摘要：温度控制器作为超高压主变的核心元件，其工作可靠与否直接关系到主变的安全稳定运行。本文针对超高压主变器温控器存在的普遍错误，结合主变结构特点，对其进行了对比分析。并对光纤温控器的具体应用，进行了研究，为其在超高压电力系统中的推广奠定基础。

关键词：光纤温控器；超高压变压器；应用

前言：

随着我国电力事业的不断发展，超高压变压器在电力输送中的地位越来越重要。超高压变压器的稳定可靠是保证电力系统安全可靠运行的关键。在过去的数十年里，在超高压变压器的工作中，温度已经成为一个不可忽略的问题。针对现有测温方法存在的精度不高、响应速度慢等问题，本文开展基于光纤温控器技术的超高压变压器测温技术研究。

一、光纤温控器的简述及其应用优势

（一）简述

光纤温控器系统是一种新的测温方法，它采用光传感方式对被测对象进行测温。该系统由光传感器，信号处理，控制等模块构成。光纤温控器系统的核心部分是光传感器，其工作原理是将测得的温度值转化成光信号，再经光纤传送给相应的信号处理模块。其中，信号处理部分主要是对光学信号进行分析、处理，并将其传送给控制模块。该控制模块根据采集到的数据，对其进行温度调整，使其工作在一个合理的范围之内。

（二）优势

首先，光纤温控器能够准确测量温度。常规温控方法易受外界干扰而导致测量结果不准确，采用光纤温控器能有效地解决这一问题。其次，它是一种响应速度很快的光纤调温器。超高压变压器工作时，其内部温度会发生快速的变化，因此需要对其进行实时的温控。光纤温控器具有较快的响应速度，能够很好地解决这个问题。在这种情况下，光纤温控器还具有很高的可靠性。由于光纤传送模式对外界环境的干扰较小，因此能够保证从控制模块收到的信号的可靠性，由此保证了整个温控系统的可靠性[1]。

二、超高压变压器在电力系统中的重要作用

超高压变压器是电力系统的核心设备，它的正常工作直接关系到电力系统的安全稳定。超高压变压器的工作温度是一个非常重要的参数，过高轻则造成设备失效，重则损坏。因此，精确地监控和调整超高压变压器的温度是十分重要的。超高压变压器是电力系统的重要组成部分。他们把高电压的电压变成低电压的电，适合传输和分配，以满足广大客户的需要。如果出现故障，将导致大范围的断电，会对社会经济产生重大影响。在超高压变压器运行过程中，温度是一个非常重要的参数。变压器的线圈、铁心及其它元件在工作时会发热。高温会造成绝缘材料老化，绕组短路，从而降低其使用寿命及安全性。因此，对超高压变压器的温度进行实时、精确的监控显得尤为重要。光纤温控器是一种新型的超高压电力变压器温度监控技术。光纤温控器系统具有良好的抗干扰能力，耐高温，测量精度高，传输距离远。该系统采用在变压器的核心元件（线圈、铁心等）上安装光纤传感装置，实现对变压器内部温度的实时监控，并将采集到的数据传送回控制室进行分析、处理。采用光纤温控仪，可为工作人员提供精确、实时的温度数据，并能及时发现可能出现的过热故障。通过对温度的测量与分析，可以对其进行合理的控制，如调节负荷，改善散热条件等。保证变压器工作在安全的环境中。另外，它还可与其它各种保护设备配合使用，达到对变压器进行智能化控制与保护的目的。本项目拟开展基于光纤温控器的新型温度传感器设计、测温精度与可靠性、数据传输与处理等关键问题的研究。在此基础上，针对超高压变压器的特性，建立合理的设备检修方案，保证其高效工作是十分必要的[2]。

三、变压器温控器运行中的缺陷

超高压变压器常用的温控装置是一种常规的压力互感器温控装置，其原理是将密闭容器内的液、气进行加热，从而将容积膨胀或压力改变转化为温度检测信号，从而带动机械指示器转动。同时，温度传感器将温度信号转化成4～20mA的模拟量，并将其发送到监测系统的后台。在操作期间，这类调温器具有下列缺陷：

