什么是变压器测温装置？

什么是变压器测温装置？

变压器测温装置是一种专门用于实时监测和控制变压器关键部位温度的自动化设备。它通过高精度的温度传感器，持续测量变压器内部（主要是绕组和绝缘油）的温度，并将温度信号转化为可视化的数据。更重要的是，它是一个智能保护系统，能在温度达到预设的警戒值时，自动执行报警、启动冷却系统或直接切断变压器电源等一系列操作，以防止设备因过热而发生永久性损坏。

为什么温度监测如此重要？

变压器的寿命在很大程度上取决于其内部绝缘材料的健康状况，而温度是影响绝缘老化的首要因素。过高的温度会急剧加速绝缘材料的化学分解和物理性能劣化，使其变脆、失去绝缘强度。因此，精确的温度监测至关重要，它能有效防止过热损坏，通过将运行温度控制在合理范围内来显著延长变压器的使用寿命，并为判断变压器的负载能力提供关键依据。温度的异常变化也是内部故障的早期征兆，能够为预防性维护提供宝贵信息。

它主要监测哪些关键位置？

变压器测温装置的核心任务是监测两个最能反映设备健康状况的位置：

1. 绕组温度：绕组是变压器运行时的主要热源，其内部温度最高的一点，即“绕组热点温度”，是决定变压器能否安全运行的根本限制。这是最关键的监测指标。

2. 顶层油温：对于油浸式变压器，绝缘油是主要的冷却介质。顶层油的温度能够综合反映变压器的整体发热情况和冷却系统的散热效率。

测温装置是如何工作的？

根据变压器类型的不同，测温原理和技术也有所差异。

油浸式变压器测温：传统上采用“热模拟法”。这种方法通过一个置于变压器顶层油中的感温包来直接测量油温。同时，一个与变压器负载电流成比例的小电流会流过测温装置内部的一个加热元件，该元件紧靠着感温包，模拟绕组因负载电流产生的温升。最终，装置显示的便是油温与模拟温升的叠加值，从而间接反映出绕组的热点温度。

干式变压器测温：这种方式更为直接。在制造过程中，将Pt100铂热电阻等温度传感器直接预埋进三相绕组的内部。测温装置通过连接这些传感器，实时测量其电阻值变化，并根据精确的“电阻-温度”对应关系，直接计算出绕组的真实温度。

荧光光纤测温：这是目前最先进、最精确的测温技术。它在制造变压器时，将非导电的荧光光纤传感器直接敷设在绕组的线匝上。其原理是利用特定荧光材料在受到光脉冲激励后，其荧光衰减时间与温度有精确的对应关系。由于光纤本身绝缘且不受任何电磁干扰（EMI）影响，它能够实现对绕组热点的最直接、最安全、最准确的测量，尤其适用于高电压等级和对可靠性要求极高的重要变压器。

测温装置的核心功能

一个完整的变压器测温装置通常具备以下核心功能：

1. 数据测量与显示：精确测量并循环显示绕组和油的实时温度。

2. 冷却系统控制：当温度达到预设的“启动风机”值时，自动闭合继电器，启动风扇或油泵进行强制冷却；当温度下降后，自动关闭冷却系统。

3. 报警功能：当温度超过设定的“报警”值时，输出开关量信号并发出声光提示，通知运行人员关注。

4. 超温跳闸保护：当温度达到设备所能承受的极限“跳闸”值时，输出一个决定性的开关量信号，直接切断变压器电源，执行最高级别的保护。

5. 通讯与远传：通常配备RS485等通讯接口，能将所有温度数据和设备状态远传至后台监控系统，实现远程监控和无人值守。

常见问题解答 (FAQ)

问：为什么测温装置要设置“报警”和“跳闸”两个不同的温度点？
答：这是为了实现分级保护和预防性管理。较低的“报警”温度点作为一个预警，提示运行人员变压器温度偏高，需要检查负载情况或冷却系统是否正常，给予了人工干预的机会。而更高的“跳闸”温度点是最后一道安全防线，表明温度已达到危险极限，必须立即切断电源以防止设备发生烧毁等严重事故。

问：绕组温度和顶层油温通常相差多少？
答：这个差值被称为“绕组对油的温升”，它不是一个固定值，而是随着变压器负载的变化而变化。负载越大，流过绕组的电流就越大，产生的热量越多，这个温差也就越大。在满载时，这个差值可能达到20至30摄氏度甚至更高，具体取决于变压器的设计和冷却方式。

问：荧光光纤测温装置为什么比传统方式更优越？
答：主要优势在于三点：一是“直接”，它直接接触绕组，测量的是真实热点温度，而非模拟值；二是“精准”，测量精度高，响应速度快；三是“安全”，光纤本身是绝缘体，完全不受高电压和强电磁场的干扰，从根本上杜绝了因测温引入电气风险的可能。

问：我的旧变压器可以加装测温装置吗？
答：对于干式变压器，如果制造时没有预埋传感器，后期加装非常困难。对于油浸式变压器，可以方便地加装或更换测量顶层油温和模拟绕组温度的传统温控器。但要实现光纤测温，则必须在返厂大修或制造时预埋光纤，无法在现场加装到绕组内部。