干式變壓器溫控儀測量繞組溫度時(shí),其精度受以下因素影響:
傳感器因素
傳感器本身精度:不同類型和質(zhì)量的傳感器精度有差異,如 Pt100 鉑熱電阻,A 級(jí)精度的允許誤差小于 B 級(jí)。即使同一類型,生產(chǎn)工藝和材料的不同也會(huì)使傳感器在相同溫度下輸出的電阻值有偏差,從而影響溫度測量精度。
傳感器老化:長期使用后,傳感器的性能會(huì)發(fā)生變化,如 Pt100 鉑熱電阻可能出現(xiàn)阻值漂移,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
傳感器安裝:若傳感器與變壓器繞組接觸不良,存在間隙或松動(dòng),會(huì)使熱量傳遞不充分,導(dǎo)致測量的溫度低于實(shí)際繞組溫度。若安裝位置不當(dāng),如未處于繞組溫度高處,也不能準(zhǔn)確反映繞組的真實(shí)高溫度。
信號(hào)傳輸因素
傳輸線材質(zhì)與長度:傳輸線的電阻、電容等特性會(huì)影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。若采用的傳輸線材質(zhì)不佳,電阻較大,長距離傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的信號(hào)衰減。以常用的銅質(zhì)傳輸線為例,每 10 米長度電纜電阻值會(huì)對(duì)測量產(chǎn)生一定影響
干擾:現(xiàn)場的電磁環(huán)境復(fù)雜,若傳輸線未采取良好的屏蔽措施,容易受到電磁干擾,使信號(hào)中混入噪聲,導(dǎo)致測量結(jié)果波動(dòng),影響精度。
溫控儀自身因素
電子元器件性能:溫控儀內(nèi)部的電子元器件,如放大器、A/D 轉(zhuǎn)換器等的性能會(huì)影響測量精度。元器件的離散性、熱噪聲、時(shí)間漂移和溫度漂移等都可能導(dǎo)致測量誤差
算法與校準(zhǔn):溫控儀的溫度計(jì)算算法對(duì)測量精度有重要影響。若算法簡單,不能準(zhǔn)確補(bǔ)償各種誤差因素,會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。此外,出廠校準(zhǔn)不準(zhǔn)確或長期使用后未及時(shí)校準(zhǔn),都會(huì)使溫控儀的測量精度下降。
環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度的變化會(huì)影響傳感器和溫控儀的性能。當(dāng)環(huán)境溫度超出溫控儀的正常工作范圍,如低于 - 10℃或 55℃時(shí),可能導(dǎo)致溫控儀內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,影響測量精度
濕度:高濕度環(huán)境可能使傳感器和傳輸線表面凝結(jié)水汽,導(dǎo)致絕緣性能下降,影響信號(hào)傳輸和測量精度。同時(shí),濕度變化還可能使傳感器的材料性能發(fā)生改變,進(jìn)而影響測量結(jié)果。
振動(dòng)與沖擊:干式變壓器運(yùn)行時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),若溫控儀安裝不牢固,在振動(dòng)作用下,內(nèi)部元器件可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、接觸不良等問題,影響測量精度。
干式變壓器溫控儀的溫度傳感器常見故障如下:
電氣性能故障
開路故障:傳感器的內(nèi)部導(dǎo)線或外部連接線路可能會(huì)因各種原因出現(xiàn)斷開的情況,如長期使用導(dǎo)致的導(dǎo)線老化斷裂、安裝過程中的過度拉扯使線路損壞等。此時(shí),傳感器無法正常傳輸溫度信號(hào),溫控儀會(huì)顯示異常高溫或低溫,通常顯示為超出正常測量范圍的極值,如顯示 “- - -” 或 “HHH”“LLL” 等代碼。
短路故障:傳感器內(nèi)部的繞組或外部連接線可能會(huì)發(fā)生短路。可能是由于絕緣層破損、受潮等原因,導(dǎo)致電流不按正常路徑流動(dòng),直接形成回路。短路故障會(huì)使傳感器輸出的信號(hào)異常,溫控儀顯示的溫度值可能會(huì)固定在某個(gè)值或出現(xiàn)無規(guī)律的跳動(dòng)。
阻值漂移:長期使用或在惡劣環(huán)境下,傳感器的電阻值可能會(huì)發(fā)生漂移,偏離其初始的校準(zhǔn)值。例如 Pt100 鉑熱電阻,正常情況下在 0℃時(shí)阻值為 100Ω,但由于老化、高溫等因素,其阻值可能會(huì)變?yōu)?102Ω 或 98Ω 等,導(dǎo)致測量的溫度與實(shí)際溫度存在偏差。
機(jī)械結(jié)構(gòu)故障
探頭損壞:溫度傳感器的探頭通常是直接與被測物體接觸來感知溫度的部分,容易受到外力撞擊、摩擦等而損壞。比如在安裝或檢修過程中,不小心碰撞到探頭,可能會(huì)使探頭內(nèi)部的敏感元件受損,導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。