（一）表针松脱或齿轮箱被卡住

由于表针与内部传动均为机械式驱动，在长时间的外界因素的作用运转下，仪表的指针有可能会掉落下来，同时，还会出现内部的机械传动部分的卡死现象，从而造成温度的不准确。

（二）温变传送器失效

温变传送器是一种将来自温度控制器的温度信号传送给被监视环境的装置。一般采用220伏或24伏供电。当供电电压不稳时，极易烧毁，极易受外界干扰而产生虚假报警。

四、超高压变压器故障成因

（一）维修保养

由于维修保养不到位，造成变压器受潮而损坏，因此，对其进行维修保养是非常有必要的。例如：潜油电泵维修延迟，造成铜粉末混入变压器内，吸进真空区域内的空气；配线不当、接头松驰或发热、分接开关触点不牢。

（二）老化

数据表明，在变压器失效中，绝缘老化是故障主要因素之一。变压器的绝缘老化严重影响其使用寿命，严重时还会发生失效。资料表明，变压器的绝缘老化可使其使用寿命由三十五至四十年减少至二十年。

（三）生产上的缺点

尽管很少有超高的变压器误差是由于加工质量问题造成的，然而由此造成的误差往往更为严重和有害。比如，导线末端松动，焊垫松动，焊接不良，以及较低的短路电阻，一般都是由于生产、设计方面的问题[3]。

（四）超载问题

当变压器的额定功率超出额定值后，长时间运转时，就会出现过载现象。这一现象普遍存在于电厂及用电行业，当超负荷运转时，其绝缘温度会不断上升，从而加速绝缘元件的老化。

五、光纤温控器的应用

（一）光纤温控器装置的安装与设置

超高压变压器作为电力系统的核心部件，其正常工作关系到电力系统的稳定可靠。为了保证超高压电力变压器的安全运行，对其进行温度监控是十分必要的。光纤温控器是一种新型的温度监控技术，在超高压电力变压器中得到了广泛的应用。采用光纤温控器技术，实现了对变压器内部温度的实时监控。与常规测温方式比较，该测温装置具有抗电磁干扰，耐高温，测量精度高，响应速度快等特点。超高压变压器中，为了获取精确的温度信息，需要将光纤测温装置置于绕组、铁芯、油路等核心元件上。当安装一个光纤温度调节器的过程中，一定要注意以下事项：

首先，为保证光纤温控器对变压器内部温度的变化进行有效的探测，确定了合理的安装地点。对此，应结合其结构及工作特点，认真地进行分析。其次，光纤的敷设要合理，不能过分弯曲、伸长，以免损伤光纤，从而影响温度测量的准确性。另外，在装设光纤温控器时，也应注意密封、防尘、防腐等防护，以保证其长时间的稳定工作。因此，在进行光纤温控器装置的设置时，必须针对不同的变压器进行不同的设计。一般来说，分散式布局或者临界位置布局都是可能的。分布式设置技术能够对变压器内部的温度场进行全面监控，及时发现可能存在的故障点；重点对易发生错误的零部件进行监控，以提高故障诊断的准确率。在此基础上，提出了一种新型的基于光纤测温技术的新型智能温控装置，该装置可与其它监控装置相结合，构成一套完善的监控体系，为电力变压器的安全运行及维修提供可靠的数据支撑。为了保证纤维自动调温器的正常工作，也是必要的。维修工作包括对光纤接头的检查，传感器表面的清洁，以及防护措施的效果。为保证测温结果的准确，应严格遵守相应的标准和规程。将光纤温控器技术用于超高压变压器，可以提升超高压变压器的稳定。对电力系统进行实时、精确的测量，并对其进行故障诊断与维修。在工程实践中，必须针对变压器的特点及需求，选用适当的光纤温控器，严格遵守施工规程，才能最大限度地发挥其优点，保证电力系统的安全、稳定运行[4]。

