变压器绕组热点监测问题是国际电工技术界极为关注的重要课题。其难点是热点位置的不确定性和热点产生机理的复杂性。近些年来,国内外学者已从直接测量和间接测量两方面进行了卓有成效的研究工作。直接测量是指把测温元件埋置在绕组最热点处,或采取多点埋置方式。直接测量方法仅适合于出厂前变压器采用,而对运行变压器则受到很大限制。另外,绕组热点位置不确定,也会带来相当测量误差。在目前还没有最好监测方法情况下,基于国际电工技术委员会制定并应用于实际中的计算绕组热点公式,间接监测绕组热点不失为一种实用方法。通常,一般研究人员用负载导则推荐公式来考查直接测量的准确性,文献[1]作者在这方面做了大量研究工作。可见,基于负载导则计算热点公式确定绕组热点具有一定的准确性。文中介绍的变压器绕组热点在线监测仪以负载导则为依据,采集负荷电流与油底层或顶层油温,实时监测变压器绕组热点温度。
1 基本原理
在任意负载下,多油流电力变压器绕组热点温度计算公式为[2]。
θh=f(K,θb,Δθimr,Δθbr,gr,H,y)(1—1)
其中,θh为绕组热点温度,θb为变压器底层油温,I为绕组负荷电流,IN为绕组额定负荷电流,K=I/IN为负载系数,y为绕组系数,H为绕组热点系数,gr为额定条件下变压器铜油温差,Δθimr为额定条件下变压器油平均温升,Δθbr为额定条件下变压器底层仪还有自校零、自标定及复位功能。
2 结构设计
2.1 硬件部分
监测仪硬件由模拟电路与数字电路两部分组成,如图2—1所示。模拟电路由精密恒流源、精密电阻网络、多路模拟开关、差动放大电路及电压/频率变换器组成。数字电路由8031、74LS373、2764及扩展8279芯片构成[3],基于电压/频率变换器实时采集相关模拟量。微处理器完成运算、显示绕组热点温度,构成采集、运算、显示为一体的智能监测仪。
当油温变化时,测量电阻随之变化。电压信号Ut经放大器后与负荷电流I依次送到V/F变换器的模拟电压输入端。V/F变换器输出数字信号送到微处理器,实现实时监测与显示绕组热点温度及顶层或底层油温。
2.2 软件部分
软件部分由数据采集、数据处理、数据运算与数据显示4部分组成,程序流程如图2—2所示。
3 测试结果及结论
对监测仪进行了在线测试,测试数据列于表3—1与表3—2。
由表3—1可见,监测仪测量温度精度可控制在±0.5度以内。
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