯度指在沒有油泵推動(dòng)的情況下油通過散熱器自然循環(huán)狀態(tài)下 ，頂層和線圈溫度的溫差。在變壓器實(shí)驗(yàn)報(bào)告中會(huì)提供ONAF 冷卻下 ON 梯度。不論油循環(huán)條件如何，這個(gè)值是必需的。即使在OF 或OD 冷卻狀態(tài)下也要輸入這個(gè)值，是因?yàn)樽儔浩鱋N 溫升響應(yīng)先于冷卻設(shè)備啟動(dòng)前。ON狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)溫升高于OF 或OD 狀態(tài)下的溫升梯度。

　　10. 強(qiáng)制油循環(huán)溫升梯度(必要參數(shù))

　　是指在油泵的推動(dòng)下，油通過散熱設(shè)備 (如散熱片)的循環(huán)條件下頂層油溫和繞組溫度的差異。當(dāng)在FCIRC 菜單中選擇FORCE 選項(xiàng)時(shí)才要求輸入這個(gè)數(shù)據(jù)。OF數(shù)據(jù)應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中找到。

　　11. 直接油循環(huán)溫升梯度(必要參數(shù))

　　直接油循環(huán)(OD)溫升梯度是在油泵驅(qū)動(dòng)下，通過特殊的多通道直接流動(dòng)到器身繞組油隙中進(jìn)行冷卻的條件下，頂層溫度和繞組溫度的差異。只有在FCIRC 選項(xiàng)菜單中選擇了OD 方法，才要求這個(gè)數(shù)據(jù)。

　　上邊是影響繞組運(yùn)算的關(guān)鍵11個(gè)參數(shù)，其中7個(gè)必要參數(shù)決定了計(jì)算的精度。這些參數(shù)通常情況下可以很容易在銘牌數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告中獲得。因此，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用這種智能型變壓器監(jiān)控表，具有實(shí)用、精確、可靠的特性。