固定松動(dòng):傳感器在安裝時(shí),如果固定不牢固,在變壓器運(yùn)行過程中的振動(dòng)等因素作用下,可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)。這會(huì)導(dǎo)致傳感器與被測繞組之間的接觸不良,使測量的溫度數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,出現(xiàn)波動(dòng)或偏差。
環(huán)境影響故障
受潮:如果傳感器所處的環(huán)境濕度較大,或者防護(hù)措施不到位,水汽可能會(huì)進(jìn)入傳感器內(nèi)部,使內(nèi)部元件受潮,影響其電氣性能,導(dǎo)致測量誤差增大。嚴(yán)重時(shí),可能會(huì)使傳感器短路或損壞。
腐蝕:在一些具有腐蝕性氣體或液體的環(huán)境中,傳感器的金屬部件可能會(huì)被腐蝕,從而影響傳感器的性能和壽命。例如,在化工廠等環(huán)境中,傳感器表面的金屬可能會(huì)與腐蝕性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致傳感器的靈敏度降低,測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
其他故障
電磁干擾:在變壓器等強(qiáng)電磁環(huán)境中,傳感器可能會(huì)受到電磁干擾,導(dǎo)致信號(hào)傳輸出現(xiàn)異常。干擾可能會(huì)使傳感器輸出的信號(hào)中混入噪聲,使溫控儀顯示的溫度值出現(xiàn)跳動(dòng)或偏差,無法準(zhǔn)確反映實(shí)際溫度。
兼容性問題:當(dāng)傳感器與溫控儀或其他設(shè)備連接時(shí),如果存在兼容性問題,也可能導(dǎo)致故障。例如,傳感器的輸出信號(hào)類型與溫控儀的輸入要求不匹配,或者通信協(xié)議不一致等,都會(huì)使系統(tǒng)無法正常工作,出現(xiàn)溫度顯示異常等問題。
干式變壓器溫控器對(duì)于保障變壓器安全運(yùn)作至關(guān)重要。它能實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度,并自動(dòng)控制冷卻系統(tǒng),有效避免因高溫導(dǎo)致的變壓器損壞,從而延長設(shè)備壽命,并增強(qiáng)電力系統(tǒng)的整體信賴度及穩(wěn)定性。
BWD-3K130系列溫控儀專為保障風(fēng)冷干式電力變壓器的可靠運(yùn)行而設(shè)計(jì),是一款功能全面的新一代電腦溫控制器。該設(shè)備通過內(nèi)置在干式電力變壓器三相繞組線包中的三種Pt100/B50/3950K鉑熱電阻來監(jiān)測溫升,并根據(jù)溫升自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)機(jī)的啟停、發(fā)出超溫警報(bào)以及實(shí)施溫跳閘,確保變壓器的安全運(yùn)行。得益于的德國RISC單片計(jì)算機(jī)及I2C存儲(chǔ)調(diào)整技術(shù),并按照J(rèn)B/T7631標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),該溫控器具備結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)等特性。此外,溫控器還具備“黑匣子”功能,能夠記錄停電相繞組線包的溫度和設(shè)備的工作狀態(tài)。
二、主要技術(shù)參數(shù):
1、使用條件:
- 環(huán)境溫度:-10℃~+55℃
- 相對(duì)濕度:5~95%
- 大氣壓:60~160Kpa
- 工作電壓:AC170~AC250V(48~60Hz)
2、測量范圍:-30.0~200℃
3、分辨率:0.1℃
4、測量精度:±1℃
5、控制精度:±1℃
6、功耗:<8VA
7、重量:<1Kg
8、傳感器參數(shù):Pt100/B50/3950K
9、抗干擾性能:符合JB/T7631標(biāo)準(zhǔn)
10、觸點(diǎn)容量:
- 風(fēng)機(jī):AC125/10A或AC220/7A 三組(選配),或單相有源風(fēng)機(jī)AC220/21A 一組
- 超溫報(bào)警:AC125/10A或AC220/7A 一組
- 超溫跳閘:AC125/10A或AC220/7A 一組
11、儀表外型尺寸:80×160×134mm
嵌裝開孔尺寸:152×72mm
判斷溫度傳感器是否需要重新校準(zhǔn),可以從傳感器的使用時(shí)間、測量數(shù)據(jù)表現(xiàn)、設(shè)備狀態(tài)及環(huán)境因素等方面綜合考量,以下是具體方法:
基于使用時(shí)間和頻率
達(dá)到規(guī)定校準(zhǔn)周期:一般來說,溫度傳感器的制造商都會(huì)在產(chǎn)品說明書中規(guī)定一個(gè)校準(zhǔn)周期,通常為 1 年或 2 年。如果傳感器已經(jīng)使用到了這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),即使沒有明顯的故障跡象,也建議進(jìn)行重新校準(zhǔn),以確保其測量精度。
