温控变压器设计(变压器用温控器的校验及影响因素)

变压器用温控器分为油面温控器和绕组温控器，它不仅用于测量变压器油面和绕组的温度，还具有变压器冷却系统的启动、停止，报警信号和事故跳闸功能，以实现对变压器运行工作状态的的远程监控，可以避免或减少变压器因温度过高而引发的故障，是变压器的重要保护设备之一。

为了保证变压器用温控器功能的正常发挥，应根据变压器的运行情况对其定期校验，以判断示值误差、示值回差、接点动作误差、切换差等技术要求是否合格。本文简要介绍了变压器用油面温控器和变压器用绕组温控器的结构原理，分析介绍了变压器用温控器的校验方法，分析了影响实验结果的原因，并针对变压器用温控器的校验提出了相关建议。

为了确保温控器功能的正常发挥，应根据变压器的运行情况定期校验，以确定示值误差、示值回差、接点动作误差、切换差等技术指标是否合格。本次校验以大连众和生产的BWY-804AJ（TH）变压器用油面温控器和BWR-04J（TH）变压器用绕组温控器为例子进行分析介绍，如图9所示。

3.1 油面温控器校验

图9为油面、绕组温控器校验安装图 图10为温控器综合检测系统

油面温控器的校验分为例行试验和型式试验，本文只针对例行试验的示值误差、示值回差、接点动作误差、切换差校验方法进行分析介绍。本次校验采用图9温控器校验设备-ZH-2000温控器综合检测系统，是大连众和光电科技有限公司研发的，它由恒温油槽、检测仪表箱、操作台三部分组成。

3.1.1 技术要求

（1）示值误差：温控器的允许误差为准确等级对应的百分数与其量程之积，应不超出允许误差，例如BWY-804AJ（TH）型油面温控器的量程为0-150℃，精确等级为1.5，则它的示值误差为±（150×1.5%）＝±2.25℃。

（2）示值回差：应不大于允许误差的绝对值，即2.25℃。

（3）接点动作误差：应不超出允许误差的1.5倍，即±2.25℃，且设定点间距应≥6℃。

（4）切换差：应为5℃±3℃（即2℃-8℃）。

3.1.2 示值误差及示值回差校验

（1）示值误差：将温控器表头垂直固定在仪表箱内，温包全部没入恒温油槽，测量点选取至少4个，应包括上限和下限，也就是说最大值和最小值必须检测，其余各点应均匀选取，从下限向上限测量，上限（最大值）只有正行程，下限（最小值）只有返行程。对于读数要求是，视线应垂直于表盘读数。如采用放大镜读数，视线必须从放大镜中心穿过，读值时要估算到小数点后一位。测量点的测量要采用标准温度计（二等铂电阻）进行比较，恒温槽的温度与标 准温度计值不得大于±0.5℃示值。示值误差的计算公式为：TW=TS-(TB+TX),其中TW为被测 图11为示值校验设置界面 温控器示值误差，TS为被测温控器示值，TB为标准温度计示值，TX为标准温度计的修正值。根据系统的设置，示值正行程校验结束检测系统自动返 行程校验。

（2）示值回差：当温控器被测点达到测量温度上限时，系统自动开始返行程，同一测量点正、反行程的示值差值的绝对值即为该测量点的示值回差。

3.1.3 接点动作误差误差及切换差校验

将温控器的开关按顺时针方向设定在接点设定的测量点上，并将开关输出信号接入电路中（电流应大于100mA），将被测温控器温包和标准温度计插入稳定在低（或高）于（一般不少于10℃）设定点温度的恒温槽中，直到温控器示值稳定（一般不少于10min），然后均匀改变恒温槽温度（温度变化速率应为0.8℃/min-1℃/min），使接点产生闭合或断开的切换动作。在动作瞬间，读取的是标准温度计示值，即为该开关的上切值（正行程）或下切换值（反行程）。上切换差与设定点的差值，为接点动作误差，上切换值和 图12为参数设置界面 下切换值的差值即为切换差。ZH-2000温控器综合检测系统可同时校验示值误差、回差及接点动作误差、切换差，并以示值误差、回差测量配合接点动作误差、切换差进行。图12为校验参数设置界面，包括仪表恒温时间、仪表升降温系数、