（二）采集和分析温度数据

超高压变压器是现代电力系统的核心部件。为了保证供电的可靠性，变压器的正确工作是必不可少的。采用光纤测温技术对超高压变压器进行实时监控，是一种新型的温度监控技术。光纤温控器系统以光纤为传感元件，可以很好地检测变压器内的温度。相对于常规测温方式，光纤测温技术有很多优势。该电路具有良好的抗干扰能力，能在较大的电流条件下稳定运行。另外，它还具有良好的耐腐蚀和耐高温性能，能有效地应用于复杂的电力系统中。光纤测温系统的一个重要功能就是对其进行温度测量。在变压器的重要部分，如绕组、铁芯、油等，采用光纤作为测温元件，实现了对各部件的实时温度测量。采集到的温度数据经特殊的通讯接口送至监控系统或数据分析平台，作进一步的处理与分析。通过对温度数据的分析，能够及时发现变压器内部的温度异常，为故障诊断与维修提供了重要的基础。比如，温度太高，会指示线圈过热，绝缘损坏，或者超载，等等。对变压器内部的温度进行实时监控与分析，可使运行与维修人员及早采取措施，减少事故发生，保证了变压器的安全可靠。另外，通过长时间的测量数据，可以为变压器的工作状态方面提供重要的参考。对其运行状态进行分析、进行评估，预测可能出现的故障，为维修提供依据，有助于电力单位科学地进行资产管理，改善设备运行的可靠性与运行效率[5]。

（三）超高压变压器的温度监控

超高压变压器作为电力系统的核心部件，其正常工作关系到电力系统的稳定可靠。超高压变压器的工作温度是一项非常重要的指标，过高轻则造成设备失效，重则损坏。因此，超高压变的温度监控显得尤为重要。常规的测温方式存在着一定的局限性，如在较低的温度范围内，测量的准确度较低，容易受到信号的干扰。为此，研制了一种用于超高压电力变压器的光纤温控器。光纤温控器系统采用光纤作为测温元件，具有很多优势。首先，玻纤具有优良的绝缘性，能有效地消除EMI，保证测温精度。其次，玻纤具有大范围的传输范围，能够对变压器的温度状况进行远距离监控。另外，它还具有良好的耐腐蚀和耐高温性能，能够适应多种苛刻的工作环境。在超高压变压器中，可以将光纤调温器安装在绕组、铁心等重要元件上。实现了对各组件温度的实时监控。通过对温度的监控，操作人员和维修人员能够及时地检测出可能出现的问题，并采取相应的对策。当温度超出规定范围时，自动报警，提示维修人员检修。光纤温控器系统不仅能对故障报警起到辅助作用，还能对超高压变压器的操作进行优化。对其进行温度测量，可以掌握其工作状况，从而指导其合理布局。另外，通过对变压器内部温度的变化趋势的分析，可以对可能出现的故障进行预警，从而对其进行检修，并达到提高设备使用寿命的目的。因此，将光纤测温技术用于超高压变压器，可以很好地满足对超高压电力系统温度监控的需要。本项目研究成果将为超高压电力系统的安全稳定运行提供重要的技术支撑。

结语：

综上所述，为了解决超高压变压器温控器在使用中存在的种种不足，提出了用光纤温控器代替传统的机械式温控装置，实现了对变压器温控系统的改造。通过本项目研究，有望解决传统机械调温器在工作中存在的诸多不足，达到对主变压器进行精密测温、准确调控的目的，为提升超高压变压器低温制冷系统的运行质量，保障超高压变压器的安全运行提供理论依据。因此，对超高压变压器采用光纤测温技术进行研究是十分必要的，对保障电力系统的安全、稳定、可靠具有重要意义。

参考文献：

[1]陈艺博，郭文波，李寅伟，等.关于预防超高压电力变压器质量事故措施的思考[J].人民黄河，2023，45（S2）：170-171+173.

[2]单睿，陈海龙，王莉，等.超高压变压器断相保护研究[J].宁夏电力，2023，（S1）：67-72.

[3]杨汝泉.更换超高压分相变压器设计方案探析[J].电力勘测设计，2022，（11）：41-46.