干式变压器和油浸式变压器的温度监测

一、干式变压器的温度监测

1. 核心监测点

• 绕组温度：干式变压器的绕组是主要发热源（铜损或铝损产生热量），且绕组绝缘直接受温度影响，因此是监测的核心。
• 铁芯温度：铁芯因磁滞损耗和涡流损耗发热，温度通常略低于绕组，但异常时（如铁芯多点接地）可能过热，需辅助监测。
• 环境温度：干式变压器依赖空气散热，环境温度直接影响散热效率（如高温环境会导致绕组温升升高），需作为参考基准。

2. 监测方法

• 直接测量（推荐）：
  在绕组制造时，将铂电阻传感器（Pt100） 预埋在绕组内部（通常是三相绕组的热点位置），直接采集绕组真实温度。Pt100 精度高（误差 ±0.1℃）、稳定性强，是干式变压器温度监测的首选。
• 间接监测：
  对于未预埋传感器的干式变压器，可通过红外测温仪非接触测量绕组表面温度（需注意表面温度低于内部热点温度，误差约 5-10℃），或通过 “环境温度 + 绕组电流计算温升” 的方式估算（精度较低，仅用于临时监测）。

3. 温度限值（核心安全指标）

注：“温升限值” 指绕组温度与环境温度的差值（环境温度以 40℃为基准），超过限值会加速绝缘老化。

4. 监测系统与保护功能

• 温控仪接收 Pt100 信号，实时显示绕组温度，并内置保护逻辑：
  • 超温报警：当温度达到 “报警阈值”（如 F 级设为 130℃）时，触发声光报警，提示运维人员检查；
  • 超温跳闸：当温度达到 “跳闸阈值”（如 F 级设为 150℃）时，输出跳闸信号，切断变压器电源，避免绝缘烧毁。
• 若为强迫风冷干式变压器，温控仪还会根据温度自动启停冷却风机（如温度超过 100℃启动，低于 80℃停止），增强散热。

5. 监测维护要点

• 定期校准 Pt100 传感器（每年 1 次），确保测量精度；
• 检查传感器与绕组的接触是否紧密（松动会导致测量值偏低）；
• 清洁绕组表面（灰尘堆积会阻碍散热，导致温度虚高）；
• 验证温控仪的报警和跳闸功能（通过模拟信号测试）。

二、油浸式变压器的温度监测

1. 核心监测点

• 顶层油温：绝缘油受热后向上对流，顶层油温是油中最高温度，直接反映变压器整体散热状态，是最关键的监测点。
• 绕组热点温度：绕组内部的最高温度（比顶层油温高 5-15℃，取决于冷却方式），是绝缘老化的直接影响因素（油浸式变压器绝缘纸的热点温度限值为 105℃）。
• 底层油温：辅助判断油循环是否正常（正常时顶层与底层温差约 10-20℃，温差过小可能是循环故障）。

2. 监测方法

• 油温测量：
  在油箱顶部（顶层油面下 10-20cm）安装温度传感器，常用类型包括：
  • 膨胀式温度计（水银 / 酒精，直接读数，用于就地监测）；
  • 铂电阻（Pt100）或热电偶（用于远传至监控系统，精度 ±0.5℃）。
• 绕组热点温度计算：
  无法直接测量时，通过 “顶层油温 + 绕组电流附加温升” 间接计算：
  绕组热点温度 = 顶层油温 + （额定电流时的热点温升）×（实际电流 / 额定电流）²
  （注：额定电流时的热点温升通常为 10-15℃，由厂家提供）。

3. 温度限值（核心安全指标）

• 顶层油温：正常运行时不超过 85℃（此时绕组热点温度约 95-100℃），短时最高不超过 95℃（热点温度≤105℃）；
• 绕组热点温度：最高允许 105℃（超过此温度，绝缘纸老化速度急剧加快，寿命大幅缩短）；
• 环境温度：以 40℃为基准（超过 40℃时，需降低负荷以限制油温）。

4. 监测系统与保护功能

• 油温控制器：监测顶层油温，设置两级保护：
  • 报警：油温达 80℃时报警（提示散热可能不足）；
  • 跳闸：油温达 90℃时跳闸（避免热点温度超 105℃）。
• 绕组温度模拟控制器：通过电流互感器采集绕组电流，结合顶层油温计算绕组热点温度，提供与油温控制器类似的报警和跳闸功能（更贴近绕组真实状态）。
• 强迫油循环变压器还需监测油泵、散热器风扇的运行状态（故障会导致油温骤升）。

5. 监测维护要点

• 定期检查油温传感器是否漏油（油浸式传感器可能因密封失效漏油）；
• 校准温度测量装置（每年 1 次），确保顶层油温测量误差≤2℃；
• 检查油位（油位过低会减少散热面积，导致油温升高）和油质（油劣化会降低散热效率）；
• 验证冷却系统（油泵、风扇）的联动功能（如油温达 60℃时自动启动）。

三、干式与油浸式变压器温度监测的核心差异

总结