试验基准温度等。

3.2 绕组温控器校验

3.2.1 技术要求

（1）绕组温控器同油面温控器示值误差、示值回差、接点动作误差、切换差的技术要求相同。

（2）热模拟装置输入0.5A-5A的附加电流时，所产生的附加温升应符合表1的规定。

（3）温控器的示值温升误差应不超出允许误差，150×2.0=3℃，（绕组温控器精度为2.0级） 表1为温升对应电流表

3.2.2热模拟特性校验

将温控器温包插入固定在恒温油槽中，确保温控器温包浸没深度不小于150mm，将恒温槽的温度控制在80℃±1℃，并稳定15min。调整工频电流发生器，使得输入电流Ict为5A，按温控器操作说明进行调整，使得加热电流Ih为740mA。待稳定45min后读取温控器示值。

其中，需要对变流器的档位进行选择，满足要求。该表首先需求Ip值，通过说明书确定变压器变比1500:5A及变压器互感器额定电流600A，计算出Ip=600A ×5A/1500, 表2为电流对应档位表 得 2A ，因技术要求输入为5A，且设备满足，只需在电脑检测界面温升试验处输入5A即可。其次需要得出Is值，根据变压器厂给出的铜油温差∆T=20℃，查表1为1.04A。温升试验开始后，系统提示加入5A电流，需调整Ih（Is）加热电流为1.04A。计算档位，1.04A/5A=20.8%，根据表2，则为A型K5，如电流不准确，可以微调旋转电位器。

四、影响因素及相关建议

1.恒温时间：不同产品型号的绕组温控器传感器部分不太相同，发现其中有一部分加了加热结构，造成了温包与恒温油槽之间电阻偏大，影响加热时间，因此稳定基础油温时，要求油温指示与油槽温度在允许误差范围内，等待时间就会很长。下表3为大连世有电力科技有限公司生产的BWR2-04AJ（TH）产品做的一组数据，15min时，读取一次仪表温度，60min时读取第二次仪表温度，发现二者区别较大，15min时均不在允许误差范围内，60min时刚好在合格范围内。

示值测量点（℃）

15min仪表油温值

60min仪表油温值

80

72

78

表3为温包插入深度不同的数据对比

校验过程中，如没有等待基础油温平衡，去加载电流，会对校验结果造成一定影响。所以，必须等待恒温油槽与绕组温控器的油面指示平衡时，才能加载电流。对待此类产品时间需要设置相对长一点。

2.侵没深度：变压器用温控器传感器是一种压力式结构压力式，油温的变化

使温包内感温介质受热膨胀所产生体积增量，通过毛细管传递到弹性原件上，使弹性元件产生一个位移，这个位移经机构放大后指示被测温度并带动微动开关工作。因此，温包没有完全浸没到恒温油槽里面，那么会对感温介质受膨胀的影响变小，造成校验结果误差偏大，影响校验结果的准确性。

针对此情况，对同一产品做了比较试验，如下表，结果发现浸没深度大于150mm以上的数值在允许误差范围内，接近理想值，而小于150mm时，则基本都超出范围。所以校验时，必须检查是否侵入深度大于150mm。

示值测量点（℃）

≥150mm实际示值

≤150mm

0

1

2.6

50

50

47.5

100

99.5

96

150

149.8

146.8

3．传感器加装套筒：由于该表的加热元件处在温包里面，而温包插在热循环的恒温油槽内，难免会造成热量小部分散失，影响测量结果的准确性。为了验证是否正确，用大连众和光电科技有限公司生产的一块表先不装套筒校验，然后装套筒校验，发现装套筒的温升值比不装套筒的要大，更接近目标值。所以在今后的校验中，需对温包加装套筒校验。