基于光纤光栅技术油浸变压器绕组热点及变压器温度研究

5 深圳电网110kV主变温度测量案例

5.1 传感器监测位置和数量

经与变压器厂商议，在A，B，C三相高压绕组上，每相安装2个传感器，位置分别在第二和第三个线饼之间、第四和第五个线饼之间;顶层和底层油温部分，各安装两个传感器;铁芯上安装2个传感器;母线排上安装3个传感器。如图6所示：

5.2 传感器在变压器中的安装

传感器在绕组、铁芯、母线排及顶层油的安装如图7-10所示：

5.3 测量结果及分析

5.3.1 绕组热点温度、顶层油温度及温升分析

表2是温升试验中，绕组、铁芯、母线与油温度稳定后的测量结果。

注：*1，表示传感器安装在第2、3线饼间;*2，表示传感器安装在第4、5线饼间;

所测量的绕组最高温度在C相高压绕组上第二个线饼和第三个线饼之间，为110.6℃，根据标准[4]，该点即作为绕组热点温度。

根据标准[4]中规定的温度分布模型，已知铜油温差为20K，作图如下：

该台变压器的铜油温差为20K，根据热点温度模拟计算法，热点系数选择1.3，则模拟计算的热点温度=顶层油温(油温计测量温度为81.6℃)+热点系数×铜油温差，为107.6℃，计算的热点温升为107.6-27.3=80.3K。

标准[4]中规定了顶层油温升限制为60K，但没有规定热点温升限制，标准[8]则规定了热点温升限制为78K。

5.3.2 绕组温度分析

从测量结果看，第二、三个线饼间的温度高于第四、五线饼间的温度;相同位置不同绕组的测量温度较为接近。

因为绕组热点温度是变压器负载的最主要限定因素, 应尽力准确测出[3]，标准[4]中提出“由于热点的位置很难预先准确确定，加之油流的随意变化，各不同位置的温度也会随之变化，因此最好同时用多个传感器”。由于在2、3饼之间各放置了1个传感器，为了更加准确的评估变压器的绕组热点温度，因此传感器数量有必要增加，以测量出绕组可能存在的更高温度。

5.3.3 顶层油温测量结果比较

采用传统的Pt100油温计与采用光纤光栅技术测量的油温比较如图12所示，可看出当温度稳定之后：

(1)光纤测量的两个顶层油温非常接近，相差0.2℃;

(2)Pt100油温计测量的两个顶层油温相差2.3℃，最大值比光纤测量温度差大约0.5℃。Pt100油温计2在5:00-5:30时间段，温度突变9.4℃，判断可能存在测量故障。在变压器投运不久，该Pt100传感器果然出现故障，并更换。

5.3.4 光纤测温数据稳定性分析

从图13可看出，绕组、铁芯，还是母排在温升试验期间温度数据变化均非常平稳，本项目所采用光纤测温系统测温数据稳定、准确。