頻繁使用:若傳感器在短時(shí)間內(nèi)使用頻率非常高,比如在連續(xù)生產(chǎn)線上長期不間斷工作,或者在頻繁的溫度測試實(shí)驗(yàn)中頻繁使用,其內(nèi)部元件可能會(huì)因疲勞等原因?qū)е滦阅茏兓@種情況下即使未到規(guī)定校準(zhǔn)周期,也應(yīng)考慮提前校準(zhǔn)。
依據(jù)測量數(shù)據(jù)表現(xiàn)
數(shù)據(jù)偏差較大:將傳感器與已知精度更高的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或其他經(jīng)過校準(zhǔn)的傳感器放在同一溫度環(huán)境下進(jìn)行對(duì)比測量。若測量值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差超出了傳感器的允許誤差范圍,例如,傳感器的精度為 ±1℃,但實(shí)際測量偏差達(dá)到了 ±2℃,則需要重新校準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)不穩(wěn)定:在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中,傳感器測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)無規(guī)律的波動(dòng),忽高忽低,且排除了外部干擾等因素后,說明傳感器可能存在性能問題,需要重新校準(zhǔn)以恢復(fù)其穩(wěn)定性。
與歷史數(shù)據(jù)不符:在相同或相似的測量條件下,當(dāng)前測量數(shù)據(jù)與以往積累的可靠歷史數(shù)據(jù)存在明顯差異,且其他測量條件和設(shè)備均無變化,那么很可能是傳感器需要校準(zhǔn)。
基于設(shè)備狀態(tài)
維修或更換部件后:當(dāng)傳感器經(jīng)歷了維修,如更換了內(nèi)部的敏感元件、線路板等關(guān)鍵部件后,其性能可能會(huì)發(fā)生變化,需要重新校準(zhǔn)以確保測量準(zhǔn)確。
出現(xiàn)故障修復(fù)后:傳感器出現(xiàn)過如開路、短路、信號(hào)異常等故障,即使經(jīng)過修復(fù)能夠恢復(fù)工作,也需要進(jìn)行校準(zhǔn),因?yàn)楣收峡赡芤呀?jīng)對(duì)傳感器的精度產(chǎn)生了影響。
這種智能溫控儀表的主要特點(diǎn)和應(yīng)用:
全數(shù)字化集成設(shè)計(jì):這種儀表采用了全數(shù)字化的設(shè)計(jì),使得它能夠提供更的溫度測量和控制,同時(shí)易于與其它數(shù)字化系統(tǒng)兼容。
溫度曲線編程/恒溫控制:用戶可以根據(jù)需要編程設(shè)定溫度曲線,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的溫度控制過程,或者設(shè)定一個(gè)固定的溫度點(diǎn)進(jìn)行控制。
多重PID調(diào)節(jié):PID(比例-積分-微分)調(diào)節(jié)是溫度控制中常用的調(diào)節(jié)方式,多重PID調(diào)節(jié)能夠適應(yīng)不同的控制場景,提供更穩(wěn)定和的控制效果。
輸出功率限幅曲線編程:能夠根據(jù)需要編程限制輸出功率,保護(hù)負(fù)載不被過度加熱,提高系統(tǒng)的安全性。
手動(dòng)/自動(dòng)切換:用戶可以在手動(dòng)和自動(dòng)模式之間自由切換,手動(dòng)模式可以在特殊情況下進(jìn)行臨時(shí)控制,而自動(dòng)模式能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守的自動(dòng)控制。
軟啟動(dòng):軟啟動(dòng)功能可以避免在啟動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)造成沖擊,延長設(shè)備壽命。
報(bào)警開關(guān)量輸出:當(dāng)溫度超過或低于設(shè)定范圍時(shí),儀表可以輸出報(bào)警信號(hào),與外部設(shè)備如聲光報(bào)警器或PLC系統(tǒng)相連,實(shí)現(xiàn)及時(shí)預(yù)警。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢:用戶可以實(shí)時(shí)查看溫度、控制狀態(tài)等數(shù)據(jù),便于監(jiān)控和調(diào)整。
與計(jì)算機(jī)通訊:支持與計(jì)算機(jī)的通信,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄和分析。
集測量、調(diào)節(jié)、驅(qū)動(dòng):這種儀表將溫度測量、調(diào)節(jié)和控制功能集成在一起,直接輸出晶閘管觸發(fā)信號(hào),簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了控制效率。
這種智能溫控儀表廣泛應(yīng)用于各種需要溫度控制的場合,如化工、制藥、熱處理、食品加工等行業(yè),能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)降低能耗和維護(hù)成本。