摘要：变压器是电力系统的重要组成部分之一，它的安全稳定运行是电网安全可靠的必备条件。而变压器的使用寿命取决于其各部件绝缘能力是否满足相关要求，其中绕组绝缘能力就是关键一项。绕组温度超过其绝缘耐受强度将会加速绝缘老化，影响变压器正常工作，缩短变压器使用寿命，因而测量、监控变压器绕组温度显得尤为重要。
关键词：变压器；绕组温度计；异常诊断
引言：
变压器的使用寿命取决于其绝缘材料的老化程度，而绕组温度（尤其是其最热部分的温度）对绝缘材料的老化起决定作用。所以，大、中型变压器都配备了绕组温度监测装置。监测装置必须可靠，因为当变压器超出允许温度或监测装置不准确时，会给变压器的运行带来一定程度的影响。针对变压器绕组温度计应用中的隐患进行分析，并提出改进思路，旨在能提高绕组温度计的可靠性和稳定性，保证变压器安全稳定运行。
一、变压器绕组温度计的工作原理
通常变压器在运行的过程中会有负载损耗产生，这就会引起变压器绕组发热，从负载损耗的公式中可以看出，绕组的发热和变压器电流的平方之间是成正比的。因为变压器的绕组是被绝缘油包围着的，所以用油的温度和变压器中通二次电流的电热元件的温度相加就可以将变压器的绕组温度测量出来。
绕组温度计是在一个油面温度计的基础上，又配备了一台电流匹配器以及一个电热元件，绕组温度计的原理图如图1所示。
绕组温度计的工原理是在位于变压器油箱顶层的油孔内插入温度计传感器的温包，在变压器无负荷的时候绕组没有发热现象，这时温度计中显示出来的温度就是变压器油的温度。如果变压器处在带负荷的运行状态中时，电流互感器输出的电流得到电流匹配器调整之后将会流经电热元件，这时电热元件将会发热。弹性元件在受到电热元件所产生热量的影响下，位移量将会变大。
油孔也就是温度计座是筒形的，其位于变压器油箱的顶部具有导热功能但是和变压器油系统之间是隔离的。在使用的过程中首先在油孔内将感温油加满之后将温包插入，之后将温包取出来将少量的感温油抽吸出来，要保证温包杆的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再将温包放入感温油中同时使用螺纹将其固定住。这样可以确保油孔内的感温油可以发生膨胀并确保油孔就有良好的传热功能，这样可以保证测量温度的准确性。
二、绕组温度测量方法
绕组温度的测量方法可分为直接测量法、间接计算法和热模拟法三种：
1. 直接测量法
直接测量法，即在变压器绕组埋设感温元件，埋设点越多测温越准确。已经在工程实践中得到应用的有光纤测温技术和激光测温技术。此种方法虽能快速响应绕组温度变化，测温精度也较高，但其产品制造技术复杂、价格昂贵、维护难度大，因此未能推广应用。
2.热模拟测量方法
该种测量方法因为在变压器上安装的用来测量温度的设备经过长期的使用测量精度将会降低，会产生较大的测量误差，也就是无法实现对变压器绕组温度进行准确的测量，所以会有很多的隐患，有些国家已经停止使用该种测量方法来对变压器绕组温度进行测量，在我国使用的也越来越少。
3.间接计算法
间接计算法，即根据假设的变压器热模型，结合实践经验，拟合绕组热点温度计算公式，估算绕组热点温度。这是目前变压器绕组热点估算的经典方法，该方法误差较大（约为 15%），不能准确反映绕组温升变化。
三、使用绕组温度计时需要注意的问题
从图1中可以看出，在绕组温度计中，微调电位器可能会出现接触不良的情况，因为该微调电位器在电路中主要是实现对元件的加热，起到了分流器的作用，如果被保护的变压器的油温温升比较小的时候，IS就比较小，这时微调电位器的分流量就比较大，更容易出现接触不良的现象，为了避免出现接触不良的情况，在使用绕组温度计的过程中需要注意的问题有：
1.在生产组装绕组温度计的时候要确保微调电位器的三只脚都焊接牢固，如果微调电位器的动触点出现了开路情况，另外的两只脚所形成的固定电路依然还能起到分流作用，可以在很大程度上对动触点的开路所造成的影响起到缓解作用。
2.为了有效减少微调电位器的调节量，实现动触点开路对绕阻温度计所造成的影响的缓解，需要将一个可投撤的固定电阻并联在微调电位器的旁边，同时要将一个固定的电阻串联在微调电位器的前面
3.要对原跨线的整定规则进行修改，根据实际情况对电流匹配器的档位进行调整，以实现对微调电位器分流量的减少。在对跨线进行整定的时候，要进行具体问题具体分析，做到灵活的整定，以确保测量的准确性。
4.将表校完之后，在对变压器的温包进行恢复时要确保在油孔内注入一定量的油然后将保温包插入，要温包杆的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再将温包放入感温油中同时使用螺纹将其固定住，以免有雨水进入仪器而导致短路或者将电器回路烧坏。
四、绕组温度测量方法改进设想
基于热模拟法的机械式绕组温度计仍存在一些不足：
1.电流匹配器故障将使绕组温度测量值异常，甚至导致误发主变跳闸信号。
2.变压器发生瞬时大电流时，附加电流不能在感温探头上迅速产生附加温升，无法及时启动冷却系统。
3.温度指示及冷却系统的控制均基于机械结构，受环境温度影响大，弹性元件的精度严重影响测温准确性
结束语
综上所述，变压器的使用寿命取决于其绝缘材料的老化程度，而绕组温度（尤其是其最热部分的温度）对绝缘材料的老化起决定作用。因此，合理的使用温度计，并对变压器温度进行动态监测是非常必要的。在绕组温度计的使用过程中，受到多个方面的因素影响，其可能出现一定的异常现象，温度检测数值的异常升高就是其中比较主要的故障之一。则需要对故障及时诊断，根据故障发生的原因采取相应的对策进行处置，立即解决故障，恢复变压器绕组温度计的正常运行。
参考文献：
[1]变压器绕组热点温度在线测量方法的研究[J].应勇，刘富家. 东北电力技术.2002（09）
[2]浅谈变压器绕组温度计的原理及测量方法[J].张利萍. 宁夏电力.2011（05）
[3]变压器在线试验与故障诊断技术研究[J].曾晓力. 科技资讯.2015（31）
[4]变压器的用途和故障分析[J].朱向军. 科技经济导刊.2018（28）
论文作者:陆仁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
标签：绕组论文; 变压器论文; 温度计论文; 温度论文; 测量论文; 电位器论文; 测温论文; 《基层建设》2019年第7期论文;