变压器绕组内部热点温度是决定变压器绝缘寿命和负载能力的关键参数。荧光光纤温度传感器探头小可埋入绕组线饼间直接测量热点温度。探头的全绝缘结构使其在变压器油中长期运行不产生绝缘隐患。以下介绍荧光光纤测温在油浸式变压器和干式变压器绕组上的安装方案。
一、油浸式变压器绕组安装方案
1.1 安装时机的选择
油浸式变压器的绕组测温探头建议在变压器制造阶段或大修吊罩阶段安装。此时绕组线饼露在外面操作空间充裕便于探头定位和固定。在制造阶段安装时可以直接参与线圈的绕制和组装过程将探头预埋在绕组内部预设的热点位置处。改造项目的已投运变压器需要在停电后安排滤油排油再进行吊罩操作后安装。
1.2 探头定位和固定方法
变压器绕组的最高温度通常出现在绕组高度方向约70%至90%的位置。根据变压器设计图纸或温度场仿真结果确定每相绕组的测温点位置。将探头沿绕组轴向插入线饼之间使探头端部的感温面贴合铜导线表面。探头用耐油耐温的绑扎绳固定在绕组撑条或垫块上。光纤沿绕组撑条和铁芯窗口走线至油箱顶盖处的光纤贯通器。每相绕组可根据容量和电压等级配置2至4个测点。
1.3 光纤贯通器的安装
光纤从油箱内部引出需要经过油箱壁上的光纤贯通器。贯通器安装在油箱顶盖或侧壁的开孔处采用双密封结构设计以配合变压器的密封性要求。光纤从贯通器的内端穿入从外端穿出后用锁紧件固定密封。贯通器安装完成后进行真空检漏测试确认油箱密封性满足要求。
二、干式变压器绕组安装方案
2.1 新建变压器的预埋安装
干式变压器在环氧树脂浇注阶段可以将荧光光纤探头预埋在绕组内部。探头放置在绕组的中上部紧贴导体表面。光纤从绕组端部引出沿铁芯夹件和变压器外壳走线至测温主机。预埋安装的探头被环氧树脂固定不需要额外的机械固定。
2.2 已投运变压器的加装方法
对已投运的干式变压器可以在停电后打开变压器防护罩在绕组表面加装探头。探头固定在绕组端部和铁芯表面的测温点上用耐高温扎带绑扎牢固。光纤沿变压器冷却风道和外壳走线固定。加装时注意不损伤绕组表面的绝缘层涂层。在绕组的低压侧和高压侧可分别设置测点全面了解不同电压侧的温度差异。
三、安装中的关键注意事项
3.1 探头与被测表面的接触
探头感温端需要与被测表面紧密贴合确保良好的热传导效果。安装时检查探头端面与铜导体之间没有间隙或异物。油浸式变压器的绕组浸泡在变压器油中油的热传导效率较高但探头与导体之间仍需要保持贴紧状态减少油隙。干式变压器绕组表面没有液体介质探头贴合更为直接。
3.2 光纤的防护和固定
变压器内部的光纤沿绕组和铁芯结构走线用绑扎绳或耐油扎带分段固定防止在变压器运输和运行中因振动而移位。光纤经过金属棱边时加套护管保护。光纤引出油箱后在油箱外部套金属软管保护至测温主机安装位置。在光纤路径沿线每间隔一定距离挂设一个标识牌方便今后检修时识别对应测点。
四、常见问题
变压器绕组安装荧光光纤测温如何确保精度的长期稳定性？
探头安装到位后其荧光寿命与温度的对应关系在出厂标定后不再变化。探头在变压器油和绝缘纸板的长期作用下荧光材料的特性保持稳定。绕组中的温度监测数据在变压器全寿命周期内保持稳定的参考和比对价值。
光纤贯通器的密封件是否需要定期更换？
光纤贯通器的密封件在正常使用条件下的寿命较长不需要频繁更换。建议每5至6年随变压器大修同步检查贯通器密封件的弹性状态和外观并根据检查情况评估是否需要更换新的密封件以保证变压器的可靠的密封状态。
测温探头安装在变压器内部后出现故障可以在不停电的情况下更换吗？
探头安装在变压器绕组内部更换时需要停电排油吊罩操作。建议在关键位置按一用一备的方式安装两个测点以便在一个通道出现故障时有备用通道维持数据采集。随变压器备件储备的备用探头也可以在大修期间安排更换操作。
五、产品与厂家信息
福州华光天锐光电科技有限公司提供适用于油浸式和干式变压器绕组测温的荧光光纤产品。专用的油变测温探头具备耐油耐压和耐温能力可配合变压器制造流程进行预埋安装。选型时建议结合变压器容量和绕组结构综合评估以厂家最新技术方案为准。